本实用新型专利技术公开了一种基于钻井绞车的多重刹车控制系统，由液压盘刹本体作用在绞车滚筒上，由液压盘刹控制装置与PLC控制单元共同完成刹车工作；电磁涡流刹车本体通过内花键与绞车滚筒的轴连接、由电磁刹车控制装置与PLC控制单元共同控制；高度编码器安装在绞车滚筒的连接轴上，且高度编码器与PLC控制单元连接；能耗制动单元通过PLC控制单元对直流母线的电压进行检测，将绞车下放及减速时产生的能量消耗到电阻箱上。在钻机绞车中配置了此多重刹车控制系统后，钻机既能保持交、直流电驱动绞车的优势，又能最大化地提高绞车驱动电机的功率利用率，刹车力矩由PLC程序自动控制，可实现安全、快速起下钻，进一步提高钻井效率。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及钻井绞车刹车控制
技术介绍
刹车系统作为钻井绞车的主要组成部分，经过多年的发展形成了各种不同的系统。其主要分为以下几种:1、液压盘刹系统:该系统是目前应用最广泛的刹车系统。具有设计简单，维护容易等特点，但在使用上完全依靠人来操作刹车手柄来实现其功能。2、电磁涡流刹车系统:如公开号为203612875U，公开日为2014年5月28日的中国专利文献公开了一种基于高效智能石油钻井绞车系统的专用电磁涡流刹车系统。其由控制系统全程控制更为高效合理的电磁涡流刹车。该技术采用的技术方案为包括电磁涡流刹车本体，还包括可控硅整流装置和PLC控制单元，所述的PLC控制单元通过工业控制总线与可控硅整流装置连接，可控硅整流装置通过动力电缆与电磁涡流刹车本体连接，所述的电磁涡流刹车本体包括机座、转子、定子、激磁线圈、输出轴和散热系统，所述的激磁线圈嵌入定子之中，定子通过螺栓固定与机座上，转子通过平键与输出轴连接，散热系统通过螺栓设置于机座上，所述的输出轴通过内花键与滚筒轴总成连接。作为一种辅助刹车系统，该方式主要应用于机械钻机与直流钻机的系统当中。能快速消耗下放所产生的能量。但随着绞车速度降低刹车力矩也逐渐缩小，不能完全使滚筒停止且在变频钻机中没有相关的应用。3、能耗制动刹车:利用制动斩波器或逆变装置来迅速释放直流母线上的能量使得变频电机拖动的绞车停车，变频钻机系统多采用该方式。缺点在于造价高，与直流钻机相比减速过慢影响钻机的时效性。4、PLC控制高度系统:通过高度编码器来确定刹车点位置，实现PLC控制安全钳紧急刹车。该方式容易造成过电流导致整个系统停电的故障出现。
技术实现思路
本技术旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种基于钻井绞车的多重刹车控制系统。在钻机绞车中配置了此多重刹车控制系统后，钻机既能保持交、直流电驱动绞车的优势，又能最大化地提高绞车驱动电机的功率利用率，刹车力矩由PLC程序自动控制，可实现安全、快速起下钻，进一步提高钻井效率，系统地解决了长期困扰用户的钻机钻井效率低、下放安全性差、系统故障率较高的问题。本技术是通过采用下述技术方案实现的:一种基于钻井绞车的多重刹车控制系统，其特征在于:包括绞车滚筒、液压盘刹本体、液压盘刹控制装置、电磁涡流刹车本体、电磁刹车控制装置，高度编码器、能耗制动单元，电阻箱和PLC控制单元，所述液压盘刹本体作用在绞车滚筒上，由液压盘刹控制装置与PLC控制单元共同完成刹车工作；电磁涡流刹车本体通过内花键与绞车滚筒的轴连接、由电磁刹车控制装置与PLC控制单元共同控制;高度编码器安装在绞车滚筒的连接轴上，且高度编码器与PLC控制单元连接;能耗制动单元通过PLC控制单元对直流母线的电压进行检测，将绞车下放及减速时产生的能量消耗到电阻箱上。与现有技术相比，本技术所达到的有益效果如下:1、将钻机液压盘刹系统、能耗制动系统、电磁涡流刹车系统、PLC控制高度刹车系统这四个刹车模式融合在同一个系统中。作业过程的刹车控制由PLC程序统一完成，根据实际工况需要分别自动投切液压盘刹系统、能耗制动系统、电磁涡流刹车系统、PLC控制高度刹车系统。多重刹车控制系统根据速度、悬重、动力进行建模计算;实现了绞车快速平稳的加速与减速，提高绞车的安全与效率。2、在钻机绞车中配置了此多重刹车控制系统后，钻机既能保持交、直流电驱动绞车的优势，又能最大化地提高绞车驱动电机的功率利用率，刹车力矩由PLC程序自动控制，可实现安全、快速起下钻，进一步提高钻井效率，系统地解决了长期困扰用户的钻机钻井效率低、下放安全性差、系统故障率较高的问题。【附图说明】下面将结合说明书附图和【具体实施方式】对本技术作进一步的详细说明，其中:图1为本技术的结构不意图附图标记:I一绞车滚筒，2—液压盘刹本体，3—液压盘刹控制装置，4一电磁涡流刹车本体，5—电磁刹车控制装置，6—尚度编码器，7—能耗制动单兀，8—电阻箱，9一PLC控制单元。【具体实施方式】参照说明书附图，本技术的最佳实施方式是:参见图1:钻井绞车多重刹车系统，由液压盘刹2直接作用在绞车滚筒I上面，由液压盘刹控制装置3与PLC控制单元9共同完成刹车工作；电磁涡流刹车本体4通过内花键与绞车滚筒轴I连接、由电磁刹车控制装置5与PLC控制单元9共同控制;高度编码器6安装在绞车滚筒I的连接轴上，经过数据的采集在PLC控制单元经过计算绞车位置来实现辅助性刹车;能耗制动单元7通过PLC控制单元9对直流母线的电压进行检测，将绞车下放及减速时产生的能量消耗到电阻箱8上。系统工作时，由PLC控制单元9对高度、悬重、速度、温度、风压等数据的比较分析，建立动态模型，编制控制软件，由PLC控制系统合理分配下钻能耗，并对液压盘刹控制装置3、电磁刹车控制装置5、高度编码器6及能耗制动单元7进行统一控制，实现能量合理快速释放，提高下钻作业控制精度和效率，避免对系统的电压冲击，提高系统安全性，最终实现绞车的多重刹车。【主权项】1.一种基于钻井绞车的多重刹车控制系统，其特征在于:包括绞车滚筒(1)、液压盘刹本体(2)、液压盘刹控制装置(3)、电磁涡流刹车本体(4)、电磁刹车控制装置(5)，高度编码器(6)、能耗制动单元(7)，电阻箱(8)和PLC控制单元(9)，所述液压盘刹本体(2)作用在绞车滚筒(I)上，由液压盘刹控制装置(3)与PLC控制单元(9)共同完成刹车工作；电磁涡流刹车本体(4)通过内花键与绞车滚筒(I)的轴连接、由电磁刹车控制装置(5 )与PLC控制单元(9 )共同控制；高度编码器(6)安装在绞车滚筒(I)的连接轴上，且高度编码器(6)与PLC控制单元(9)连接;能耗制动单元(7)通过PLC控制单元(9)对直流母线的电压进行检测，将绞车下放及减速时产生的能量消耗到电阻箱(8)上。【专利摘要】本技术公开了一种基于钻井绞车的多重刹车控制系统，由液压盘刹本体作用在绞车滚筒上，由液压盘刹控制装置与PLC控制单元共同完成刹车工作；电磁涡流刹车本体通过内花键与绞车滚筒的轴连接、由电磁刹车控制装置与PLC控制单元共同控制；高度编码器安装在绞车滚筒的连接轴上，且高度编码器与PLC控制单元连接；能耗制动单元通过PLC控制单元对直流母线的电压进行检测，将绞车下放及减速时产生的能量消耗到电阻箱上。在钻机绞车中配置了此多重刹车控制系统后，钻机既能保持交、直流电驱动绞车的优势，又能最大化地提高绞车驱动电机的功率利用率，刹车力矩由PLC程序自动控制，可实现安全、快速起下钻，进一步提高钻井效率。【IPC分类】B66D5/30, B66D5/26【公开号】CN205204734【申请号】CN201521022300【专利技术人】谭刚强, 张洪, 曾鑫, 朱占林, 雒建胜, 李飞, 李勇, 张建, 卜知书 【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司【公开日】2016年5月4日【申请日】2015年12月10日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于钻井绞车的多重刹车控制系统，其特征在于：包括绞车滚筒（1）、液压盘刹本体（2）、液压盘刹控制装置（3）、电磁涡流刹车本体（4）、电磁刹车控制装置（5），高度编码器（6）、能耗制动单元（7），电阻箱（8）和PLC控制单元（9），所述液压盘刹本体（2）作用在绞车滚筒（1）上，由液压盘刹控制装置（3）与PLC控制单元（9）共同完成刹车工作；电磁涡流刹车本体（4）通过内花键与绞车滚筒（1）的轴连接、由电磁刹车控制装置（5）与PLC控制单元（9）共同控制；高度编码器（6）安装在绞车滚筒（1）的连接轴上，且高度编码器（6）与PLC控制单元（9）连接；能耗制动单元（7）通过PLC控制单元（9）对直流母线的电压进行检测，将绞车下放及减速时产生的能量消耗到电阻箱（8）上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谭刚强，张洪，曾鑫，朱占林，雒建胜，李飞，李勇，张建，卜知书，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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