电驱自动猫道系统及控制方法技术方案

电驱自动猫道系统及控制方法，包括坡道，坡道一端放置于二层台上，另一端设置在底座上，送钻装置一端的前滚轮在坡道上滑行，另一端通过支架设置在底座上，钢丝绳绕过坡道和送钻装置；坡道上设置有绞绳轮，下方有滚筒装置；底座包括四个倾斜机构，倾斜机构的旁边都设置有挡销，底座尾部设置有导轨，导轨设置有底座后传感器，底座上设置有PLC控制柜和液压站，底座的两侧放置排管架，排管架端部设置有液压缸；送钻装置设置有踢出机构和安全销，送钻装置底部设置有水平放置的滑轮，送钻装置前端设置有前滚轮，后端下方设置有可在底座导轨上滑行的后滚轮。本发明专利技术缩小油箱的体积，减小液压站空间占用率，也保证了猫道在恶劣环境下送钻的稳定性。

Electric drive automatic catwalk system and control method

【技术实现步骤摘要】
电驱自动猫道系统及控制方法
本专利技术涉及石油送钻
，特别涉及电驱自动猫道系统及控制方法。
技术介绍
目前，国内的动力猫道的应用越来越广泛，整个系统主要由猫道结构、电控系统和液压系统组成，通过送钻装置将钻具运输到二层台，其过程较为成熟并且效率较高。目前所使用的液压驱动方式虽然便捷，可靠性高，但驱动如此大的设备需要的油箱体积较大，装有油箱的液压站一般放置于猫道附近，猫道整体搬运时也不易安装。并且这种液压驱动的方式不适合天气恶劣的环境，比如零下十几度的气温，液压油会变黏稠，导致各个机构工作时非常缓慢，达不到理想的效果。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供电驱自动猫道系统及控制方法，缩小油箱的体积，不仅减小了液压站的空间占用率，易于搬运，便于安装，也保证了猫道在恶劣环境下送钻的稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：电驱自动猫道系统，包括猫道结构、电控系统、液压系统。猫道结构系统包括坡道1，坡道1一端放置于二层台上，另一端设置在底座2上，送钻装置3一端的前滚轮3.5在坡道1上滑行，另一端通过支架4设置在底座2上，钢丝绳绕过坡道1和送钻装置3，所述的控制送钻装置(3)通过电控系统控制；所述的坡道1居中位置上设置有绞绳轮1.1，下方有滚筒装置1.2；所述的底座2包括两侧两两对称设置的四个倾斜机构2.1，每个倾斜机构2.1的旁边都设置有挡销2.2，底座2尾部设置有导轨2.3，导轨2.3上设置有底座后传感器，导轨2.3用于引导送钻装置3上的后滚轮3.6滑行，所述的底座2上设置有PLC控制柜2.4和液压站2.5；液压站2.5通过液压系统提供动力；所述的送钻装置3设置有四个踢出机构3.2和四个安全销3.1，送钻装置3上方设置有推移钻具的小车3.3，送钻装置3底部设置有水平放置的滑轮3.4，送钻装置3前端设置有可在坡道1上滑行的前滚轮3.5，后端下方设置有可在底座导轨2.3上滑行的后滚轮3.6。所述的支架4的一端与送钻装置3相连，另一端设有支架滚轮4.1，支架滚轮4.1在底座内部滑行。所述的底座2的两侧分别两两对称放置排管架5，排管架5端部设置有液压缸。所述的滚筒装置1.2包括安装在滚筒底座1.2.6上的滚筒1.2.5，滚筒1.2.5的两侧分别对称安装有变频电机1.2.1、电磁抱闸制动器1.2.2和减速器1.2.3，变频电机1.2.1通过PLC控制柜2.4控制其转动，从而使得滚筒1.2.5正反转。变频电机1.2.1连接电磁抱闸制动器1.2.2，电磁抱闸制动器1.2.2通过输出轴与减速器1.2.3相连，变频电机1.2.1和减速器1.2.3放置于电机安装座1.2.4上，钢丝绳绕在滚筒1.2.5上，通过坡道1上方的绞绳轮绕到送钻装置3下面的滑轮3.4上，电机安装座1.2.4放置于滚筒底座1.2.6上。所述的钢丝绳绕在滚筒装置1.2的滚筒1.2.5上，通过绞绳轮1.1与送钻装置下方的滑轮3.4将钢丝绳拉紧，送钻装置3前端设置有液压马达，钢丝绳绕过液压马达与小车3.3内部，使得绕绳转动后，小车3.3也可移动，在送钻装置3前端设置有一个小车前传感器，在尾部设置有小车后传感器。所述的电控系统主要分为无线遥控操作和有线应急操作。无线遥控操作主要应用到CPU，遥控器发射指令，通过接收器将信息传送至S7-200SMARTCPU，传感器的信号也发送至CPU，经过内部信息处理，通过DO/AO模块输出数字量与模拟量，模拟量需通过放大器增大信号强度，最后比例阀导通，数字量使得相应机构的电磁阀线圈得电，完成各机构动作，若在遥控器上按下急停按钮，则发送出急停信号，所有动作将会终止；有线应急操作需用到应急箱，拨动应急箱相应的动作开关，便可直接得到数字量与模拟量的输出，后续过程与无线遥控操作一致，若按下急停按钮，输出断开，动作也会立刻停止。控制送钻装置3的上升下降，是输出模拟量以后经过变频电机，使得滚筒1.2.5转动。所述液压系统是油路从液压站出来先连接至比例阀上，根据输入的信号，按比例对油流的压力和流量进行调节控制，经过比例阀后油路分为三路，一路到左边的电磁阀组，此阀组安装在底座2下方左侧，连接的是左排管架和左倾斜机构2.1的液压缸，另一路到右边的电磁阀组，此阀组安装在底座2下方右侧，所连接的是右排管架和右倾斜机构2.1的液压缸，还有一路到送钻装置里面的电磁阀组，分别连接至左右两侧安全销3.1下方的液压缸、左右两侧踢出机构3.2下方的液压缸和送钻装置前端的液压马达。电驱自动猫道系统的控制方法，包括以下步骤；具体上钻过程为：按下排管架5伸出按钮，PLC接收到信号开始运行，排管架5所对应的液压缸电磁阀得电，油路导通后液压缸动作，排管架5升起，将钻杆送至倾斜机构2.1上，直至到挡销2.2处钻杆停止滚动，拿出挡销2.2并按下对面一侧安全销3.1升起按钮，PLC控制柜2.4接收到信号后使得安全销3.1所对应的液压缸电磁阀得电，此时安全销3.1升起，再按下倾斜机构2.1排入的按钮，倾斜机构2.1所对应的液压缸电磁阀得电，其液压缸动作，倾斜机构2.1向底座2内侧翻转，将钻杆送入送钻装置3的V型槽中，此时将两侧的安全销3.1全部升起，推动送钻装置3上升的摇杆，PLC控制柜2.4接受到信号后，控制滚筒装置1.2上的两个变频电机1.2.1转动，使得滚筒1.2.5正转，钢丝绳被拉紧，送钻装置3开始上升，送钻装置3的前滚轮3.5在坡道1上滑行，底座传感器也失去了感应，此时在程序中设定的所有排管架5和倾斜机构2.1都不可排入，安全销3.1不可下降，当送钻装置3到达一定高度时，按下小车前进的按钮，PLC接收到信号后使送钻装置3前端的液压马达电磁阀得电，马达正转，整个绳圈正转，使得小车3.3向前移动并推动钻杆，直到钻杆伸出合适的长度，送钻装置3上的小车前传感器的安装位置是小车3.3滑行的极限位置，当传感器检测到小车3.3移动至此位置时，会向PLC控制柜2.4发出信号，再经过PLC内部的数据运算发出指令，控制液压马达电磁阀失电，液压马达停止转动，小车3.3也停止滑行；下钻具时具体的操作过程为：人工将钻杆的一头放入送钻装置3的V型槽中，慢慢下滑顶至小车3.3，按下小车后退按钮，PLC控制柜2.4接收到信号后使送钻装置3前端的液压马达电磁阀得电，马达反转，整个绳圈也反转，小车3.3带动钻杆后退，送钻装置3上的小车后传感器的安装位置是小车后退的极限位置，当传感器检测到小车3.3后退至此位置时，会向PLC控制柜2.4发出信号，经过PLC内部的数据运算发出指令，控制液压马达电磁阀失电，液压马达停止反转，绳圈不再转动，小车3.3停止后退。此时钻杆放置于送钻装置3的V型槽，推动送钻装置下降的摇杆，PLC接受到信号后，控制滚筒装置1.2的两个变频电机1.2.1转动，使得滚筒1.2.5反转，通过钢丝绳的拉力，送钻装置3缓慢下降，直到后滚轮3.6接触到底座2后，会在底座2尾部的导轨2.3内侧滑行，当导轨2.3上的传感器检测到了后滚轮3.6到达此处，证明送钻装置3已经完全下降并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电驱自动猫道系统，其特征在于，包括猫道结构、电控系统、液压系统；/n所述猫道结构包括坡道(1)，坡道(1)一端放置于二层台上，另一端设置在底座(2)上，送钻装置(3)一端的前滚轮(3.5)在坡道(1)上滑行，送钻装置(3)另一端通过支架(4)设置在底座(2)上，钢丝绳绕过坡道(1)和送钻装置(3)，所述的控制送钻装置(3)通过电控系统控制；/n所述的坡道(1)居中位置上设置有绞绳轮(1.1)，下方有滚筒装置(1.2)；/n所述的底座(2)包括两侧两两对称设置的四个倾斜机构(2.1)，每个倾斜机构(2.1)的旁边都设置有挡销(2.2)，底座(2)尾部设置有导轨(2.3)，导轨(2.3)设置有底座后传感器，导轨(2.3)用于引导送钻装置(3)下降时后滚轮(3.6)的滑行，所述的底座(2)上设置有PLC控制柜(2.4)和液压站(2.5)，液压站(2.5)通过液压系统提供动力；/n所述的送钻装置(3)设置有四个踢出机构(3.2)和四个安全销(3.1)，送钻装置(3)上方设置有用来推移钻具的小车(3.3)，送钻装置(3)底部设置有水平放置的滑轮(3.4)，送钻装置(3)前端设置有可在坡道(1)上滑行的前滚轮(3.5)，后端下方设置有可在底座导轨(2.3)上滑行的后滚轮(3.6)。/n...

【技术特征摘要】
1.电驱自动猫道系统，其特征在于，包括猫道结构、电控系统、液压系统；
所述猫道结构包括坡道(1)，坡道(1)一端放置于二层台上，另一端设置在底座(2)上，送钻装置(3)一端的前滚轮(3.5)在坡道(1)上滑行，送钻装置(3)另一端通过支架(4)设置在底座(2)上，钢丝绳绕过坡道(1)和送钻装置(3)，所述的控制送钻装置(3)通过电控系统控制；
所述的坡道(1)居中位置上设置有绞绳轮(1.1)，下方有滚筒装置(1.2)；
所述的底座(2)包括两侧两两对称设置的四个倾斜机构(2.1)，每个倾斜机构(2.1)的旁边都设置有挡销(2.2)，底座(2)尾部设置有导轨(2.3)，导轨(2.3)设置有底座后传感器，导轨(2.3)用于引导送钻装置(3)下降时后滚轮(3.6)的滑行，所述的底座(2)上设置有PLC控制柜(2.4)和液压站(2.5)，液压站(2.5)通过液压系统提供动力；
所述的送钻装置(3)设置有四个踢出机构(3.2)和四个安全销(3.1)，送钻装置(3)上方设置有用来推移钻具的小车(3.3)，送钻装置(3)底部设置有水平放置的滑轮(3.4)，送钻装置(3)前端设置有可在坡道(1)上滑行的前滚轮(3.5)，后端下方设置有可在底座导轨(2.3)上滑行的后滚轮(3.6)。


2.根据权利要求1所述的电驱自动猫道系统，其特征在于，所述的支架(4)的一端与送钻装置(3)相连，另一端设有支架滚轮(4.1)，支架滚轮(4.1)在底座(2)里滑行。


3.根据权利要求1所述的电驱自动猫道系统，其特征在于，所述的底座(2)的两侧分别两两对称放置排管架(5)，排管架(5)端部设置有液压缸。


4.根据权利要求1所述的电驱自动猫道系统，其特征在于，所述的滚筒装置(1.2)包括安装在滚筒底座(1.2.6)上的滚筒(1.2.5)，滚筒(1.2.5)的两侧分别对称安装有变频电机(1.2.1)、电磁抱闸制动器(1.2.2)和减速器(1.2.3)，变频电机(1.2.1)通过PLC控制柜(2.4)控制电机的正反转，变频电机(1.2.1)连接电磁抱闸制动器(1.2.2)，电磁抱闸制动器(1.2.2)通过输出轴与减速器(1.2.3)相连，变频电机(1.2.1)和减速器(1.2.3)放置于电机安装座(1.2.4)上，钢丝绳绕在滚筒(1.2.5)上，通过坡道(1)上方的绞绳轮绕到送钻装置(3)下面的滑轮(3.4)上，电机安装座(1.2.4)放置于滚筒底座(1.2.6)上。


5.根据权利要求4所述的电驱自动猫道系统，其特征在于，所述的钢丝绳绕在滚筒装置(1.2)的滚筒(1.2.5)上，通过绞绳轮(1.1)与送钻装置下方的滑轮(3.4)将钢丝绳拉紧或放松，送钻装置(3)前端设置有液压马达，钢丝绳绕过液压马达与小车(3.3)内部，使得绕绳转动后，小车(3.3)也可移动，在送钻装置(3)前端设置有一个小车前传感器，在尾部设置有小车后传感器。


6.根据权利要求1所述的电驱自动猫道系统，其特征在于，所述的控制送钻装置(3)通过电控系统控制，所述的电控系统主要分为无线遥控操作和有线应急操作，无线遥控操作包括CPU，遥控器发射指令，通过接收器将信息传送至S7-200SMARTCPU，传感器的信号也发送至CPU，经过内部信息处理，通过DO/AO模块输出数字量与模拟量，模拟量需通过放大器增大信号强度，最后比例阀导通，数字量使得相应机构的电磁阀线圈得电，完成各机构动作，若在遥控器上按下急停按钮，则发送出急停信号，所有动作将会终止；有线应急操作需用到应急箱，拨动应急箱相应的动作开关，便可直接得到数字量与模拟量的输出，后续过程与无线遥控操作一致，若按下急停按钮，输出断开，动作也会立刻停止，控制送钻装置(3)的上升下降，是输出模拟量以后经过变频电机，使得滚筒(1.2.5)转动。


7.根据权利要求1所述的电驱自动猫道系统，其特征在于，所述的液压系统包括油路从液压站(2.5)出来先连接至比例阀上，根据输入的信号，按比例对油流的压力和流量进行调节控制，经过比例阀后，油路分为三路，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍泽富，聂丹阳，伏露，党鹏，王冲，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61