[实用新型]一种石油钻机双速自动换挡单轴绞车控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种石油钻机自动换挡绞车控制，尤其涉及到一种利用滚筒编码器实现石油钻机双速自动换挡单轴绞车控制系统。

背景技术

现有石油钻机的绞车换挡系统是采用人工换挡，为了满足在最大钩载下绞车能够正常运行，需要在钻井初期采用高速档，中后期采用低速挡。这样做虽然系统简单，但实际上即使在中后期，大部分时间绞车并非处于最大钩载的状态，如果一直使用低速档位效率会下降很多。尤其是在轻载或空载的时候，还在使用低速挡，使得绞车整体速度降低。

发明内容

为了克服现有绞车换挡系统效率低下的问题，本实用新型提出了一种石油钻机双速自动换挡单轴绞车控制系统，用于改善石油钻机作业效率，大幅缩短轻载或空载时的绞车提升时间。

为了实现上述的技术目的，本实用新型提供一种石油钻机双速自动换挡单轴绞车控制系统，其包括低速离合器，与低速离合器可接触的滚筒，其中，低速离合器可驱动滚筒旋转，盘刹，其中，盘刹可控制滚筒的旋转，使滚筒的运转速度停止或降低，与滚筒可接触的高速离合器，所述高速离合器可驱动滚筒高速旋转，可控制滚筒运转的涡流刹车，所述涡流刹车可促使滚筒的运转速度停止或降低，滚筒编码器，所述滚筒编码器实时监测滚筒的运转速度；其中，电机可通过低速离合器或高速离合器带动滚筒旋转。

此外，本实用新型还提供滚筒运转速度的监控装置，所述单轴绞车控制系统还设有悬重传感器，所述悬重传感器用于测量和判断滚筒的载重量。

此外，本实用新型的工作原理是：钻机在整个工作环境中默认旋转低速离合器，在石油钻机中的绞车启动后，通过悬重传感器8判定绞车的承载量，当悬重传感器8检测到绞车的承载量低于某一设定值时，启动石油钻机双速自动换挡单轴绞车控制系统的换挡流程，其中，所述换挡流程包括的步骤：

第一步：当需要从低速换到高速档位时，滚筒与低速离合器分离；

第二步：通过涡流刹车控制滚筒的运转速度，降低绞车的旋转速度；

第三步：滚筒编码器实时监测滚筒的运转速度，当滚筒编码器检测到滚筒的运转速度达到0零时，绞车控制系统驱动盘刹将滚筒刹死，防止滚筒反转；

第四步：待盘刹抱死滚筒后，闭合高速离合器，使得高速离合器驱动滚筒3旋转，完成换挡动作；

第五步：启动电机，驱动绞车开始高速提升作业。

第六步：当绞车达到该处的作业位置时，脱离高速离合器，启动涡流刹车6控制滚筒的运转速度，降低绞车的旋转速度；

第七步：当滚筒编码器检测到滚筒的运转速度达到0零时，绞车控制系统驱动盘刹将滚筒刹死，防止滚筒反转；

第八步：待盘刹抱死滚筒后，闭合低速离合器，低速离合器驱动滚筒旋转，完成换挡动作，使绞车进入一个低速运转状态。

第九步：当需要绞车停止运转时，脱离低速离合器，使用涡流刹车和盘刹，使得绞车停止运动，达到一个静止的状态。

本实用新型的技术效果是：改善作业效率，大幅缩短轻载或空载时的绞车提升时间。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

1-低速离合器；2-盘刹；3-滚筒；4-高速离合器；5-电机；6-涡流刹车；7-滚筒编码器；8-悬重传感器。

具体实施方式

为了更清楚的叙述本实用新型的具体实施方式，下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

参照图1所示，石油钻机双速自动换挡单轴绞车控制系统包括低速离合器1、盘刹2、滚筒3、高速离合器4、电机5、涡流刹车6、滚筒编码器7、悬重传感器8。其中，低速离合器1可与滚筒3接触，并带动滚筒3旋转，盘刹2设置在滚筒3的两端，通过盘刹2可控制滚筒3的旋转，滚筒3还可与高速离合器4接触，通过高速离合器4带动滚筒3高速运转，涡流刹车6可与滚筒3相连接，通过涡流刹车6带动滚筒3停止运转。绞车上还设有滚筒编码器7和悬重传感器8，通过滚筒编码器7实时监测滚筒3的运转速度。悬重传感器8实时监测和判断滚筒3的载重量，通过悬重传感器8发送绞车控制信息，实现绞车控制系统换挡。绞车控制系统的电机5通过低速离合器1或高速离合器4带动滚筒3旋转。

本实用新型还提供一种绞车控制系统换挡流程的具体实施方式，换挡流程包括的步骤：

第一步：当需要从低速换到高速档位时，滚筒3与低速离合器1分离；

第二步：通过涡流刹车6控制滚筒3的运转速度，降低绞车的旋转速度；