[发明专利]修井机自动化作业综合控制技术

说明书

技术领域

本发明属于石油修井技术领域，具体涉及一种修井机自动化作业综合控制技术。

背景技术

目前国内常规修井机仍大量使用柴油机作为修井机的动力源,工作效率低,需要频繁更换链条，维护经费高，能源消耗严重，噪音污染严重，作业成本高，并且在当前国家大力推行清洁生产,提倡节能环保的大环境下，国内修井机设备生产厂家和研究机构在柴油机驱动作业机基础上研制了电力驱动修井机。这些修井机用电机取代柴油机作为动力，传动机构未进行改变，进行游车上提下放的过程中需要挂合链条离合之后，再增加速度，完成快速起升游车，下放的时候需要脱开链条离合，使游车自由下放，需要刹车系统控制游车下放速度，上提和下放就需要进行复杂的操作，不能快速实现上提游车和下放游车的切换，由于频繁使用刹车系统，刹车系统磨损频繁；下放过程中，速度控制依靠刹车系统来控制，对刹车系统的要求较高，一旦刹车系统出现故障，整个系统将不能进行工作；上提过程中需要使用离合挂合装置，长期挂合和脱开也需要定期进行维护才能确保其可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种修井机自动化作业综合控制技术，其可通过电子化实现修井机绞车和转盘控制自动化，安全可靠。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种修井机自动化作业综合控制技术，其特征在于：包括电机控制中心、电气控制单元、气控单元、液控单元、人机界面触摸屏、CPU控制器、操作开关手柄、变频器、能耗制动电阻、绞车电机、绞车编码器、转盘电机、转盘编码器、盘刹、减速箱、滚筒、惯刹、万向轴、转盘和滚筒编码器；

所述的CPU控制器包括电源、CPU1513、DI数字输入模块、DO数字输入模块、AI模拟输入模块和AO模拟输出模块，所述的电源给CPU1513供电，CPU1513、DI数字输入模块、DO数字输入模块、AI模拟输入模块和AO模拟输出模块设置于同一安装轨道上，通过模块背板总线进行连接；

所述的变频器包括整流单元、能耗制动单元、绞车逆变单元、转盘逆变单元，所述的整流单元分别与能耗制动单元、绞车逆变单元和转盘逆变单元连接；

所述的电机控制中心与电气控制单元、气控单元和液控单元依次连接，所述的电机控制中心还与CPU控制器的DI数字输入模块连接，所述的电气控制单元分别与CPU控制器的DI数字输入模块、CPU控制器的DO数字输入模块和操作开关手柄连接，所述的CPU控制器的CPU1513与人机界面触摸屏连接，所述的液压单元分别与操作开关手柄、CPU控制器的AO模拟输出模块和盘刹连接，所述的盘刹与CPU控制器的AI模拟输入模块连接；

所述的能耗制动电阻与变频器中的能耗制动单元连接，所述的变频器中的绞车逆变单元分别与绞车电机和绞车编码器连接，所述的绞车电机与减速箱连接；所述的减速箱与滚筒编码器、滚筒连接；所述的滚筒编码器还与CPU控制器的CPU1513连接；所述的滚筒与盘刹连接；所述的转盘逆变单元分别与转盘电机和转盘编码器连接，所述的转盘电机与万向轴连接；所述的万向轴与转盘连接；所述的转盘与惯刹连接。

所述的惯刹与气控单元连接。

所述的绞车电机与绞车编码器连接。

所述的转盘电机与转盘编码器连接。

CPU控制器为控制核心，其型号为CPU1513-1PN。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

1、本发明通过CPU控制器控制、触摸屏显示各个设备的运行状态，操作者可以从远程操作操作开关/手柄启动运行绞车、转盘，并实时观察到绞车和转盘的运行状态，操作方便快捷。

2.本发明将自行判断游车位置，对绞车和盘刹进行自动化控制，并提示操作者注意操作；自行判断转盘运行状态是否正常，对转盘和惯刹进行自动化控制，出现异常自动处理，并提示操作者，避免出现误操作，造成事故；增加系统可靠性，保护设备安全和人员安全。

3、本发明要求绞车电机通过减速箱利用变频器能耗制动进行软停机并实现悬停功能，减少盘刹和惯刹的使用频率，减少了盘刹和惯刹的磨损。

4、本发明人机界面触摸屏报警系统，报警提示操作者的同时，记录该报警信息，有利于故障报警统计，便于分析什么设备故障较多，为保养维护和备件管理提供依据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为CPU控制器的电路图；

图3为电机控制中心电路图；