[實用新型]石油鉆機用大鉤高度測量系統

有效

• 申請號: 201220630952.8
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN202903164U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉永國;劉小明;趙軍民;張謹
• 申請（專利權）人: 四川中曼電氣工程技術有限公司
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 成實

技術領域

本實用新型涉及一種高度測量系統，具體的講，屬于一種石油鉆機用大鉤高度測量系統。?

背景技術

大鉤是石油鉆機提升系統的重要設備，它的功用是在正常鉆進時懸掛水龍頭和鉆具，在起下鉆時懸掛吊環起下鉆具，完成起吊重物、安放設備及起放井架等輔助工作，以及在輕度卡鉆或遇阻時排除事故。在鉆井過程中，絞車滾筒上纏繞的鋼絲繩隨著滾筒的轉動帶動大鉤的升降，從而絞車滾筒的旋轉運動就轉換成大鉤的直線運動。大鉤在鉆臺面上與天車之間的直線運動可用大鉤高度這一參數來實時反映。?

在鉆井過程所測量記錄的各個參數中,大鉤高度的測量是最基本、最關鍵的，其它比如進尺、鉆時（鉆速）、井深、鉆頭位置等參數以及大鉤上碰下砸保護功能、絞車自動加減速功能等都是在測得大鉤高度的基礎上派生出來的。通常大鉤高度是通過在絞車上安裝的絞車傳感器——光學編碼器及其基于單片機的信號處理系統來測量實現的，其電路設計較復雜，每次初始化比較麻煩，且此類測量裝置屬于模擬電路系統，測量精度不夠高，誤差大，上下移動的高度常出現不能夠回零，長時間運行后存在較大的累積誤差。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有的鉆機大鉤高度測量系統控制精度不高、誤差大、易受干擾且穩定性不好從而降低了該鉆機設備的生產效率及完井的質量，提供一種結構簡單、測量精度高且抗干擾能力強的石油鉆機大用大鉤高度測量系統。?

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：?

石油鉆機用大鉤高度測量系統，包括PLC控制系統，依次連接的信號發生模塊、信號采集模塊，受PLC控制的HMI顯示系統，其中信號采集模塊的輸出端與PLC控制系統的輸入端相連。

為了更好地實現PLC系統的功能，所述PLC控制系統包括PLC、均與PLC相連的存儲器、信號采集模塊接口、HMI顯示系統接口，其中信號采集模塊接口與信號采集模塊相連，HMI顯示系統接口與HMI顯示系統相連。?

為了準確測量大鉤高度，所述信號發生模塊的輸入端還連接有絞車滾筒軸。?

作為一種優選，所述信號發生模塊為高速計數模塊。?

作為一種優選，所述HMI顯示系統為人機界面顯示系統。?

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：?

（1）本實用新型結構簡單，成本低廉、性能穩定，非常適合大規模推廣使用。

（2）本實用新型中的PLC控制系統與HML相互作用，在接收到信號采集模塊輸出的信號后，能夠快速進處理，即可對大鉤高度進行測量，無需另外增加額外高昂的成本。?

（3）本實用新型具有良好的擴展性，由于信號發生模塊和信號采集模塊能夠不僅測量高度、同時還能測量寬度等，因此也能進行深度測量以及大鉤上碰下砸的保護。?

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖。?

圖2為本實用新型中PLC系統的原理框圖。?

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。?

實施例

如圖1所示，該石油鉆機采用大鉤高度測量系統，包括依次連接的信號發生模塊、信號采集模塊、PLC控制系統、HMI顯示系統。其中該信號發生模塊的輸入端上還連接有絞車滾筒軸，所述信號發生模塊為脈沖編碼器，所述信號采集模塊為脈沖編碼器，該脈沖編碼器為德國倍加福增量式編碼器，型號為RHI90N-OIAK1R61N-1024；該信號采集模塊為西門子公司生產的高速計數模塊，具體型號為6ES7350-1?AH03-0AE0；PLC控制系統為西門子PLC控制系統，如圖2所示，該PLC控制系統根據本實用新型的具體應用可包括：PLC、均與PLC相連的存儲器、信號采集模塊接口、HMI顯示系統接口，其中信號采集模塊接口與信號采集模塊相連，HMI顯示系統接口與HMI顯示系統相連。?

本實用新型的原理在于脈沖編碼器安裝在鉆機的絞車滾筒軸上，該絞車滾筒軸上纏繞的鋼絲繩隨著滾筒的轉動帶動大鉤升降，脈沖編碼器隨之輸出與大鉤高度相對應的脈沖信號，此脈沖信號進入高速計數模塊后，PLC控制系統對其處理成大鉤的實際高度。PLC準確計算出大鉤高度值。?