[實用新型]伺服電機驅動的鉆井泵遠程調壓裝置

有效

• 申請號: 201420258741.5
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN203894648U
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 李立新;朱永慶;陳濟遷;林凱;鄭小軍
• 申請（專利權）人: 寶雞石油機械有限責任公司
• 主分類號: G05D16/20
• 分類號: G05D16/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本實用新型屬于石油天然氣鉆井裝備制造技術領域，主要用于石油鉆機整機出廠前鉆井泵的負荷運轉試驗，涉及一種伺服電機驅動的鉆井泵遠程調壓裝置。

背景技術

鉆井泵是鉆機循環系統的核心設備，出廠前需按鉆機試驗大綱要求進行負荷運轉試驗，目的在于檢測鉆井泵和高壓管匯的耐壓能力，以及柴油發電機組和電控系統的帶載能力，確保產品達到設計性能要求。

目前，鉆井泵在井場做負荷試驗時，主要通過一種手動調壓工裝進行，這種依靠人工反復扳動節流閥手輪進行加壓或泄壓的方法，有以下不足：(1)鉆井泵負荷運轉試驗時系統最高壓力可達52MPa，存在高壓放噴、管線泄漏的風險，對現場人員的安全構成很大威脅；(2)不能實現閥門的柔性開關，系統壓力波動對設備的沖擊性較大，造成鉆井泵和管匯密封件的損壞，設備停機率高；(3)控制精度尚不能完全滿足泥漿泵負荷運轉試驗壓力控制的要求。(4)遇到緊急情況，不能實現快速泄壓。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種伺服電機驅動的鉆井泵遠程調壓裝置，解決了現有技術中依靠人工扳動節流閥手輪進行調壓，操作人員處于高壓試驗危險區，不能實現鉆井泵壓力的遠程控制和準確調節的問題。

本實用新型采用的技術方案是，一種伺服電機驅動的鉆井泵遠程調壓裝置，包括PLC控制器，PLC控制器同時與調壓手輪和開關、觸摸屏、壓力傳感器、伺服驅動器信號連接，伺服驅動器與伺服電機及其自帶的編碼器反饋連接，伺服電機與節流閥機構傳動連接。

本實用新型的伺服電機驅動的鉆井泵遠程調壓裝置，其特征還在于，

PLC控制器和伺服驅動器安裝在控制柜內，調壓手輪和開關、觸摸屏設置在控制柜的操作面板上。

本實用新型的有益效果是，(1)通過遠程控制，使操作人員遠離高壓危險區域，確保了人身安全，大大降低了試驗風險；(2)通過采用先進的變頻伺服控制技術，自動實現系統壓力的精準調節，試驗過程壓力控制精確、平穩，完全能滿足鉆井泵出廠試驗要求，縮短了試驗周期；(3)系統采用人機界面進行試驗參數設置，直觀、方便，操作簡單。

附圖說明

圖1是本實用新型裝置的電氣原理框圖。

圖中，1.PLC控制器，2.調壓手輪和開關，3.觸摸屏，4.壓力傳感器，5.伺服驅動器，6.伺服電機，7.節流閥機構，8.編碼器，9.控制柜。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

參照圖1，本實用新型的結構是，包括PLC控制器1、調壓手輪和開關2、觸摸屏3、壓力傳感器4、伺服驅動器5、伺服電機6(自帶編碼器8)、節流閥機構7，虛線部分集成在控制柜9中，其中的PLC控制器1和伺服驅動器5安裝在控制柜9內，調壓手輪和開關2、觸摸屏3設置在控制柜9的操作面板上。

PLC控制器1同時與調壓手輪和開關2、觸摸屏3、壓力傳感器4、伺服驅動器5信號連接，伺服驅動器5與伺服電機6及其自帶的編碼器8反饋連接，伺服電機6與節流閥機構7傳動連接。

工作時將控制柜9放置在遠離鉆井泵高壓試驗的區域。壓力傳感器4、伺服電機6及其自帶的編碼器8通過電纜與控制柜9連接，伺服電機6通過聯軸器與節流閥機構7中的節流閥閥桿相連接。

壓力傳感器4用于將鉆井泵的實時壓力信號轉化為電信號傳送給PLC控制器1，PLC控制器1通過程序運算，向伺服驅動器5發出指令，伺服驅動器5接收到PLC控制器1發出的指令及編碼器8的反饋信號后，控制伺服電機6的轉速及定位，，依靠伺服電機6的旋轉實現節流閥的開關。

本實用新型裝置的工作過程是：

1)預先將本實用新型的伺服電機6的電源線和編碼器8信號線與控制柜9相連，將壓力傳感器4的信號接入PLC控制器1的模擬量輸入模塊。

2)系統上電，確保PLC控制器1、伺服驅動器5、觸摸屏3供電正常。

首次使用本實用新型需要對節流閥進行“零點標定”和“行程標定”。

2.1)“零點標定”具體做法是：按下控制柜9面板上“驅動器使能”按鈕，將選擇開關打到“手動”。按下觸摸屏3的功能鍵F4(或F2+畫面上的“減壓”按鈕，或將控制柜9面板上的三位自復位開關扳到“減壓”位置)，這時畫面上“減壓”文字會變成綠色，表示正在減壓即節流閥向全開的位置轉動；到達標定的位置時，松開F4，再同時按下F2和畫面上的“零點標定”按鈕，這時“零點標定”按鈕會變成綠色，表示零點標定完成。