[發明專利]石油鉆機液壓盤剎智能測試系統及方法

有效

• 申請號: 201711351979.7
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107917801B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 馬向平;劉小寶;胡志鵬;尤立春;王彥兵
• 申請（專利權）人: 天水電氣傳動研究所有限責任公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;F16D66/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心代理有限公司 62100
• 代理人: 武戰翠;羅崇莉

1.一種石油鉆機液壓盤剎智能測試方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

（1）啟動盤剎測試功能：用戶通過啟動可視化人機交互設備（1）上的“測試啟動按鈕”啟動測試功能；

（2）首先判斷液壓盤剎的狀態：判斷石油鉆機1、2號液壓盤剎的抱閘狀態，如果兩液壓盤剎為費抱閘狀態即釋放狀態，則激活液壓盤剎，使其抱閘；如果不是釋放狀態進行判斷絞車滾筒使能狀態；

（3）判斷絞車滾筒使能狀態：判斷絞車滾筒釋放已經使能，如其處于待機狀態即無使能；如果沒有處于待機狀態則在可視化人機交互設備（1）的“設定測定扭矩輸入域”中輸入測試目標轉矩值Tn；

（4）開始測試：輸入測試目標轉矩值Tn完成確認后，系統正式開始測試；

（5）絞車滾筒控制切換為轉矩模式：絞車滾筒控制原為速度控制模式，正式啟動測試后系統自動切換為轉矩控制模式，形成轉矩閉環控制；

（6）絞車給定值增加5%Tn（107）：絞車滾筒給定每個循環增加5%Tn，直到100%Tn為止；

（7）絞車滾筒角位移（108）：可編程控制器（2）通過絞車滾筒編碼器反饋的信號來判斷絞車是否有角位移，如果絞車滾筒有角位移，證明盤剎轉矩沒達到當前設定值，跳轉至出具失敗測試報告（121），如果絞車滾筒沒有角位移，證明盤剎轉矩達到當前設定值，跳轉至轉矩達到Tn（109），繼續運行測試程序判斷實際轉矩是否達到測試目標轉矩值Tn，如果已經達到Tn，則跳轉至保持一分鐘（111），如果還沒達到Tn，則跳轉至給定達到Tn（110）；

（8）給定達到Tn（110）：判斷轉矩是否已經達到測試目標轉矩值Tn，如果達到Tn，則保持一分鐘（111），否則跳轉至絞車給定值增加5%Tn（107）；

（9）保持一分鐘（111）：液壓盤剎智能測試系統檢查到轉矩達到測試目標轉矩值Tn后保持該轉矩下靜態平衡一分鐘；

（10）絞車滾筒有角位移：此時再次判斷絞車滾筒是否有角位移，根據測試報告判斷，有則跳轉至出具失敗測試報告（121），否則跳轉至出具成功測試報告（113）；

（11）出具成功測試報告：根據之前程序執行的結果，出具成功測試報告，內容包括測試時間，測試轉矩值參數信息；

（12）復位測試功能：當液壓盤剎智能測試系統完成測試報告后自動復位測試功能，準備進入正常待機狀態；

（13）重新測試：復位測試功能后系統會提示用戶是否重新測試液壓盤剎，用戶選擇否，則測試程序跳轉至結束（116），如果用戶選擇是，則跳轉至啟動盤剎測試功能（101）重新測試盤剎；結束整個盤剎測試功能，系統進入待機狀態；

上述方法基于以下系統實現，該系統包括可視化人機交互設備（1）、可編程控制器（2）、變頻器（3）、電機（4）、絞車滾筒（5）、1、2號液壓盤剎（6）及絞車滾筒編碼器（7）；可視化人機交互設備（1）分別通過總線與可編程控制器（2）、變頻器（3）電連接，變頻器（3）與電機（4）之間通過動力電纜連接，電機（4）的輸出軸上安裝所述絞車滾筒（5）給其提供動力，1、2號液壓盤剎（6）設于絞車滾筒（5）前、后端，所述絞車滾筒編碼器（7）安裝在絞車滾筒（5）上；1、2號液壓盤剎（6）、絞車滾筒編碼器（7）與可編程控制器（2）間通過信號電纜連接來傳輸狀態信號；

可視化人機交互設備（1）上設有1、2號液壓盤剎壓力的輸出域，1、2號液壓盤剎狀態指示燈、測試啟動按鈕、閥值配置按鈕、測試取消按鈕、設定測定扭矩輸入域、及實際扭矩顯示域；

可視化人機交互設備（1）用于接收傳輸操作人員的操作指令并同時顯示絞車滾筒測試扭矩和實際扭矩值、盤剎壓力值；變頻器（3）按照可編程控制器（2）輸送的指令去驅動電機（4）來滿足當前工況所需的指標值，同時通過電機上安裝的速度編碼器監測電機的轉矩，規格化后傳輸給可編程控制器（2），電機（4）驅動絞車滾筒（5）將電機轉矩傳輸給絞車滾筒（5）；液壓盤剎（6）處于抱閘狀態，克服絞車滾筒（5）的轉矩，同時將其狀態傳輸給可編程控制器（2），絞車滾筒編碼器（7）將絞車滾筒的旋轉情況傳送給可編程控制器（2）；可編程控制器（2）綜合判斷操作指令、液壓盤剎狀態、及絞車滾筒旋轉情況，經過高速運算后給變頻器（3）發控制指令，綜合判斷石油鉆機液壓盤剎性能；

可編程控制器（2）包括接受指令單元（60）、綜合判斷單元（61）、高速運算單元（62）和發出指令單元（63）；變頻器（3）包括指令單元（68）、指令處理單元（67）、輸出執行單元（66）；由可視化人機交互設備（1）輸入操作指令，可編程控制器（2）的接收指令單元（60）接收到指令后，首先，結合絞車滾筒的狀態反饋單元（64）、變頻器輸出執行單元（66）反饋的狀態信息，依次經綜合判斷單元（61）、高速運算單元（62）后通過指令單元（63）發送指令輸出至變頻器（3）；變頻器（3）通過其接收指令單元（68）接收到指令后，經指令處理單元（67）對指令處理完成后，通過輸出執行單元（66）輸出給執行機構（65）電機，同時將其輸出的狀態參數反饋給可編程控制器（2）的綜合判斷單元（61），狀態反饋單元（64）將絞車滾筒上的1、2號液壓盤剎的狀態參數、絞車滾筒編碼器（7）的狀態參數、及其余所有的機械狀態參數反饋給綜合判斷單元（61）和可視化人機交互設備（1）可視化輸出，用于綜合判斷石油鉆機液壓盤剎性能。