[實用新型]一種鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920605117.0
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN210195731U
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏輝;王永鵬;林康;孔永超
• 申請（專利權(quán)）人: 寶雞石油機械有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B44/02
• 分類號: E21B44/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 涂秀清

本實用新型公開了一種鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的外部輸入模塊、控制模塊和驅(qū)動模塊，所述外部輸入模塊用于接收鉆臺推扶臂的位移信號，所述控制模塊將接收到的信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動信號，所述驅(qū)動模塊通過接收到的驅(qū)動信號控制鉆臺推扶臂的運行，各模塊均通過使用獨立電源供電，隔離柵、繼電器、放大器等具有電氣隔離特性的元器件確保了各模塊間的獨立性，本實用新型針對惡劣的油田現(xiàn)場工作環(huán)境，構(gòu)建了鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)，確保了油田現(xiàn)場鉆臺推扶臂正常、可靠、穩(wěn)定、良好的運行，為完成鉆臺推扶臂各項動作，發(fā)揮其替代鉆臺面人工作業(yè)的功能，確保鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于石油及天然氣鉆井控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

鉆臺推扶臂是一種安裝在鉆臺面左右立根盒之間，完成鉆桿、鉆鋌等各類管柱排放及扶持作業(yè)的新型石油鉆井自動化設(shè)備，該設(shè)備的使用解決了目前鉆臺面人工排放、扶持管柱作業(yè)效率低，勞動強度大，作業(yè)危險性高等問題。

雖然鉆井自動化設(shè)備已在油田完成初步實驗與現(xiàn)場應(yīng)用，但使用效果明顯低于預(yù)期。設(shè)備使用過程中暴露出來的問題揭示了油田現(xiàn)場設(shè)備的控制系統(tǒng)及速度控制方法與傳統(tǒng)室內(nèi)自動化設(shè)備有著巨大的差異。這些差異表現(xiàn)在：現(xiàn)場工況惡劣，控制系統(tǒng)元器件易過載燒毀；電網(wǎng)電壓波動劇烈，對元器件沖擊大；電纜導(dǎo)線易破損，造成接地短路，產(chǎn)生短路電流，破壞控制系統(tǒng)；設(shè)備安全可靠性要求高，確保危險狀態(tài)下設(shè)備能立即停止動作等。

現(xiàn)今鉆井自動化需求日益迫切，將人員從鉆臺面的解放出來的呼聲日益高漲。如何解決鉆臺面人工排放扶持管柱作業(yè)效率低、勞動強度大、作業(yè)危險性高等問題；切實完成鉆臺推扶臂各項動作，發(fā)揮其替代鉆臺面人工作業(yè)的功能；確保鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行，設(shè)備運行速度穩(wěn)定性高、定位精準(zhǔn)等已成為鉆井設(shè)備生產(chǎn)廠商重點關(guān)注，急待解決的關(guān)鍵問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的現(xiàn)場設(shè)備由于工況惡劣，電網(wǎng)電壓波動明顯，電纜破損漏電等問題造成的控制系統(tǒng)失效問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是，包括依次連接的外部輸入模塊、控制模塊和驅(qū)動模塊，外部輸入模塊用于接收鉆臺推扶臂的位移信號，控制模塊將接收到的信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動信號，驅(qū)動模塊通過接收到的驅(qū)動信號控制鉆臺推扶臂的運行。

外部輸入模塊包括電源A，電源A的輸出端分別與傳感器、隔離柵的電源輸入端連接，傳感器的信號輸出端與隔離柵的信號輸入端連接，隔離柵與控制模塊連接。

控制模塊包括電源B，電源B的輸出端與CPU的電源輸入端連接，CPU 通過背板總線連接信號模塊，信號模塊的信號輸入端與隔離柵的信號輸出端連接，信號模塊與驅(qū)動模塊連接。

驅(qū)動模塊包括電源C，電源C的輸出端與急停繼電器的電源輸入端連接，急停繼電器的信號輸入端與急停開關(guān)連接；

急停繼電器包括兩個輸出端，急停繼電器的輸出端與繼電器的電源輸入端連接，繼電器的信號輸入端與信號模塊的數(shù)字信號輸出端連接，繼電器的信號輸出端與開關(guān)閥的信號輸入端連接；

急停繼電器的另一個輸出端與放大器的電源輸入端連接，放大器的信號輸入端與信號模塊的模擬信號輸出端連接，放大器的信號輸出端與比例閥的信號輸入端連接。

本實用新型的有益效果：

(1)提高了鉆臺推扶臂控制系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，實現(xiàn)了控制模塊、驅(qū)動模塊、外部輸入模塊的獨立供電與物理隔離，降低了電流異常對控制系統(tǒng)各模塊的沖擊破壞性，提高了控制系統(tǒng)在復(fù)雜、惡劣的油田現(xiàn)場環(huán)境中的穩(wěn)定性與可靠性。

(2)使用工業(yè)急停繼電器控制驅(qū)動模塊中元器件的電源輸入，提高設(shè)備驅(qū)動模塊供電分?jǐn)嗟目煽啃?，確保緊急狀態(tài)下設(shè)備快速停止動作的可靠性

附圖說明