[發(fā)明專利]一種山地物探電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011086032.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN112253081A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬亞超;張鵬;黃志強(qiáng);周操;喻洪梅;李琴;朱晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B44/00
• 分類號(hào): E21B44/00;H02P27/04;F04B49/06
• 代理公司: 成都東恒知盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本發(fā)明一種山地物探電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)，主要由控制終端、線纜和鉆機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)組成；所述控制終端由手柄按鈕模塊、驅(qū)動(dòng)器模塊和系統(tǒng)整體控制模塊組成；所述手柄按鈕模塊由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作手柄、提升機(jī)構(gòu)操作手柄、輸入按鈕和邏輯控制電路板組成；驅(qū)動(dòng)器模塊由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、提升機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和空壓機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成；所述系統(tǒng)整體控制模塊由系統(tǒng)整體控制主板、指示燈、高亮顯示屏、電池系統(tǒng)模塊和限位器傳感組成；控制終端和鉆機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)通過線纜連接；采用電能控制系統(tǒng)操作鉆機(jī)，發(fā)熱量和損失量小，安全隱患較低；可以在高亮顯示屏上觀看鉆機(jī)的實(shí)時(shí)工況，實(shí)現(xiàn)了鉆機(jī)的自動(dòng)化、信息化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種山地物探電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)，屬于鉆機(jī)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石油和天然氣作為國家重要的戰(zhàn)略資源，是工業(yè)的血液，是人民幸福生活的保障，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和國家安全至關(guān)重要，物探鉆機(jī)作為勘探油氣資源的主要工具，廣泛的用于山地、丘陵等復(fù)雜地形。

電動(dòng)物探鉆機(jī)作為一種新型的物探鉆機(jī)裝備，尚未有與其匹配的控制系統(tǒng)，而傳統(tǒng)物探鉆機(jī)采用液壓系統(tǒng)控制鉆機(jī)鉆具的上升和下降；液壓系統(tǒng)在使用過程中發(fā)熱量大，液壓油可能會(huì)發(fā)生泄露，易造成火災(zāi)等安全隱患，嚴(yán)重時(shí)將造成較大的經(jīng)濟(jì)損失；此外，傳統(tǒng)的物探鉆機(jī)不能及時(shí)地觀察不同情況下的工況信息，信息化、自動(dòng)化程度較差。因此，傳統(tǒng)的物探鉆機(jī)控制系統(tǒng)并不適用于電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)。

為了更好的研發(fā)山地物探電動(dòng)鉆機(jī)，提出了一種山地物探電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)一種山地物探電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)，能解決傳統(tǒng)電動(dòng)物探鉆機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)熱量和損失量大，信息化、自動(dòng)化程度差和安全隱患大等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明一種山地物探電動(dòng)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)，主要由控制終端、線纜和鉆機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)組成；所述控制終端由手柄按鈕模塊、驅(qū)動(dòng)器模塊和系統(tǒng)整體控制模塊組成；所述手柄按鈕模塊由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作手柄、提升機(jī)構(gòu)操作手柄、輸入按鈕和邏輯控制電路板組成；驅(qū)動(dòng)器模塊由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、提升機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和空壓機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成；所述系統(tǒng)整體控制模塊由系統(tǒng)整體控制主板、指示燈、高亮顯示屏、電池系統(tǒng)模塊和限位器傳感組成；控制終端和鉆機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)通過線纜連接。

所述控制終端的手柄按鈕模塊與驅(qū)動(dòng)器模塊通過線路連接，驅(qū)動(dòng)器模塊與系統(tǒng)整體控制模塊由線路連接。

控制終端通過系統(tǒng)整體控制模塊查看鉆機(jī)在工作過程中的實(shí)時(shí)工況，也通過手柄按鈕模塊來控制鉆機(jī)整體的工作。

所述手柄按鈕模塊的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作手柄、提升機(jī)構(gòu)操作手柄和輸入按鈕通過線路連接在邏輯控制電路板上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作手柄和提升機(jī)構(gòu)操作手柄設(shè)置三個(gè)機(jī)械檔位，并帶有霍爾傳感器，兩手柄均為不銹鋼外殼，能防水和防霧，輸入電壓為12V；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作手柄、提升機(jī)構(gòu)操作手柄和輸入按鈕的操控信息通過線路傳遞到邏輯控制電路板，邏輯控制電路板通過內(nèi)部編輯好的處理程序?qū)⑦@一信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后傳遞到下一模塊。

所述驅(qū)動(dòng)器模塊的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、提升機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和空壓機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入端口通過線路連接在手柄按鈕模塊的邏輯控制電路板上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、提升機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和空壓機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端口通過線路連接在系統(tǒng)整體控制模塊的系統(tǒng)整體控制主板上；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)控制器、提升機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和空壓機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用變頻器驅(qū)動(dòng)。

旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，并能快速正反轉(zhuǎn)切換，變頻器控制模式采用開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制并做速度限幅；提升機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)鉆桿升降，變頻器控制模式采用開環(huán)速度控制；空壓機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的變頻器控制永磁同步電機(jī)的軟啟軟停。