[發明專利]一種石油鉆機絞車位置控制系統及方法

在審

• 申請號: 202210084861.7
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114604794A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 胡東;崔生科;曾钘
• 申請（專利權）人: 四川宏華電氣有限責任公司
• 主分類號: B66D1/48
• 分類號: B66D1/48;B66D1/54;E21B19/18
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種石油鉆機絞車位置控制系統，其特征在于，包括PLC控制器、人機界面、絞車電機、絞車編碼器和絞車變頻器；所述人機界面輸出端與PLC控制器輸入端相連接；所述PLC控制器輸出端與所述絞車變頻器輸入端相連接；所述絞車變頻器輸出端與絞車電機相連接；所述絞車電機與絞車編碼器分別安裝在絞車上；所述絞車編碼器輸出端與PLC控制器相連接，將絞車位置反饋至PLC控制器。

2.根據權利要求1所述的一種石油鉆機絞車位置控制系統，其特征在于，所述PLC控制器采用西門子300或1500系列CPU，用于鉆機的邏輯運算和數據處理。

3.根據權利要求1所述的一種石油鉆機絞車位置控制系統，其特征在于，所述人機界面采用西門子TP1900系列或工控機，用于人機交互發送指令以及顯示設備狀態和運行參數。

4.根據權利要求1所述的一種石油鉆機絞車位置控制系統，其特征在于，所述絞車變頻器采用西門子S120系列或ABB ACS880系列，用于驅動絞車電機。

5.基于權利要求1-4任意一項所述系統的一種石油鉆機絞車位置控制方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

在人機界面上操作，發送游車位置控制命令到PLC控制器；

絞車安裝絞車編碼器并接入到PLC控制器，PLC控制器將測量到的游車實時高度傳輸給PLC控制器；

PLC控制器結合設定的鉤速曲線和剩余的移動距離處理計算得到鉆機的最佳運行方式，使電機減速至零的時候正好達到設定的高度。

6.根據權利要求5所述的一種石油鉆機絞車位置控制方法，其特征在于，所述控制命令包括游車高度、最大鉤速和加減速度。

7.根據權利要求5所述的一種石油鉆機絞車位置控制方法，其特征在于，所述處理計算的算法具體為：

將輸入鉤速轉換成需要的最大電機速度，由輸入的加速度來控制最終的電機輸出速度；

將當前高度和目標高度實時計算剩余距離，從變頻器讀取絞車電機加速度，由運動學速度位移公式實時計算當前限制絞車電機速度；

設置保護限制，包括上提加入最大拉力限制保護，下放加入卡頓保護和絞車綜合保護；

結合最大電機速度和限制速度，分優先級做綜合處理，并將處理后的電機速度輸出到絞車變頻器。

8.根據權利要求7所述的一種石油鉆機絞車位置控制方法，其特征在于，所述絞車綜合保護包括扭矩限制、功率限制和ZMS保護。