一種儲能式電動修井機電氣控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田井下作業技術領域，特別涉及一種儲能式電動修井機電氣控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，國內外各油田使用的修井機，絕大部分采用的是柴油機發動機為動力，通過變速機構、角傳動機構和滾筒減速機構驅動鋼絲繩滾筒，控制系統采用傳統的機械與電氣、液壓、氣控配合的方式，具有振動劇烈、噪聲大、廢氣排放污染環境、維修成本高、耗油大等缺點。
【實用新型內容】
[0003](—)所要解決的技術問題
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種儲能式電動修井機電氣控制系統，以克服現有技術中的控制系統采用傳統的機械與電氣、液壓、氣控配合的方式存在的振動劇烈、噪聲大、廢氣排放污染環境、維護成本高以及耗油大等缺陷。
[0005](二)技術內容
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種儲能式電動修井機電氣控制系統包括電源管理模塊、儲能單元、矢量變頻器、變頻電機、PLC控制系統、指重傳感器和空氣壓縮機；
[0007]所述電源管理模塊連接儲能單元和井場變壓器，并對井場變壓器的供電狀態進行管理；當所述井場變壓器供電不足時，電源管理模塊啟動儲能單元；
[0008]所述矢量變頻器連接變頻電機，經過電源管理模塊控制后的電源進入矢量變頻器來驅動變頻電機，
[0009]所述PLC控制系統連接矢量變頻器，對矢量變頻器的作業進行控制和保護動作；
[0010]所述指重傳感器連接PLC控制系統，所述指重傳感器安裝在井架上，所述指重傳感器用于測量負載重量，經過PLC運算后把控制信號傳遞給矢量變頻器，矢量變頻采用力矩控制方式來驅動變頻電機；
[0011]所述PLC控制系統里連接液壓盤剎，用于盤剎抱緊滾筒同時停止變頻電機工作；PLC控制系統還連接空氣壓縮機。
[0012]優選地，所述井架上部安裝有天車防碰儀，確保起升作業時不超過允許高度。
[0013](三)有益效果
[0014]本實用新型提供一種儲能式電動修井機電氣控制系統，與現有技術相比，取消了原修井機的柴油機、液力變矩器、傳動軸、角傳動箱等傳動機構，提高了系統傳動效率，且實現了不受井場供電狀況影響來進行修井作業的效果。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型實施例儲能式電動修井機電氣控制系統結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型實施例儲能式電動修井機電氣控制系統具體應用實施方式結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不是用來限制本實用新型的范圍。
[0018]如圖1所示，本實用新型提供一種儲能式電動修井機電氣控制系統，包括:電源管理單元、儲能單元、矢量變頻器、變頻電機、PLC控制系統、指重傳感器、天車防碰儀和空氣壓縮機。
[0019]儲能式電動修井機在工作時由井場變壓器提供電源，作業過程中由電源管理模塊對供電情況進行判斷。當井場變壓器容量充足，可以滿足修井作業時，電源管理模塊會選擇井場電源單獨供電；當井場變壓器容量小，處于供電不足的情況下，配備電源管理系統及儲能單元的儲能式電動修井機，電源管理模塊會通過對儲能單元和供電電源的控制來彌補井場供電的不足，在作業過程中，一般起下管柱的時間與輔助時間的比值大約為1:2.5~3，這樣就為儲能器充電留出了充足的時間，井場電源與儲能單元聯合作業，完全可以滿足修井機所需的電能，這樣就大大縮短了作業時間。
[0020]經管理模塊控制后的電源進入矢量變頻器來驅動變頻電機，從而達到驅動滾筒，由滾筒上綱絲繩通過井架上滑輪組與游車大鉤相連，來對井下工具進行起降作業的效果。
[0021]整個過程由PLC控制系統進行控制和保護動作，由井架上指重傳感器測量負載重量，經過PLC控制系統運算后把控制信號傳遞給矢量變頻器，矢量變頻采用力矩控制方式來驅動變頻電機。同時在作業過程中由PLC控制系統檢測系統運行情況，當出現嚴重過載、離合氣壓不足等故障時，為保證修井機和人身安全，會給液壓盤剎信號，允許盤剎抱緊滾筒同時變頻電機停止工作；PLC控制系統實時監測空氣壓縮機系統氣壓，氣壓穩定關系到變速箱與滾筒之間接合情況，若出現異常，可及時起動備用空氣壓縮機；井架上部安裝有天車防碰儀，保證了起升作業時不會超過允許高度。
[0022]本實用新型實施例采用脈沖儲能系統與電源管理模塊，矢量變頻器，變頻電機、PLC控制系統等作為主要部件，取消了原修井機的柴油機、液力變矩器、傳動軸、角傳動箱等傳動機構，提高了系統傳動效率，且實現了不受井場供電狀況影響來進行修井作業的效果。
[0023]下面具體描述一下儲能式電動修井機電氣控制系統的【具體實施方式】:
[0024]如圖2所示，該電氣控制系統根據現場電源情況選擇井場電源(1)和脈沖蓄能系統(2 )聯合供電的方式，通過電源管理系統(3 )供電給變頻器(4 )來驅動專用變頻電機(5 )，變頻電機再通過減速箱(6)傳動機構驅動滾筒(7)，滾筒(7)上繞有鋼絲繩(12)，鋼絲繩
(12)一端通過井架天車的滑輪組(9)與游車大鉤(10)相連，利用游車大鉤對鉆桿或油管
(11)進行起降作業。整個作業過程由電氣控制系統對變頻電機(5 )實施力矩控制。
[0025]整個過程由PLC控制系統進行控制和保護動作，由井架上指重傳感器測量負載重量，經過PLC運算后把控制信號傳遞給矢量變頻器，矢量變頻采用力矩控制方式來驅動變頻電機。同時在作業過程中由PLC檢測系統運行情況，當出現嚴重過載、離合氣壓不足等故障時，為保證修井機和人身安全，會給液壓盤剎信號，允許盤剎抱緊滾筒同時變頻電機停止工作；PLC控制系統實時監測空氣壓縮機系統氣壓，氣壓穩定關系到變速箱與滾筒之間接合情況，若出現異常，可及時起動備用空氣壓縮機；井架上部安裝有天車防碰儀，保證了起升作業時不會超過允許高度。
[0026]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種儲能式電動修井機電氣控制系統，其特征在于，包括電源管理模塊、儲能單元、矢量變頻器、變頻電機、PLC控制系統、指重傳感器和空氣壓縮機； 所述電源管理模塊連接儲能單元和井場變壓器，并對井場變壓器的供電狀態進行管理；當所述井場變壓器供電不足時，電源管理模塊啟動儲能單元； 所述矢量變頻器連接變頻電機，經過電源管理模塊控制后的電源進入矢量變頻器來驅動變頻電機； 所述PLC控制系統連接矢量變頻器，對矢量變頻器的作業進行控制和保護動作；所述指重傳感器連接PLC控制系統，所述指重傳感器安裝在井架上，所述指重傳感器用于測量負載重量，經過PLC運算后把控制信號傳遞給矢量變頻器，矢量變頻采用力矩控制方式來驅動變頻電機； 所述PLC控制系統連接液壓盤剎，用于盤剎抱緊滾筒同時停止變頻電機工作；PLC控制系統還連接空氣壓縮機。2.如權利要求1所述的儲能式電動修井機電氣控制系統，其特征在于，井架上部安裝有天車防碰儀，確保起升作業時不超過允許高度。
【專利摘要】本實用新型涉及油田井下作業技術領域，特別涉及一種儲能式電動修井機電氣控制系統。該儲能式電動修井機電氣控制系統，包括電源管理模塊、儲能單元、矢量變頻器、變頻電機、PLC控制系統、指重傳感器和空氣壓縮機。本實用新型提供一種儲能式電動修井機電氣控制系統，與現有技術相比，取消了原修井機的柴油機、液力變矩器、傳動軸、角傳動箱等傳動機構，提高了系統傳動效率，且實現了不受井場供電狀況影響來進行修井作業的效果。
【IPC分類】G05B19/05
【公開號】CN204965133
【申請號】CN201520779666
【發明人】張松, 李發成, 劉彥濤
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 大慶石油管理局, 大慶油田裝備制造公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月9日