專利名稱：新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，電驅(qū)動(dòng)鉆(修井)機(jī)的動(dòng)力一般采用多臺(tái)柴油機(jī)或汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組構(gòu)成獨(dú)立的小電網(wǎng)供電，在用的直流電驅(qū)動(dòng)鉆(修井)機(jī)絞車和交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆(修井)機(jī)絞車的主剎車系統(tǒng)采用機(jī)械剎車，輔助剎車采用電磁渦流剎車或電機(jī)能耗制動(dòng)方式。機(jī)械剎車裝置分為帶式剎車、液壓盤(pán)式剎車或氣動(dòng)盤(pán)式剎車幾種型式。液壓盤(pán)剎裝置均采用常開(kāi)式和常閉式液動(dòng)剎車鉗組成鉆機(jī)的機(jī)械剎車。常開(kāi)式液動(dòng)剎車鉗具有軟剎車特性，用于正?！般@進(jìn)”，常閉式液動(dòng)剎車鉗只有硬剎車特性，用于緊急剎車和駐車。電機(jī)能耗制動(dòng)方式是通過(guò)電動(dòng)機(jī)、逆變器、制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻等將位能轉(zhuǎn)換為熱能以實(shí)現(xiàn)對(duì)重力負(fù)載的制動(dòng)及控制，熱能通過(guò)風(fēng)冷裝置消耗在空氣中。該剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能重復(fù)、增大絞車質(zhì)量和尺寸、節(jié)能效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題設(shè)計(jì)一種新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)，采用機(jī)械剎車和電氣剎車組合控制方式，由機(jī)械剎車裝置和電機(jī)剎車能量控制系統(tǒng)構(gòu)成，且剎車鉗僅用常閉式氣動(dòng)或者常閉式液動(dòng)剎車鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的機(jī)械剎車，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，而且工作效率高，安全性好，節(jié)約能源。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)由機(jī)械剎車系統(tǒng)和電氣剎車系統(tǒng)組成，機(jī)械剎車系統(tǒng)由常閉式液動(dòng)或常閉式氣動(dòng)剎車鉗(1)、換向閥(2)及比例減壓閥(3)組成，常閉式液動(dòng)或常閉式氣動(dòng)剎車鉗(1)設(shè)置在絞車剎車盤(pán)上，供油或供氣管路(4)連接比例減壓閥(3)的進(jìn)油口或進(jìn)氣口，比例減壓閥(3)的回油口或回氣口連接回油或回氣管路(5)，比例減壓閥(3)的出油口或出氣口連接換向閥(2)的進(jìn)油口或進(jìn)氣口，換向閥(2)的出油口或出氣口連接常閉式液動(dòng)或常閉式氣動(dòng)剎車鉗(1)上的剎車鉗缸(6)的進(jìn)油口或進(jìn)氣口，換向閥(2)的回油口或回氣口連接回油或回氣管路(5)。常閉式氣動(dòng)或者常閉式液動(dòng)剎車鉗(1)數(shù)量的配置，以其單獨(dú)剎車能完全滿足所配鉆機(jī)的剎車需要而確定。
電氣剎車系統(tǒng)為電機(jī)能量控制制動(dòng)方式，由電動(dòng)機(jī)、逆變器、整流單元、制動(dòng)單元、變流充電控制單元和蓄電池組組成，整流單元的輸入端接三相交流電網(wǎng)，整流單元的輸出端接直流母線的一端，直流母線的另一端接制動(dòng)單元的輸入端，制動(dòng)單元的輸出端接變流充電控制單元的輸入端，變流充電控制單元的輸出端接蓄電池組的輸入端，電動(dòng)機(jī)的輸出端接逆變器的輸入端，逆變器的輸出端與直流母線相接。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1、本實(shí)用新型盤(pán)式液(氣)剎車裝置剎車鉗僅為常閉式氣動(dòng)或者常閉式液動(dòng)剎車鉗，即不通控制液(氣)時(shí)，剎車裝置處于制動(dòng)狀態(tài)；通過(guò)液(氣)壓源和控制系統(tǒng)使剎車裝置實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)駐車和送鉆控制功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。
2、本實(shí)用新型液(氣)回路的合理設(shè)置，既保證了剎車的可靠性、安全性，又實(shí)現(xiàn)了常閉式氣動(dòng)或者常閉式液動(dòng)剎車鉗具有軟、硬兩種剎車特性，剎車性能優(yōu)異，可適應(yīng)鉆機(jī)各種工況的剎車使用。
3、本實(shí)用新型電氣剎車系統(tǒng)為電機(jī)能量控制制動(dòng)方式，充分利用數(shù)字控制和變流、蓄電池電源技術(shù)，將位能轉(zhuǎn)換為電能以實(shí)現(xiàn)對(duì)重力負(fù)載的制動(dòng)及控制，具備控制鉆柱在0～100％速度范圍平穩(wěn)起放、懸停和自動(dòng)送鉆功能；不但轉(zhuǎn)換的電能可再利用，而且簡(jiǎn)化了絞車結(jié)構(gòu)和機(jī)械剎車機(jī)構(gòu)，減小了絞車質(zhì)量和尺寸，提高了工作效率和安全性，節(jié)約了能源。
4、本實(shí)用新型通過(guò)PLC數(shù)字控制系統(tǒng)和控制程序可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)石油鉆(修井)機(jī)絞車的電動(dòng)機(jī)、電控系統(tǒng)、機(jī)械裝置安全保護(hù)和緊急制動(dòng)，運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)和故障診斷、報(bào)警提示等功能。


圖1為本實(shí)用新型機(jī)械剎車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型剎車能量控制系統(tǒng)方框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1、2描述本實(shí)用新型的一種實(shí)施例。
一種新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)，由機(jī)械剎車系統(tǒng)和電氣剎車系統(tǒng)組成，所述機(jī)械剎車系統(tǒng)由設(shè)置在絞車剎車盤(pán)上的常閉式液動(dòng)剎車鉗(1)、換向閥(2)及比例減壓閥(3)組成，液壓站供油管路(4)連接比例減壓閥(3)的進(jìn)油口，比例減壓閥(3)的回油口連接液壓站回油管路(5)，比例減壓閥(3)的出油口連接換向閥(2)的進(jìn)油口，換向閥(2)的出油口連接常閉式液動(dòng)剎車鉗(1)上的剎車鉗缸(6)的進(jìn)油口，換向閥(2)的回油口連接液壓站回油管路(5)。常閉式液動(dòng)剎車鉗(1)數(shù)量的配置，以其單獨(dú)剎車能完全滿足所配鉆機(jī)的剎車需要而確定。
電氣剎車系統(tǒng)為電機(jī)能量控制制動(dòng)方式，由電動(dòng)機(jī)、逆變器、整流單元、制動(dòng)單元、變流充電控制單元和蓄電池組組成，整流單元的輸入端接三相交流電網(wǎng)，整流單元的輸出端接直流母線的一端，直流母線的另一端接制動(dòng)單元的輸入端，制動(dòng)單元的輸出端接變流充電控制單元的輸入端，變流充電控制單元的輸出端接蓄電池組的輸入端，電動(dòng)機(jī)的輸出端接逆變器的輸入端，逆變器的輸出端與直流母線相接。
機(jī)械剎車系統(tǒng)工作原理液壓站供油先到自動(dòng)送鉆單元(7)，若啟用自動(dòng)送鉆裝置，則自動(dòng)送鉆單元(7)輸出送鉆所要的壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)通過(guò)比例減壓閥(3)、換向閥(2)到剎車鉗缸(6)，并通過(guò)剎車鉗(1)提供相應(yīng)的剎車扭矩，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆，在自動(dòng)送鉆過(guò)程中，若遇緊急情況，可直接操縱換向閥或比例減壓閥均可實(shí)現(xiàn)緊急剎車。當(dāng)不使用自動(dòng)送鉆單元時(shí)，液壓站供油直接跨過(guò)自動(dòng)送鉆單元，操縱比例減壓閥即可實(shí)現(xiàn)剎車力大小隨意可精確調(diào)整的“軟”剎車特性，剎車性能優(yōu)異，可適應(yīng)鉆機(jī)各種工況的剎車使用。在任何情況下，只要操縱換向閥均可實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的緊急剎車。
電氣剎車系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)接入三相交流電網(wǎng)(400V/600V/690V50HZ/60HZ)經(jīng)整流單元變?yōu)橄鄳?yīng)電壓等級(jí)的直流電，在直流母線上通過(guò)聯(lián)結(jié)制動(dòng)單元自動(dòng)控制直流電壓值，當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，電能經(jīng)逆變器使直流母線電壓值升高至制動(dòng)單元自動(dòng)閉合，自動(dòng)起動(dòng)變流充電控制單元給蓄電池組充電。
為提高工作效率和安全性，本實(shí)用新型還配備PLC，在整流單元報(bào)警、氣源壓力欠壓、游車高度處于上下限時(shí)均可通過(guò)程序自動(dòng)控制斷開(kāi)絞車動(dòng)力，并由機(jī)械剎車控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械剎車裝置實(shí)施緊急制動(dòng)，起到保護(hù)電氣設(shè)備、機(jī)械設(shè)備和確保操作人員安全的作用。
為完善對(duì)鉆井工程的過(guò)程監(jiān)控，本實(shí)用新型還可聯(lián)接IPC工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，對(duì)鉆井設(shè)備和控制系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、故障診斷和提示等管理。
權(quán)利要求1.一種新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)，由機(jī)械剎車系統(tǒng)和電氣剎車系統(tǒng)組成，其特征是所述機(jī)械剎車系統(tǒng)由常閉式液動(dòng)或常閉式氣動(dòng)剎車鉗(1)、換向閥(2)及比例減壓閥(3)組成，常閉式液動(dòng)或常閉式氣動(dòng)剎車鉗(1)設(shè)置在絞車剎車盤(pán)上，供油或供氣管路(4)連接比例減壓閥(3)的進(jìn)油口或進(jìn)氣口，比例減壓閥(3)的回油口或回氣口連接回油或回氣管路(5)，比例減壓閥(3)的出油口或出氣口連接換向閥(2)的進(jìn)油口或進(jìn)氣口，換向閥(2)的出油口或出氣口連接常閉式液動(dòng)或常閉式氣動(dòng)剎車鉗(1)上的剎車鉗缸(6)的進(jìn)油口或進(jìn)氣口，換向閥(2)的回油口或回氣口連接回油或回氣管路(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)，其特征是電氣剎車系統(tǒng)為電機(jī)能量控制制動(dòng)方式，由電動(dòng)機(jī)、逆變器、整流單元、制動(dòng)單元、變流充電控制單元和蓄電池組組成，整流單元的輸入端接三相交流電網(wǎng)，整流單元的輸出端接直流母線的一端，直流母線的另一端接制動(dòng)單元的輸入端，制動(dòng)單元的輸出端接變流充電控制單元的輸入端，變流充電控制單元的輸出端接蓄電池組的輸入端，電動(dòng)機(jī)的輸出端接逆變器的輸入端，逆變器的輸出端與直流母線相接。
專利摘要一種新型石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)絞車剎車系統(tǒng)，其機(jī)械剎車系統(tǒng)由常閉式氣(液)動(dòng)剎車鉗(1)、換向閥(2)及比例減壓閥(3)組成，常閉式氣(液)動(dòng)剎車鉗(1)設(shè)置在絞車剎車盤(pán)上，供氣(油)管路(4)連接比例減壓閥(3)的進(jìn)氣(油)口，比例減壓閥(3)的回氣(油)口連接回氣(油)管路(5)，比例減壓閥(3)的出氣(油)口連接換向閥(2)的進(jìn)氣(油)口，換向閥(2)的出氣(油)口連接常閉式氣(液)動(dòng)剎車鉗(1)上的剎車鉗缸(6)的進(jìn)氣(油)口，換向閥(2)的回氣(油)口連接回氣(油)管路(5)。本實(shí)用新型剎車鉗僅用常閉式氣動(dòng)或常閉式液動(dòng)剎車鉗來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的機(jī)械剎車，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，而且工作效率高，安全性好，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)B66D5/26GK2900458SQ200520105990
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者王進(jìn)全, 鄭明建, 楊海學(xué) 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司