一种提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钻采机械领域，公开了一种提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法及装置，包括：S1)实时采集基础数据；S2)计算均减速条件下大钩从当前大钩高度位置运行到高度限值位置所需要的加速度a；S3)判断加速度a是否小于最小介入加速度；S4)判断大钩当前是否处于轻载；S5)判断当前大钩速度是否超过钻头位置限速；S6)判断加速度a是否大于最大刹车能力；S7)根据最大刹车能力调节电机；S8)刹车器按最大刹车力输出。本发明专利技术针对不同的大钩位置和钻头位置采取了不同的速度限值，在确保提升系统和井眼安全的前提下提高上提下放效率；避免触发限位装置的硬刹车，保证提升系统安全，延长了使用寿命和维护成本；降低了人工成本。

A global velocity control method and device for improving drilling efficiency and safety factor

【技术实现步骤摘要】
一种提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法及装置
本专利技术涉及钻采机械领域，尤其涉及一种提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法及装置。
技术介绍
目前钻机游车的防上碰下砸装置主要依赖物理机构、编码器或激光测距等方式在大钩高度达到上下限值时进行刹车。一方面，这些刹车方式需要提升系统瞬间承受较大的应力，影响提升系统安全和使用寿命；另一方面，为了防止触发防上碰下砸紧急刹车，司钻需要降低大钩移动速度提前刹车，影响效率。比如，国家专利文献CN204344008U，公开了“一种石油钻机上游车的防上碰下砸装置”，该技术的防上碰下砸装置包括有激光测距传感器、安全栅、控制器、刹车继电器、释放按钮和触摸屏，所述的激光测距传感器利用支架固定在天车的下端，该激光测距传感器的探头正对所述的游车，所述的安全栅连接所述的激光器测距传感器以接收传感器信号，该安全栅连接并传输传感器信号至所述的控制器，所述控制器的一个输出端连接触摸屏，一个输出端连接刹车继电器，该刹车继电器连接所述的释放按钮以控制盘刹刹车。又比如国家专利文献CN208561524U，公开了“石油钻机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法，其特征在于，包括步骤：/nS1)实时采集基础数据，根据钻头所在井深的高度h获取钻头位置限速v

【技术特征摘要】
1.一种提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法，其特征在于，包括步骤：
S1)实时采集基础数据，根据钻头所在井深的高度h获取钻头位置限速vmax；
S2)根据实时采集的基础数据计算均减速条件下大钩从当前大钩高度位置运行到高度限值位置刚好停止所需要的加速度a；
S3)设置最小介入加速度amin和最大刹车能力amax，判断加速度a是否小于最小介入加速度amin，若是，则进入步骤S4)，若否，则进入步骤S6)；
S4)判断大钩当前处于轻载状态还是重载状态，若处于轻载状态，则不进行自动刹车控制；若处于重载状态，则进入S5)；
S5)获取当前大钩速度，判断当前大钩速度是否超过钻头位置限速vmax，若是，则按照最小介入加速度amin对大钩进行减速控制；若否，则不进行自动刹车控制；
S6)判断加速度a是否大于最大刹车能力amax，若否，则进入步骤S7)；若是，则进入步骤S8)；
S7)根据最大刹车能力amax对电机进行调节，进行自动刹车控制；
S8)电机停止输出，刹车器按最大刹车力输出。


2.根据权利要求1所述的提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法，其特征在于，若钻机为交流变频钻机，则将交流变频钻机以电机减速斜坡对应的加速度作为最大刹车能力a1max，anax＝a1max；若钻机为直流电机或机械电机，则在大钩上行时以重力加速度作为最大刹车能力a2max，anax＝a2max；在大钩下行时结合当前大钩载荷计算辅刹最大刹车力对应的加速度，将辅刹最大刹车力对应的加速度作为最大刹车能力a3max，anax＝a3max。


3.根据权利要求2所述的提高钻井效率和安全系数的全域速度控制方法，其特征在于，步骤S7)根据最大刹车能力amax对电机进行调节，进行自动刹车控制，包括步骤：
S71)判断最大刹车能力amax是否为最大刹车能力a1max，若是，则交流变频钻机以电机减速斜坡对应的加速度进行减速；若否，则进入步骤S72)；
S72)判断最大刹车能力amax是否为最大刹车能力a2max，若是，停止电机输出，进行自然减速；若否，则进入步骤S73)；
S73)计算辅刹...

【专利技术属性】
技术研发人员：缑柏弘，杭达震，
申请(专利权)人：北京四利通控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11