防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统技术方案

本发明专利技术公开了防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，包括安装于撬体内的防爆变频一体机，防爆变频一体机包括集成于撬体上部的电动机、变频驱动装置以及控制系统，电动机通过联轴器连接于钻井泵与减速机的输入轴，减速机位于电动机的一侧，钻井泵位于电动机的底部；变频驱动装置通过外接动力电缆连接至电源，控制系统通讯控制电缆连接有司泵台。本发明专利技术体积小，结构便捷，解决了常规钻井泵控制系统接线调试工作量较大、搬家运输不便、动力电缆功率损耗较大、驱动线路过长产生谐波干扰其它仪表数据等问题，实现了钻井泵的机、电一体化控制；从而提高了钻井泵的工作效率。从而提高了钻井泵的工作效率。从而提高了钻井泵的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统


[0001]本专利技术属于石油机械制造
，具体涉及一种防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统。

技术介绍

[0002]石油钻机钻井泵是钻机循环系统的重要设备，钻井泵将高压钻井液经循环管汇输送至井底，用于冷却钻头、清洗井底、破碎岩石、携带井屑和平衡底层压力等功能，常用功率范围800hp
‑
3000hp，电流范围800A
‑
2800A。钻井泵主要以交流变频电动机为动力，利用变频房内的变频器作为驱动装置，并通过电缆将电动机与变频器连接；这种系统需要单独配置变频房来安装变频器，并要连接变频器与电机间的动力和控制电缆，接线调试工作量较大、搬家运输不便、动力电缆功率损耗较大、驱动线路过长可能产生谐波从而干扰其它仪表数据，因此，综合来看，目前的钻井泵控制系统存在运输不便、工作效率和维护有待进一步优化的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，解决了目前的钻井泵控制系统存在运输不便、工作效率和维护有待进一步优化的问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，
[0005]防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，包括安装于撬体内的防爆变频一体机，防爆变频一体机集成电动机、变频驱动装置以及控制系统于一体，电动机通过联轴器连接减速机的输入端，减速机的输出端与钻井泵的输入轴连接，防爆变频一体机、减速机以及钻井泵安装于撬体；变频驱动装置通过外接动力电缆连接至电源，控制系统通过通讯控制电缆连接有司泵台；司泵台用于向控制系统发送控制指令，控制系统根据控制指令和预设的程序向控制变频驱动装置传送控制字，控制变频驱动装置根据控制字通过控制电动机控制钻井泵的运转与停止。
[0006]本专利技术的特点还在于；
[0007]司泵台通过司台泵面板向控制系统发送控制指令，司台泵面板上设置有泵冲表、电机转速表、钻井泵运行指示灯、系统故障指示灯、控制方式选择旋钮、防爆变频一体机启停旋钮、泵冲给定手轮、故障复位按钮、急停按钮以及触摸屏。
[0008]司泵台具有触摸屏操作和控制面板操作两种方式，可通过控制方式选择旋钮进行控制方式选择；其中，
[0009]当控制方式选择旋钮选择为控制面板操作方式时，防爆变频一体机启停旋钮进行防爆变频一体机的启动和停止的操作，泵冲给定手轮调节防爆变频一体机的转速，泵冲表显示当前的钻井泵实际冲值，电机转速表显示当前的电动机的实际转速值，钻井泵运行指示灯点亮时，表示钻井泵正常运行，系统故障指示灯点亮时，表示系统处于故障状态；
[0010]当控制方式选择旋钮选择为触摸屏操作方式时，触摸屏进行防爆变频一体机的启
动、停止、转速调节、转速显示以及钻井泵冲、运行状态显示的操作；
[0011]当系统故障解除时，按下故障复位按钮实现故障复位，当按下急停按钮时，实现防爆变频一体机的紧急停机。
[0012]钻井泵的额定功率为800hp
‑
3000hp。
[0013]电源为外部动力电源。
[0014]司泵台为一种远程控制台，通过通讯控制电缆与控制系统连接，通过控制方式选择旋钮以及触摸屏向控制系统发出控制指令，实现对防爆变频一体机的远程控制。
[0015]控制系统用于控制变频驱动装置，以便控制电动机。
[0016]本专利技术防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，具备以下有益效果：
[0017]利用防爆变频一体机集电动机、变频驱动装置、控制功能为一体的特点，取消了配置独立变频房和驱动电缆，减少了安装模块和驱动线路，较常规钻井泵控制系统成本低、体积小、重量轻、结构简单；
[0018]本系统改变了传统“变频器+电机”的驱动模式，实现了钻井泵的机、电一体化控制，提高钻井泵的工作效率；
[0019]本系统适用于单台以及双台防爆变频一体机驱动的石油钻机钻井泵。
附图说明
[0020]图1是本专利技术防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统的司泵台面板示意图。
[0022]图中：1.电动机，2.变频驱动装置，3.控制系统，4.外接动力电缆，5.通讯控制电缆；6.钻井泵，7.司泵台，8.钻井泵撬体，9.减速机，10.泵冲表，11.电机转速表，12.钻井泵运行指示灯，13.系统故障指示灯，14.控制方式选择旋钮15.防爆变频一体机启停旋钮，16.泵冲给定手轮，17.故障复位按钮，18.急停按钮，19.触摸屏，20.司台泵面板。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统进行进一步详细说明。
[0024]如图1和图2所示，防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统；
[0025]防爆变频一体机安装于钻井泵撬体8，在防爆变频一体机的本体集成有电动机1、变频驱动装置2和控制系统3，防爆变频一体机的联轴器与钻井泵6和减速机9的输入轴连接，外接动力电缆4直接接入防爆变频一体机的变频驱动装置2，控制系统3与司泵台7通过通讯控制电缆5连接。
[0026]司泵台7通过司台泵面板20向控制系统3发送控制指令，司台泵面板20上设置有泵冲表10、电机转速表11、钻井泵运行指示灯12、系统故障指示灯13、控制方式选择旋钮14、防爆变频一体机启停旋钮15、泵冲给定手轮16、故障复位按钮17、急停按钮18以及触摸屏19。
[0027]司泵台7具有触摸屏操作和控制面板操作两种方式，可通过控制方式选择旋钮14进行控制方式选择，当控制方式选择旋钮14选择为控制面板操作方式时，可用防爆变频一体机启停旋钮15进行防爆变频一体机的启动和停止的操作，泵冲给定手轮16可用来调节防爆变频一体机的转速，从而实现钻井泵冲的调节，司台泵面板20上设置有泵冲表10用来显
示当前的钻井泵实际冲值，电机转速表11用来显示当前的电动机1的实际转速值，钻井泵运行指示灯12点亮时，表示钻井泵正常运行，系统故障指示灯13点亮时，表示系统处于故障状态。当控制方式选择旋钮14选择为触摸屏操作方式时，可通过触摸屏19进行防爆变频一体机的启动、停止、转速调节、转速显示以及钻井泵冲、运行状态显示等操作。当系统故障解除时，可按下故障复位按钮17实现故障复位功能，当按下急停按钮18可实现防爆变频一体机的紧急停机。
[0028]防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统的工作过程和步骤如下：
[0029]第一步：在司台泵面板20操作控制方式选择旋钮14，进行控制方式选择，然后启动防爆变频一体机。
[0030]第二步：通过司台泵面板20上面的触摸屏19或是防爆变频一体机启停旋钮15、泵冲给定手轮16向控制系统3发送控制指令，控制系统3按照预设的程序向变频驱动装置2传送控制字开始驱动电动机1旋转。
[0031]第三步：电动机1旋转带动减速机9从而带动钻井泵6运转，达到控制钻井泵6的功能，满足钻井作业需求。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，其特征在于，包括安装于撬体(8)内的防爆变频一体机，所述防爆变频一体机集成电动机(1)、变频驱动装置(2)以及控制系统(3)于一体，所述电动机(1)通过联轴器连接减速机(9)的输入端，所述减速机(9)的输出端与钻井泵(6)的输入轴连接，所述防爆变频一体机、减速机(9)以及钻井泵(6)安装于撬体(8)；所述变频驱动装置(2)通过外接动力电缆(4)连接至电源，所述控制系统(3)通过通讯控制电缆(5)连接有司泵台(7)；所述司泵台(7)用于向控制系统(3)发送控制指令，所述控制系统(3)根据控制指令和预设的程序向控制变频驱动装置(2)传送控制字，所述变频驱动装置(2)根据控制字通过控制电动机(1)控制钻井泵(6)的运转与停止。2.根据权利要求1所述的防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，其特征在于：所述司泵台(7)通过司台泵面板(20)向控制系统(3)发送控制指令，所述司台泵面板(20)上设置有泵冲表(10)、电机转速表(11)、钻井泵运行指示灯(12)、系统故障指示灯(13)、控制方式选择旋钮(14)、防爆变频一体机启停旋钮(15)、泵冲给定手轮(16)、故障复位按钮(17)、急停按钮(18)以及触摸屏(19)。3.根据权利要求2所述的防爆变频一体机驱动的钻井泵控制系统，其特征在于：所述司泵台(7)具有触摸屏操作和控制面板操作两种方式，可通过控制方式选择所述控制方式选择旋钮(14)进行控制方式选择；其中，当所述控制方式选择旋钮(14)选择为控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，张志伟，赖青鹏，赵勇，张潇潇，李庆福，曹振兴，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司中国石油天然气集团有限公司中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
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