石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统，属于电机并联驱动同一负载的保护系统领域。本实用新型专利技术包括PLC控制系统，依次连接的传动控制系统、电机、信号采集装置、信号转换模块，其中传动系统的输入端与PLC控制系统相连，信号转换模块的输出端与PLC控制系统相连。通过上述设置，本实用新型专利技术克服了现有的皮带轮防滑动保护装置精度不高对泥浆泵本体损害大且容易造成事故的缺陷，实现了对泥浆泵皮带轮防滑动保护，既保证了系统的正常运转，又防止了电机受到损坏，节约了大量成本，适合推广使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机并联驱动同一负载的保护系统，具体地说，涉及一种石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统。
技术介绍
泥浆泵是石油钻机最主要的设备之一，它的正常运转和工作效率直接关系到油井的经济建设和成井率。在整个石油钻井过程中，共分为井架起升，钻进，泥浆循环，钻具更换，下套管，固井等几大工序。主要设备分为绞车，转盘和泥浆泵等。而泥浆泵则相当于整个钻井设备的心脏，它所输出的泥浆的作用类似于人体内的血液。泥浆从钻杆内部自上而下注入，流过钻头后，再从钻杆和井壁的缝隙自下而上流出，在这一过程中，泥浆协助钻头冲击地壳，冷却钻头，带出碎屑，而更重要的是通过在泥浆中渗入重晶石粉等物质可保持井下一定的压力，以避免井喷，像血液在人体内循环一样，运送营养，带走废物。泥浆泵是钻机的主要组成部分，由于其钻井工艺的特殊性，一旦泥浆循环系统不能运行，不但影响生产，造成巨大的经济损失(如卡钻)，还有可能威胁到现场生产人员的人身安全(如井喷)，所以对泥浆驱动及保护系统要求具有极高的可靠性与稳定性。当两台串励电动机由同一台直流调速器供电而并联驱动泥浆泵时，由于皮带磨损断裂或皮带轮松动等故障可能使其中I台或2台电动机失去负载而发生超速，钻井过程中常因皮带或皮带轮出现故障，未即时发现及维修跟换，造成质量事故的现象时有发生。皮带轮防滑动保护装置的作用就是用来检测并给与保护。通常，皮带轮防滑动保护装置是用防滑电路板来实现保护，此类保护装置属于模拟电路系统，保护精度不够高，不具备多级保护及远程监控报警功能，不利于工作人员提前预判故障。且当需要保护的对象达到比较值的上限时，保护装置直接切断供电电源来停止泥浆泵工作。由于在某些复杂工况下不允许直接停止泥浆泵工作，若此时因保护装置防滑保护起作用而直接切断该调速器电源，系统供电就会断开，这不仅对高速运转且重载的直流电机机及泥浆泵本体损害很大，同时还有可能损坏调速器等其他电气设备，另外，泥浆泵供电停止，还会影响施工进程，造成钻具在井内憋钻，卡钻等事故。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有的皮带轮防滑动保护装置精度不高对泥浆泵本体损害大且容易造成事故的缺陷，提供一种石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统，包括PLC控制系统，依次连接的传动控制系统、电机、信号采集装置、信号转换模块，其中传动系统的输入端与PLC控制系统相连，信号转换模块的输出端与PLC控制系统相连。进一步的，所述电机为两台串励电动机，且每一个电机分别与传动控制系统相连，每一个电机上均连接有一个信号采集装置，且每一个信号采集装置分别与信号转换模块相连。再进一步的，所述PLC控制系统上还连接有受其控制的HMI监控系统。 更进一步的，所述信号采集装置为电流互感器。为了更好地实现本技术，所述PLC控制系统为西门子PLC控制系统，所述监控系统为西门子HMI监控系统，所述传动控制系统为西门子6RA70系列直流调速系统。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果(I)本技术结构简单，成本低廉、性能稳定、效率高、调试和维护方便，非常适合大规模推广使用。(2)本技术通过PLC控制系统和HMI的配合得到模拟量输入模块输出的数据，对传动控制系统进行控制，实现了对泥浆泵皮带轮防滑动保护，既保证了系统的正常运转，又防止了电机受到损坏，节约了大量成本。附图说明图1为本技术的原理框图。具体实施方式以下结合附图与实施例对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1所示，石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统，包括依次连接的传动控制系统、两台串励电动机、信号采集装置、信号转换模块和PLC控制系统，其中该PLC控制系统还对传动控制系统进行控制，上述几个模块组成循环回路。其中两台串励电动机均与传动控制系统相连，且每一台电动机上均连接有一个信号采集装置，该信号采集装置为电流互感器；所述信号转换模块为西门子公司生产的8通道模拟量输入模块，本实施例优选型号为6ES7 331-7KF02-0AB0的信号转换模块，进一步的，PLC控制系统选西门子PLC控制系统，其中PLC控制系统上还连接有HMI监控系统，该监控系统为触摸屏监控系统，优选西门子的HMI MP377，而传动控制系统则选用西门子的6RA70直流调速系统。在泥浆泵运行过程中，电流互感器实时地采集两电机的电流，然后送入模拟量采集模块将模拟信号转换为数字信号，然后PLC通过传动控制系统控制电动机的转速，若电动机超过保护值，电流互感器将信号传输至模拟量输入模块，模拟量输入模块输入信号到PLC控制系统，PLC控制电机进行减速，使负载功率降低，甚至使电动机转速降至零，传动系统平滑地停止工作，最终达到保护泥浆泵及其电动机的目的。如上所述，便可很好的实现本技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统，其特征在于，包括PLC控制系统，依次连接的传动控制系统、电机、信号采集装置、信号转换模块，其中传动系统的输入端与PLC控制系统相连，信号转换模块的输出端与PLC控制系统相连。

【技术特征摘要】
1.石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统，其特征在于，包括PLC控制系统，依次连接的传动控制系统、电机、信号采集装置、信号转换模块，其中传动系统的输入端与PLC控制系统相连，信号转换模块的输出端与PLC控制系统相连。2.根据权利要求1所述的石油钻机用泥浆泵皮带轮防滑动保护系统，其特征在于，所述电机为两台串励电动机，且每一个电机分别与传动控制系统相连，每一个电机上均连接有一个信号采集装置，且每一个信号采集装置分别与信号转换模块相连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小明，张谨，周翼，孙铭，
申请(专利权)人：四川中曼电气工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：