一种石油钻井电磁刹车监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻井工程安全控制技术，尤其是涉及一种电磁刹车监控装置及一种电磁刹车监控系统。


背景技术：

2.在石油钻井过程中，电磁刹车是一种比较普遍的辅助刹车装置。是依靠电磁涡流作用的非摩擦式辅助刹车系统。电磁涡流刹车主要由刹车主体、可控硅整流装置及司钻开关等三部分组成。其中冷却系统有风冷和水冷两种方式。司钻通过操作司钻开关可平滑地调节激磁电流，改变制动扭矩，无级地调节滚筒转速，达到控制游车行驶速度的目的。
3.但在实际应用中，司钻对电磁刹车的工作状态并不能直接的观察到，在使用过程中如果电磁刹车突然断电或没有输出，会造成游车失控，以致产生严重的溜顿钻事故；而如果冷却水或风机突然中断或冷却水温过高达不到冷却效果，则会因为过热烧坏线圈，导致电磁刹车损坏，同样会产生严重的后果。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术不足，提出一种石油钻井电磁刹车监控系统。利用司钻控制开关交/直流变送器、可控硅整流装置输入和输出电压变送器或/和刹车电流或电压变送器实时监控电磁刹车工作状态，使电磁刹车作业安全大大增强，经济适用，且安全可靠。
5.本实用新型采用的技术方案：
6.一种石油钻井电磁刹车监控系统，包括信号采集单元、plc控制单元以及报警器，所述信号采集单元输出信号连接plc控制单元，所述plc控制单元输出连接报警器；所述信号采集单元包括电磁刹车状态检测装置，所述电磁刹车状态检测装置采用司钻开关输入和输出电压传感器、可控硅整流装置输入和输出电压传感器或/和可控硅整流装置的输出电流检测传感器以及刹车本体的输入电流检测传感器分别或同时检测司钻开关、可控硅整流装置和刹车本体的工作状态，并传递信号至plc控制单元。
7.所述的石油钻井电磁刹车监控系统，对于水冷式冷却系统，信号采集单元使用进水温度变送器或出水温度变送器以及进水流量变送器检测冷却水温度和流量，所述温度变送器和流量变送器输出信号经转换后接入plc控制单元；所述所述plc控制单元输出连接报警器。
8.所述的石油钻井电磁刹车监控系统，对于风冷式冷却系统，信号采集单元使用风速、压力或流量变送器检测冷却风机风速、压力或流量信号，所述风速、压力或流量变送器输出信号经转换后接入plc控制单元。
9.所述的石油钻井电磁刹车监控系统，与plc控制单元通讯连接设有一体化工控机。
10.实用新型有益效果：
11.1、本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统置，利用司钻控制开关交/直流变送器、可控硅整流装置输入和输出电压变送器或/和刹车电流、电压变送器实时检测监控电磁刹
车工作状态，避免电磁刹车突然断电或没有输出造成游车失控以致造成严重的溜顿钻事故。使电磁刹车作业安全大大增强，经济适用，且安全可靠。
12.2、本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，利用进水温度变送器采集电磁刹车进水温度，进水流量变送器采集进水流量，出水温度变送器采集出水温度，或者采用风速、压力或流量变送器检测冷却风机风速、压力或流量信号，监测冷却水温或风机工作状态，以避免冷却水或风机突然中断或冷却水温过高达不到冷却效果而产生过热烧坏线圈导致电磁刹车损坏。
13.3、本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，适合国内外各种型号的钻机，通用性强，适应范围广，技术难度不大，性价比较高。
附图说明
14.图1是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之一；
15.图2是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之二；
16.图3是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之三；
17.图4是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之四；
18.图5是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之五；
19.图6是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之六；
20.图7是本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统结构示意图之七。
具体实施方式
21.下面通过具体实施方式，对本实用新型技术方案做进一步的详细描述。
22.本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，包括信号采集单元、plc控制单元以及报警器，所述信号采集单元输出信号连接plc控制单元，所述plc控制单元输出连接报警器；所述信号采集单元包括电磁刹车状态检测装置，所述电磁刹车状态检测装置采用司钻开关输入和输出电压传感器、可控硅整流装置输入和输出电压传感器或/和可控硅整流装置的输出电流检测传感器以及刹车本体的输入电流检测传感器分别或同时检测司钻开关、可控硅整流装置和刹车本体的工作状态，并传递信号至plc控制单元。
23.以下各实施例仅用于说明本实用新型，不应当构成对实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在现有技术范围内，采用惯用技术手段的置换以及和现有技术进行简单组合，均不脱离本实用新型保护范围。
24.实施例1
25.参见图1，本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，电磁刹车状态检测装置采用司钻开关输入和输出电压传感器分别检测司钻开关的输入电压和输出电压，所述电压传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。所述的信号采集单元包含的电压变送器实时采集电磁刹车司钻开关输入和输出的给定电压信号，采集到输入或和输出电压为0时，发出断电报警信号，电压低于220v（-10%）时发出欠压信号，高出220v(10%)时发出超压信号，或当司钻开关输入220v，输出为0v时发出未使用或断电信号。
26.实施例2
27.参见图2，本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置与
实施例1不同的是：采用可控硅整流装置输入和输出电压传感器分别检测可控硅整流装置的输入电压和输出电压，所述电压传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。所述的信号采集单元包含的电压变送器实时采集电磁刹车可控硅整流装置输入或和输出的电压信号，采集到输入或和输出电压为0时，发出断电报警信号，两相间电压低于380v（-10%）时发出缺相报警信号。
28.实施例3
29.参见图3，本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置与前述实施例不同的是：采用刹车本体的输入电压检测传感器检测刹车本体的输入压，所述电压传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。所述的信号采集单元包含的电压变送器实时采集刹车本体的输入电压信号。输入电压为0v时，发出未使用信号。
30.实施例4
31.参见图4，本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置与实施例1、2不同的是：采用可控硅整流装置的输出电流检测传感器检测可控硅整流装置的输出电流，所述电流传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。所述的信号采集单元包含的电流变送器实时采集电磁刹车可控硅整流装置的输出电流信号。输入电流为0a时，发出未使用信号。
32.实施例5
33.参见图5，本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置与前述实施例不同的是：采用刹车本体的输入电流检测传感器检测刹车本体的输入电流，所述电流传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。所述的信号采集单元包含的电流变送器实时采集刹车本体的输入电流信号。输入电流为0a时，发出未使用信号。
34.实施例6
35.参见图6，本实施例的新型石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置采用司钻开关输入和输出电压传感器、可控硅整流装置输入和输出电压传感器以及可控硅整流装置的输出电流检测传感器或/和刹车本体的输入电流检测传感器分别同时检测司钻开关、可控硅整流装置或/和和刹车本体的工作状态，并传递信号至plc控制单元。
36.所述信号采集单元包含风速变送器、司钻控制开关交/直流变送器、刹车电流变送器和刹车电压变送器；所述风速变送器输出模拟信号传输给a/d转换模块，a/d转换模块传输给plc控制单元分析处理；plc控制单元分析处理后，若当电磁刹车本体所进冷却风量达不到设定风量时，输出报警信号给报警器。与所述plc控制单元通讯连接设有工控机。
37.实施例7
38.参见图6，本实施例的石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置采用司钻开关输入和输出电压传感器和可控硅整流装置输入和输出电压传感器分别同时司钻开关和可控硅整流装置的工作状态，所述电压传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。
39.实施例8
40.参见图6，本实施例的石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置采用司钻开关输入和输出电压传感器和可控硅整流装置的输出电流检测传感器或/和刹车本体的输入电流检测传感器分别同时检测司钻开关、可控硅整流装置或/和刹车本体的工作
状态，所述电压和电流传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。
41.实施例9
42.参见图6，本实施例的石油钻井电磁刹车监控系统，所述电磁刹车状态检测装置采用可控硅整流装置输入和输出电压传感器和可控硅整流装置的输出电流检测传感器或/和刹车本体的输入电流检测传感器分别同时检测可控硅整流装置和刹车本体的工作状态，所述电压和电流传感器输出信号经转换后接入plc控制单元。
43.对于水冷式冷却系统，信号采集单元利用进水温度变送器、出水温度变送器和进水流量变送器实时检测检测冷却水温度和流量，通过plc控制单元实时监测电磁刹车进水温度和进水流量，监测电磁刹车冷却水温度，有效避免冷却水突然中断或冷却水温过高达不到冷却效果而产生过热烧坏线圈导致电磁刹车损坏。
44.如图7所示，进水温度变送器实时采集电磁刹车进水的温度并转化为模拟信号后传输给a/d转换模块，a/d转换模块传输给plc控制单元分析处理；plc控制单元分析处理后，若超过设定值输出报警信号给报警器。
45.如图7所示，出水温度变送器实时采集电磁刹车出水的温度并转化为模拟信号后传输给a/d转换模块，a/d转换模块传输给plc控制单元分析处理；plc控制单元分析处理后，若超过设定值输出报警信号给报警器。
46.如图7所示，进水流量变送器实时采集电磁刹车进水的流量并转化为模拟信号后传输给a/d转换模块，a/d转换模块传输给plc控制单元分析处理；plc控制单元分析处理后，若超过设定值输出报警信号给报警器。
47.本实用新型石油钻井电磁刹车监控系统，对于风冷式冷却系统，信号采集单元利用风速、压力或流量检测传感器/变送器检测冷却风机风速、压力或流量信号，监测风机工作状态，以避免风机突然中断达不到冷却效果而产生过热烧坏线圈导致电磁刹车损坏。