[发明专利]一种用于石油钻机的转速控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种便于实现钻机转速自动调节，同时便于转矩调节，能够有效降低能耗的用于石油钻机的转速控制系统及方法。该用于石油钻机的转速控制系统包括执行单元以及钻机转速控制电路；所述控制柜内设置有钻机转速控制电路；所述钻机转速控制电路包括依次通讯连接的整形电路、频率合成电路、频压变换电路、信号合成电路、比较电路、电动式变阻器；所述频压变换电路与电动式变阻器之间设置有超速保护电路；信号合成电路上设置有手动速度调节装置；该控制方法，包括步骤；S1、设备的安装，S2、输入电压信号UD；S3、通过钻机控制系统控制转速。采用该用于石油钻机的转速控制系统及方法，能够能够便于实现钻机钻速的自动控制，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及石油钻机转速控制领域，尤其是一种用于石油钻机的转速控制系统及方法。

背景技术

众所周知的：石油钻机是指在石油钻井中，带动钻具破碎岩石，向地下钻进，钻出规定深度的井眼，供采油机或采气机获取石油或天然气。一部常用石油钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备等八大部分组成。

石油钻机在钻井的过程中钻井深度和地质状况的不同，钻井工作过程中的载荷不同，钻机的载荷变化范围较大；因此需要对钻具的转速进行相应的调节，现有技术中一般通过人工进行调节，由于人工调节的不及时，从而可能造成电机过载运转，因此容易加速电机的老化，并且造成较高的能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便于实现钻机转速自动调节，同时便于转矩调节，能够有效降低能耗的用于石油钻机的转速控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于石油钻机的转速控制系统，所述石油钻机包括钻井底座、发电系统以及钻机液循环系统；所述钻井底座上设置有井架；

所述井架的顶部设置有天车；所述天车的下方设置有游车；所述游车的下方设置有大钩；所述大钩上连接有水龙头；所述水龙头下端连接有钻杆连接；

所述钻井底座的工作平台上设置有转盘以及转盘驱动电机；

所述工作平台上设置有钻机控制柜；所述钻机控制系统包括执行单元以及钻机转速控制电路；所述控制柜内设置有钻机转速控制电路；所述钻机转速控制电路包括依次通讯连接的整形电路、频率合成电路、频压变换电路、信号合成电路、比较电路、电动式变阻器；所述比较电路与电动式变阻器通讯连接；所述频压变换电路与电动式变阻器之间设置有超速保护电路；信号合成电路上设置有手动速度调节装置；

所述电动执行单元包括转盘驱动电机以及转盘；所述转盘包括壳体；所述壳体内设置有竖向转筒以及竖向调速杆；所述竖向转筒的上设置有第一传动齿圈以及第二传动齿圈；所述壳体上端设置有盖板；所述竖向转筒上端穿过盖板，且设置有补芯；

所述竖向调速杆上设置有与第一传动齿圈匹配的第一调速齿轮以及与第二传动齿圈匹配的第二调速齿轮；

所述竖向调速杆上设置有传动斜齿轮；所述壳体的一端设置有动力输入轴；所述动力输入轴上设置有与传动斜齿轮啮合的锥齿轮；

所述竖向调速杆竖向滑动安装在壳体内；所述竖向调速杆下端设置有伸缩装置；所述伸缩装置驱动竖向调速杆上升或者下降，使得第一传动齿圈与第一调速齿轮啮合或者第二传动齿圈与第二调速齿轮啮合；所述转盘驱动电机与动力输入轴传动连接；

所述电动式变阻器与整形电路电连接；所述转盘驱动电机通过电动式变阻器与发电系统电连接。

进一步的，所述竖向转筒的一端设置有速度检测装置。

优选的，所述伸缩装置采用液压缸。

本发明还提供了一种采用所述的用于石油钻机的转速控制系统对钻机转速进行控制的方法，包括以下步骤：