[发明专利]滚筒自动排绳控制装置

说明书

技术领域

本发明属于滚筒排绳控制技术领域，具体涉及一种滚筒自动排绳控制装置，可适用采油作业技术领域，同时也适用于使用滚筒提升的各种工业领域。 

背景技术

在油田抽汲、采油作业时，需要将作业工具通过钢丝绳在井内完成提升和下放工况。根据井深要求，滚筒配有数千米的钢丝绳。作业时，如果钢丝绳不能在滚筒上一层层地排列整齐，就会出现乱绳、咬绳现象，严重影响钢丝绳寿命和作业安全。 

目前大多数厂家采用机械排绳，即滚筒到排绳器使用机械传动，带动正反丝杠旋转，完成排绳器的移动和自动换向。该方法结构虽然简单，但无法消除积累误差的影响，必须手动参与调整。 

也有采用液压和电控结合的自动排绳系统，但其缺点是系统繁杂和液压的容积效率误差大，不能很好的实现自动排绳。 

发明内容

本发明的目的是提供一种滚筒自动排绳控制装置，使作业用的钢丝绳整齐的缠绕到滚筒上，且在整个作业过程中不需要人工干预，完全实现自动化。 

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该滚筒自动排绳控制装置，具有排绳器支架，移动支座通过导轨连接在排绳器支架上并由丝杠配合移动，移动支座上设有纠偏架，其特征在于：所述排绳器支架上安装有伺服电机，伺服电机输出连接丝杠，伺服电机由伺服控制器控制，伺服控制器与PLC控制器连接，转速传感器设置在滚筒上，转速传感器输出转速信号，经过PLC控制器和伺服控制器控制伺服电机旋转，排绳器支架两侧设有控制伺服电机的换向开关，所述纠偏架上设有纠偏开关，纠偏开关信号通过PLC控制器和伺服控制器使伺服电机加速或停止，纠正偏角到垂直位置。 

所述纠偏架呈三角形，其上端铰接在移动支座上，纠偏架上固定有拨杆，拨杆设置的方向与钢丝绳方向一致。 

  

当操作滚筒旋转时，通过滚筒上安装的转速传感器输出信号，经过PLC控制器和伺服控制器控制伺服电机旋转，伺服电机通过丝杠带动排绳器运动，实现滚筒旋转一圈，钢丝绳移动一个钢丝绳直径，保证钢丝绳一直与滚筒垂直。当钢丝绳缠绕到滚筒边缘时，通过出触碰换向开关使排绳器换向。

当由于积累误差，导至钢丝绳出现偏角时，纠偏架会放大角度由拨杆触碰纠偏开关，开关信号通过PLC控制器和伺服控制器使伺服电机加速或停止，从而纠正偏角到垂直位置。同时纠偏架可实现作业前的钢丝绳与滚筒自动找正，确保作业前钢丝绳与滚筒轴线垂直。 

与现有技术相比，该滚筒自动排绳控制装置通过PLC控制器和伺服控制器对伺服电机的精确控制，及纠偏功能的实施，确保了整个作业过程中，不需要任何的人为干扰，就能实现钢丝绳在滚筒上的精确缠绕。 

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。 

图1为本发明的结构示意图。 

具体实施方式

由图1可知：本发明滚筒自动排绳控制装置与滚筒1配合使用，包括排绳器支架11、PLC控制器14及伺服控制器13，滚筒上安装有转速传感器2，排绳器支架11上安装有伺服电机12、丝杠9、导轨5、移动支座8、导绳轮7、纠偏架4、纠偏开关6及换向开关10。纠偏架4、纠偏开关6和导绳轮7安装在移动支座8上，移动支座8通过伺服电机12驱动丝杠9，使移动支座8在导轨5上左右移动。纠偏架4呈三角形，其上端铰接在移动支座8上，纠偏架4上固定有拨杆，拨杆设置的方向与钢丝绳方向一致，当钢丝绳出现偏差时，纠偏架以铰接点为中心发生偏转，带动拨杆转动一定角度，可以碰撞纠偏开关6。 

当滚筒1旋转时，安装在滚筒1上的转速传感器2通过PLC控制器14和伺服控制器13控制伺服电机12运转，并通过丝杠9传递给移动支座8左右移动，实现滚筒1旋转一圈，移动支座8带着钢丝绳3移动一个钢丝绳直径。当移动支座8带着钢丝绳3移动到滚筒1的最左或最右侧时，安装在排绳器支架11两侧的换向开关10动作，通过PLC控制器和伺服控制器控制伺服电机12换向，从而使移动支座8换向移动。 

当钢丝绳缠绕多层后，会出现积累误差，导至钢丝绳3通过导绳轮7后，与滚筒1的轴线不垂直，这时钢丝绳3的偏角通过纠偏架4将角度放大，纠偏架4会触碰到纠偏开关6，开关信号通过PLC控制器和伺服控制器控制伺服电机12加速或停止，从而纠正偏角。 

当准备作业时，给系统供电，如果钢丝绳3通过导绳轮7后，与滚筒1的轴线不垂直，不用操滚筒1旋转，这时纠偏架4触碰到纠偏开关6，开关信号通过PLC控制器和伺服控制器控制伺服电机12正转或反转，使钢丝绳3与滚筒1的轴线处于垂直状态。 

通过PLC控制器和伺服控制器对伺服电机12的精确控制，及纠偏功能的实施，确保了整个作业过程中，不需要任何的人为干扰，就能实现钢丝绳在滚筒上的精确缠绕。