[实用新型]一种石油钻机的热轴保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于对石油钻机进行保护的系统，具体涉及到一种通过对石油钻机的热轴进行监控，达到保护钻机的系统。

背景技术

通过数台原动机连接到并车装置驱动泥浆泵、绞车等不同的生产设备的石油钻机，由于其野外流动作业的工作特性，经常会对几台原动机与并车装置之间的连接进行拆装。如果某台原动机轴与并车装置之间连接不当或运行中固定原动机的组件松动，该原动机就会剧烈震动，这种情况下如果有几台原动机同时运行就会引起扭转共振，加剧了原动机轴与并车装置中的轴承之间的相互摩擦，温度达到一定程度就会引起热轴，甚至切轴使整个钻井工程瘫痪。以前的石油钻机的现场仪表只显示现场钻井工艺参数，忽略了对原动机轴温的监测。钻机制造商也只是在钻机出厂前的调试时对原动机的的轴温进行了测量，在钻井现场，工人们也忽视了对原动机轴温的检测。

为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提出了一种新的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够及时、准确的对钻机热轴进行监控，并能够防止热轴温度过高，保护钻机正常运行，提高安全系数的热轴保护系统。

为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种石油钻机的热轴保护系统，包括PLC，所述PLC的CPU集成有DP接口和PN接口，以及分别与PLC连接的模拟量输入模块、交换机、中继器和数字量输出模块；所述模拟量输入模块接收红外线传感器的信号，所述交换机连接PLC与工控机，所述中继器连接PLC与信号显示输入模块连接；所述数字量输出模块与报警器连接。

优选的，信号显示输入模块为触摸屏。

优选的，交换机与PLC通过以太网连接。

优选的，中继器与PLC通过通信总线连接。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、红外线传感器采集钻机热轴的热量信息，并通过模拟量输入模块转换成电信号，传递至PLC进行处理；PLC接收信号后，能够控制报警器报警；

2、PLC能够将信号传输至工控机，使轴温和历史轴温的趋势图显示在工控机上，PLC与触摸屏连接，触摸屏能够将操作指令反馈到PLC上，同时也可以显示钻机轴温。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的现场安装图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种石油钻机的热轴保护系统，包括PLC、分别与PLC连接的模拟量输入模块、交换机、中继器和数字量输出模块；模拟量输入模块接收红外线传感器的信号，交换机连接PLC与工控机，中继器连接PLC与信号显示输入模块连接；数字量输出模块与报警器连接。

红外线传感器头具有防爆、防震、防水的特性；其工作温度在0~70℃，测量范围为-18~538℃；特别适合在密闭、难以进入的空间和恶劣环境中测量温度，其工作的任务是把光信号转化为电信号，然后由温度变送器将所测量的温度转换成0~10V DC的电压信号输入到模拟量输入模块。

模拟量输入模块为6ES7 331-7KF02-0AB0，其作用是接收温度变送器输出的电压信号，电压信号经过程序的处理后，将温度数值存储到程序中所规定的数据模块中。

数字量输出模块为6ES7 322-1BL00-0AA0，当检测到的温度大于程序中根据轴承材质设置的轴承最高工作温度时，数字量输出模块立即接通报警器回路，提供报警。

工控机通过交换机与PLC连接，交换机通过以太网与PLC连接。工控机通过组态编程后可显示PLC数据块中的内容，即原动机的实时轴温，并且可显示轴温的实时趋势图和记录轴温的历史趋势图，为工人对轴承维护提供参考依据。

PLC中CPU的DP接口通过通信总线连接到6ES7 972-0AA01-0XA0中继器。中继器的作用是抑制远距离信号传输的衰减。中继器通过通信总线连接到石油钻机司钻房的信号显示输入模块，该模块为触摸屏，触摸屏为司钻提供原动机的实时轴温和轴温越限报警的画面。司钻通过观察轴温和轴温越限报警就可采取相应的应急措施，防止事态的扩大化。

本热轴保护系统，结构简单，监测精度高，反应速度快，能对并车装置轴承进行实时监测，能及时、可靠、准确的对轴温进行监测报警，确保钻机安全运行。

虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。