[实用新型]伺服电机驱动的钻井泵远程调压装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻井装备制造技术领域，主要用于石油钻机整机出厂前钻井泵的负荷运转试验，涉及一种伺服电机驱动的钻井泵远程调压装置。

背景技术

钻井泵是钻机循环系统的核心设备，出厂前需按钻机试验大纲要求进行负荷运转试验，目的在于检测钻井泵和高压管汇的耐压能力，以及柴油发电机组和电控系统的带载能力，确保产品达到设计性能要求。

目前，钻井泵在井场做负荷试验时，主要通过一种手动调压工装进行，这种依靠人工反复扳动节流阀手轮进行加压或泄压的方法，有以下不足：(1)钻井泵负荷运转试验时系统最高压力可达52MPa，存在高压放喷、管线泄漏的风险，对现场人员的安全构成很大威胁；(2)不能实现阀门的柔性开关，系统压力波动对设备的冲击性较大，造成钻井泵和管汇密封件的损坏，设备停机率高；(3)控制精度尚不能完全满足泥浆泵负荷运转试验压力控制的要求。(4)遇到紧急情况，不能实现快速泄压。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种伺服电机驱动的钻井泵远程调压装置，解决了现有技术中依靠人工扳动节流阀手轮进行调压，操作人员处于高压试验危险区，不能实现钻井泵压力的远程控制和准确调节的问题。

本实用新型采用的技术方案是，一种伺服电机驱动的钻井泵远程调压装置，包括PLC控制器，PLC控制器同时与调压手轮和开关、触摸屏、压力传感器、伺服驱动器信号连接，伺服驱动器与伺服电机及其自带的编码器反馈连接，伺服电机与节流阀机构传动连接。

本实用新型的伺服电机驱动的钻井泵远程调压装置，其特征还在于，

PLC控制器和伺服驱动器安装在控制柜内，调压手轮和开关、触摸屏设置在控制柜的操作面板上。

本实用新型的有益效果是，(1)通过远程控制，使操作人员远离高压危险区域，确保了人身安全，大大降低了试验风险；(2)通过采用先进的变频伺服控制技术，自动实现系统压力的精准调节，试验过程压力控制精确、平稳，完全能满足钻井泵出厂试验要求，缩短了试验周期；(3)系统采用人机界面进行试验参数设置，直观、方便，操作简单。

附图说明

图1是本实用新型装置的电气原理框图。

图中，1.PLC控制器，2.调压手轮和开关，3.触摸屏，4.压力传感器，5.伺服驱动器，6.伺服电机，7.节流阀机构，8.编码器，9.控制柜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1，本实用新型的结构是，包括PLC控制器1、调压手轮和开关2、触摸屏3、压力传感器4、伺服驱动器5、伺服电机6(自带编码器8)、节流阀机构7，虚线部分集成在控制柜9中，其中的PLC控制器1和伺服驱动器5安装在控制柜9内，调压手轮和开关2、触摸屏3设置在控制柜9的操作面板上。

PLC控制器1同时与调压手轮和开关2、触摸屏3、压力传感器4、伺服驱动器5信号连接，伺服驱动器5与伺服电机6及其自带的编码器8反馈连接，伺服电机6与节流阀机构7传动连接。

工作时将控制柜9放置在远离钻井泵高压试验的区域。压力传感器4、伺服电机6及其自带的编码器8通过电缆与控制柜9连接，伺服电机6通过联轴器与节流阀机构7中的节流阀阀杆相连接。

压力传感器4用于将钻井泵的实时压力信号转化为电信号传送给PLC控制器1，PLC控制器1通过程序运算，向伺服驱动器5发出指令，伺服驱动器5接收到PLC控制器1发出的指令及编码器8的反馈信号后，控制伺服电机6的转速及定位，，依靠伺服电机6的旋转实现节流阀的开关。

本实用新型装置的工作过程是：

1)预先将本实用新型的伺服电机6的电源线和编码器8信号线与控制柜9相连，将压力传感器4的信号接入PLC控制器1的模拟量输入模块。

2)系统上电，确保PLC控制器1、伺服驱动器5、触摸屏3供电正常。

首次使用本实用新型需要对节流阀进行“零点标定”和“行程标定”。

2.1)“零点标定”具体做法是：按下控制柜9面板上“驱动器使能”按钮，将选择开关打到“手动”。按下触摸屏3的功能键F4(或F2+画面上的“减压”按钮，或将控制柜9面板上的三位自复位开关扳到“减压”位置)，这时画面上“减压”文字会变成绿色，表示正在减压即节流阀向全开的位置转动；到达标定的位置时，松开F4，再同时按下F2和画面上的“零点标定”按钮，这时“零点标定”按钮会变成绿色，表示零点标定完成。