CN101975155A - 一种泥浆泵控制*** - Google Patents

一种泥浆泵控制*** Download PDF

Info

Publication number
CN101975155A
CN101975155A CN2010105235202A CN201010523520A CN101975155A CN 101975155 A CN101975155 A CN 101975155A CN 2010105235202 A CN2010105235202 A CN 2010105235202A CN 201010523520 A CN201010523520 A CN 201010523520A CN 101975155 A CN101975155 A CN 101975155A
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry pump
control system
plc
cylinder sleeve
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010105235202A
Other languages
English (en)
Inventor
吴显科
罗剑
邓果
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd filed Critical Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Priority to CN2010105235202A priority Critical patent/CN101975155A/zh
Publication of CN101975155A publication Critical patent/CN101975155A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种泥浆泵控制***，属于泥浆泵控制技术领域。本发明的泥浆泵控制***，包括泥浆泵(1)和缸套(2)，所述缸套(2)连接于泥浆泵(1)上，其特征在于：该控制***还包括HMI、PLC、变频器和压力传感器(3)，所述HMI与PLC连接，所述PLC与变频器连接，所述变频器与泥浆泵(1)连接，所述压力传感器(3)设置于缸套(2)内且连接于PLC上。本发明的泥浆泵控制***，结构简单，操作简便，成本低廉，能够迅速有效地对泵压进行监控和报警处理，压力波动小，钻具损坏少，泥浆泵寿命长，节约成本。

Description

一种泥浆泵控制***
技术领域
本发明涉及一种泥浆泵控制技术，特别是一种泥浆泵控制***。
背景技术
泥浆泵是钻探过程中，向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液的机械。泥浆泵是钻探设备的重要组成部分，在常用的正循环钻探中，它是将地表冲洗介质──清水、泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下，经过缸套、水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的，由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往复运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。
目前使用的泥浆泵，其在使用的过程中，需要根据实际需要，提供不同的泵压。由于不同的缸套所能够承受的压力是不同的，因此在需要提供不同泵压时，需要跟换缸套，同时调整动力机所提供的动力，以满足所需泵压，频繁地更换缸套和调节动力机，一方面使得操作繁多，工作效率低下，另一方面使得缸套之间的配合因多次拆卸而不紧密。一般情况下，泥浆泵是采用汽油机或者动力机等动力装置作为动力，带动叶轮转动使泥浆泵进行工作，采用该类传动装置的泥浆泵，主要通过泥浆泵上的空气包控制缸套内的压力，采用空气包控制泵压，缸套内的压力波动大，且所需缸套级数多，更换缸套操作繁琐，效率低下。更先进一点的泥浆泵，其动力采用的是变频电机，由变频电机通过皮带轮等传动机构，将动力传递至缸泵带动泥浆泵运行。由于在动力传递中采用了皮带轮等传动装置，一方面通过传动装置，使得泥浆泵的的反应迟缓，无法迅速地进行控制，另一方面采用皮带轮传递，皮带容易打滑，无法精确地控制缸套内的泵压，不能够有效地减少所需缸套的级数。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、操作简便、缸套级数少、成本低廉、便于维护、能够迅速有效地对泵压进行监控和报警处理的泥浆泵控制***，该泥浆泵控制***，压力波动小，泥浆泵寿命长。
本发明采用的技术方案如下：
本发明的泥浆泵控制***，包括泥浆泵和缸套，所述缸套连接于泥浆泵上，该控制***还包括HMI、PLC、变频器和压力传感器，所述HMI与PLC连接，所述PLC与变频器连接，所述变频器与泥浆泵连接，所述压力传感器设置于缸套内且连接于PLC上。
由于采用了上述结构，形成一个完整的控制***。由于该控制***是与机电融合设计的结果，没有皮带轮等其他传动附件，使得泵压和电机的转矩形成一个很简单的一元线性关系。在具体操作时，操作者首先在HMI上输入所需工作泵压值和缸套直径，IMF将工作泵压值传递至PLC上，PLC控制***自动计算出工作泵压、缸套和电机扭矩的对应关系，然后PLC将控制信号传递至变频器上，从而控制变频器对泥浆泵的供电的多少，控制泥浆泵的扭矩，所述泥浆泵由电机与泵缸连接组成，电机只能输出工作泵压时所需要的扭矩，当泵压产生的力和电机扭矩产生的力达到平衡时，电机再也不能提供高于工作泵压的扭矩，准确地控制泵压不超限，从而对整个液力端的工作过程进行实时的安全保护，有效地避免了安全事故的发生，且便于操作。由于在缸套内设置有压力传感器，并利用立管压力作为压力回馈，和工作立管压力做比较，如遇到压力异常，压力传感器将信号传递至PLC控制***上，控制***做出迅速反应降低泵冲或提出报警等，报警上下限值可以手工在HMI上设置也通过PLC的程序中根据一元线性关系自动生成。一般情况下，PLC的循环周期能控制在100ms以内，收到信号后处理器能及时的做出指令，避免事故发生。由于采用了上述技术，仅需要选择较大级数的缸套即可，可做到在5000psi压力以内不换缸套，所以在很宽的压力范围内可以忽略缸套的因素，如果需要考虑缸套因素则直接在HMI上选择缸套型号即可。由于采用了上述技术，大大地减少了所需的缸套，从而降低了成本，减少了更换缸套的时间，提高了工作效率。
本发明的泥浆泵控制***，所述泥浆泵为直驱式泥浆泵。
由于采用了上述结构，泥浆泵为直驱式泥浆泵，便于控制泥浆泵的转速，且启动平稳，无冲击，工作平顺。
本发明的泥浆泵控制***，所述泥浆泵为直驱式五缸泥浆泵。
由于采用了上述结构，泥浆泵为直驱式五缸泥浆泵，使得泥浆泵在工作过程中不会产生瞬时高压，工作平稳，且更利于泥浆泵转速的控制。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、         本发明的泥浆泵控制***，结构简单、操作便捷、成本低廉；
2、         本发明的泥浆泵控制***，无中间环节的动力传递装置，直接控制驱动电机，能够对泥浆泵进行精确控制，反应迅速；
3、         本发明的泥浆泵控制***，采用机电一体化设计，从而对泥浆泵液力端的工作过程进行实时的安全保护，有效地避免了安全事故的发生；
4、         本发明的泥浆泵控制***，所需缸套级数少，便于维修，大大地节约了成本，较少了缸套更换时间，提高了效率；
5、         本发明的泥浆泵控制***，工作过程中不会产生瞬时高压，压力波动小，对泥浆泵的震动小，寿命长，降低成本。
附图说明
图1是本发明的泥浆泵控制***的结构示意图；
图2是本发明的泥浆泵控制***的工作原理图。
图中标记：1-泥浆泵、2-缸套、3-压力传感器、①-实际电机扭矩值、②-实际泵压值。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、图2所示，本发明的泥浆泵控制***，包括泥浆泵1和缸套2、 HMI、PLC、变频器和压力传感器3，所述缸套2连接于泥浆泵1上，所述HMI是Human Machine Interface 的缩写，叫做“人机接口”，也叫人机界面，是***和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。所述PLC 为Programmable logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子***，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。所述HMI与PLC连接，所述PLC与变频器连接，所述变频器与泥浆泵1连接，所述压力传感器3设置于缸套2内且连接于PLC上。所述泥浆泵1为直驱式五缸泥浆泵。
本发明的泥浆泵控制***，在操作时，首先在HMI上输入所述工作泵压值，视情况而定可以同时输入缸套直径值，HMI将数值传递至PLC，PLC根据输入的数值计算所诉电机扭矩限制值，同时调整泵冲，PLC控制变频器对泥浆泵1的电机的电力供应，从而控制泥浆泵1液力端的扭矩，达到控制缸套2内压力的目的。安装在缸套2内的压力传感器3，随时将泥浆泵1内的实际泵压值②传递至PLC内，PLC利用立管压力作为压力回馈，和工作立管压力做比较，如遇到压力异常，则控制***做出迅速反应降低泵冲或提出报警等，报警上下限值可以设置也可以自动生成，例如：当在HMI中输入的数值为30MPa时，PLC根据其值，设定最低报警立管压力，如30MPa，此时操作者可以根据实际情况作出调整；设定工作立管压力，如30MPa ，实时值与所需的工作泵压一致，此时正常；设定报警立管压力，如30+30×10%=33MPa，此时操作者根据情况可以做出调整；设定故障立管压力，如30+30×20%=36MPa，此时泥浆泵1收到PLC信号立即停机。变频器控制向泥浆泵1的电机供电，控制泥浆泵1的扭矩，同时电机向变频器反馈实际电机扭矩值①，变频器根据向PLC传递该值，从而PLC根据实际扭矩值与实际泵压值、所述工作泵压值进行计算，从新对变频器进行指令，使变频器对电机的转速进行控制，以达到控制泥浆泵1扭矩的效果。
本发明的泥浆泵控制***，结构简单、操作便捷、成本低廉；无中间环节的动力传递装置，直接控制驱动电机，能够对泥浆泵进行精确控制，反应迅速；采用机电一体化设计，从而对泥浆泵液力端的工作过程进行实时的安全保护，有效地避免了安全事故的发生；所需缸套级数少，便于维修，大大地节约了成本，较少了缸套更换时间，提高了效率；工作过程中不会产生瞬时高压，压力波动小，对泥浆泵的震动小，寿命长，降低了成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种泥浆泵控制***，包括泥浆泵（1）和缸套（2），所述缸套（2）连接于泥浆泵（1）上，其特征在于：该泥浆泵控制***还包括HMI、PLC、变频器和压力传感器（3），所述HMI与PLC连接，所述PLC与变频器连接，所述变频器与泥浆泵（1）连接，所述压力传感器（3）设置于缸套（2）内且连接于PLC上。
2.如权利要求1所述的泥浆泵控制***，其特征在于：所述泥浆泵（1）为直驱式泥浆泵。
3.如权利要求2所述的泥浆泵控制***，其特征在于：所述泥浆泵（1）为直驱式五缸泥浆泵。
CN2010105235202A 2010-10-29 2010-10-29 一种泥浆泵控制*** Pending CN101975155A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105235202A CN101975155A (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种泥浆泵控制***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105235202A CN101975155A (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种泥浆泵控制***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101975155A true CN101975155A (zh) 2011-02-16

Family

ID=43575061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105235202A Pending CN101975155A (zh) 2010-10-29 2010-10-29 一种泥浆泵控制***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101975155A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104481854A (zh) * 2014-12-10 2015-04-01 天水电气传动研究所有限责任公司 石油钻机泥浆泵控制方法
CN104564635A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 四川宏华电气有限责任公司 一种泵压保护装置及方法
CN104863836A (zh) * 2015-04-29 2015-08-26 青岛天时海洋石油装备有限公司 泥浆泵智能控制***
CN106351818A (zh) * 2015-11-05 2017-01-25 衡阳中地装备探矿工程机械有限公司 一种泥浆泵控制装置及其控制方法
CN111520317A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 濮阳市百福瑞德石油科技有限公司 一种防止钻井泵憋泵的预测判断方法及其泵压防护***
CN112177912A (zh) * 2020-09-23 2021-01-05 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一种高压泥浆泵的智能防喷***及防喷方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0261372A (ja) * 1988-08-24 1990-03-01 Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd コンクリートポンプ車におけるシーケンス駆動装置
CN2898356Y (zh) * 2006-02-27 2007-05-09 西南石油学院 直线电机驱动双作用多缸往复泵
CN201225265Y (zh) * 2008-05-16 2009-04-22 青岛捷能石油钻机有限责任公司 一种泥浆泵的试车装置
CN201407155Y (zh) * 2009-02-27 2010-02-17 南京昱天高新能源科技发展有限公司 空压机智能节能控制装置
CN201577063U (zh) * 2009-12-22 2010-09-08 *** 风机水泵专用节电装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0261372A (ja) * 1988-08-24 1990-03-01 Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd コンクリートポンプ車におけるシーケンス駆動装置
CN2898356Y (zh) * 2006-02-27 2007-05-09 西南石油学院 直线电机驱动双作用多缸往复泵
CN201225265Y (zh) * 2008-05-16 2009-04-22 青岛捷能石油钻机有限责任公司 一种泥浆泵的试车装置
CN201407155Y (zh) * 2009-02-27 2010-02-17 南京昱天高新能源科技发展有限公司 空压机智能节能控制装置
CN201577063U (zh) * 2009-12-22 2010-09-08 *** 风机水泵专用节电装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104481854A (zh) * 2014-12-10 2015-04-01 天水电气传动研究所有限责任公司 石油钻机泥浆泵控制方法
CN104564635A (zh) * 2014-12-26 2015-04-29 四川宏华电气有限责任公司 一种泵压保护装置及方法
CN104564635B (zh) * 2014-12-26 2016-08-24 四川宏华电气有限责任公司 一种泵压保护装置及方法
CN104863836A (zh) * 2015-04-29 2015-08-26 青岛天时海洋石油装备有限公司 泥浆泵智能控制***
CN106351818A (zh) * 2015-11-05 2017-01-25 衡阳中地装备探矿工程机械有限公司 一种泥浆泵控制装置及其控制方法
CN111520317A (zh) * 2020-04-30 2020-08-11 濮阳市百福瑞德石油科技有限公司 一种防止钻井泵憋泵的预测判断方法及其泵压防护***
CN112177912A (zh) * 2020-09-23 2021-01-05 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一种高压泥浆泵的智能防喷***及防喷方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101975155A (zh) 一种泥浆泵控制***
CN203770264U (zh) 一种驱动水泥泵的液压回路
CN203641136U (zh) 铰杆液压增压装置及液压压力机
CN104632794A (zh) 直驱式液压启闭机电液伺服***
CN201382031Y (zh) 伺服液压泵站的发生装置
CN105544631A (zh) 一种液压铲工作装置的控制回路
CN107605691A (zh) 直线驱动柱塞泵、直线驱动乳化液泵***、及控制方法
CN104695852A (zh) 具有混合动力装置及多电机驱动的煤层气钻机
CN204803957U (zh) 装载机液压***
CN201783673U (zh) 深孔钻自调整恒压冷却***
CN103821690A (zh) 液压推动往复式双缸泵
CN103967735A (zh) 一种液压驱动式吸排泥浆装置
CN103358577A (zh) 双工位静压传动压力机
CN203685728U (zh) 一种液压驱动割台和升运器的液压控制***
CN211146045U (zh) 一种润滑油供给装置
CN204493310U (zh) 便携式液压自动往复机构
CN205101298U (zh) 水基溶液防喷器控制装置
CN212672128U (zh) 一种脉冲泵站
CN203427340U (zh) 双工位静压传动压力机
CN203926176U (zh) 集成式液压启闭机
CN203742927U (zh) 液压推动往复式双缸泵
CN106836363A (zh) 装载机液压***
RU138359U1 (ru) Система управления гидравлическим приводом скважинного штангового насоса
CN203847340U (zh) 液压驱动式吸排泥浆装置
CN218177379U (zh) 一种电驱泥浆泵

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110216