測(cè)井液壓絞車智能控制系統(tǒng)

齊小勇

摘要：液壓絞車是測(cè)井施工中必備的裝置，液壓絞車能夠?yàn)闇y(cè)井提供垂直升降動(dòng)力，輔助施工。但在實(shí)際施工過(guò)程中，液壓絞車操作人員需要隨時(shí)對(duì)絞車的速度進(jìn)行調(diào)整，所以絞車的穩(wěn)定性難以保證，給施工帶來(lái)了一定的安全隱患。測(cè)井液壓絞車智能控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)井絞車的勻速升降，不僅提高了絞車升降的穩(wěn)定性，同時(shí)也確保了施工的安全。

關(guān)鍵詞：測(cè)井；液壓絞車；智能控制系統(tǒng)

前言

液壓絞車在現(xiàn)代工礦企業(yè)施工中被廣泛使用，液壓絞車在測(cè)井施工中，為升降井提供動(dòng)力，測(cè)井施工的安全和效率多半是由液壓絞車的性能決定的。由于升降井時(shí)，深度會(huì)隨著時(shí)間而變化，而絞車的滾筒半徑也會(huì)受到深度變化的影響，電纜的線速度要通過(guò)人工調(diào)整才能達(dá)到相對(duì)的穩(wěn)定性，而這種人工操作的誤差又是不可避免的，所以電纜線速度難以恒定下來(lái)。

以往的測(cè)井施工中，絞車的操作人員成為了保證絞車穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。井筒的情況難以預(yù)測(cè)，運(yùn)行隨時(shí)可能受到阻礙，在這種情況下，考驗(yàn)的就是絞車操作人員的操控能力，如果精神不夠集中，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)井筒情況，極易導(dǎo)致操作失誤，使電纜無(wú)法正常運(yùn)行，造成施工事故。

基于以上的不穩(wěn)定因素，絞車的智能控制系統(tǒng)問(wèn)世了。絞車智能控制系統(tǒng)能夠使絞車的各個(gè)構(gòu)成部件全部實(shí)現(xiàn)智能化控制，它的工作原理是在將傳感器安裝在絞車的各個(gè)構(gòu)成部件上，控制系統(tǒng)將傳感器采集的信息進(jìn)行處理和分析，計(jì)算出液壓絞車的運(yùn)行速率和電纜的線速度，真正實(shí)現(xiàn)智能化控制，保證絞車速度的穩(wěn)定性，最終達(dá)到確保施工安全的目的。

1.液壓傳動(dòng)的工作原理

1.1液壓系統(tǒng)的組成

動(dòng)力裝置能夠?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，從而為液壓系統(tǒng)提供壓力，推動(dòng)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工作[1]。執(zhí)行裝置能夠?qū)毫δ苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能，并通過(guò)液壓缸和液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)工作部件運(yùn)動(dòng)；控制調(diào)節(jié)裝置主要用來(lái)控制液壓系統(tǒng)的液流的方向、液體壓力和流量，通過(guò)壓力閥、流量閥和方向閥等來(lái)實(shí)現(xiàn).從而保證執(zhí)行裝置能夠按計(jì)劃工作。輔助裝置的輔助作用通過(guò)各種管接頭、油管.油箱、過(guò)攄器和壓力計(jì)等來(lái)實(shí)現(xiàn).，從而確保液壓系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。運(yùn)行媒介就是系統(tǒng)中承受壓力并傳遞壓力的油液。

1.2液壓系統(tǒng)工作原理

液壓油在經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)時(shí)，獲得了能量，然后從另一個(gè)口流出，就能夠完成絞車升降的動(dòng)作。如果絞車靜止，那么說(shuō)明沒(méi)有液壓油經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)，也就不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力推動(dòng)絞車運(yùn)行。當(dāng)然，斜盤也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

先將液壓泵與液壓馬達(dá)的兩條連接線設(shè)置為A、B，Y1、Y2是泵控制手柄與液壓泵的連接線，我們將A設(shè)定為出口，則B為進(jìn)口，由Y1控制，如果現(xiàn)在要實(shí)現(xiàn)上升動(dòng)作，就要轉(zhuǎn)動(dòng)控制手柄，液壓油從B口進(jìn)入，從A口流出，途中經(jīng)過(guò)液壓馬達(dá)并帶動(dòng)起旋轉(zhuǎn)。這是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，多次循環(huán)就能實(shí)現(xiàn)絞上升的動(dòng)作。設(shè)定B為出口時(shí)，則A為進(jìn)口，由Y2控制，最終動(dòng)作是下降[2]。

為了避免由于上升或下降速度過(guò)快，沖力過(guò)大，扯斷電纜，系統(tǒng)中還設(shè)置了一個(gè)扭矩閥，扭矩閥通過(guò)控制液壓油的流量，來(lái)控制液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使上升或下降時(shí)的力度減弱，確保動(dòng)作的安全。

2.智能控制系統(tǒng)及工作原理

我們根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作原理可以知道，測(cè)井液壓絞車的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)控制手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)過(guò)程是要由操作人員控制的，雖然智能控制系統(tǒng)已經(jīng)研發(fā)，但操作主體仍然是人，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)中的預(yù)設(shè)信息進(jìn)行修改，以符合不同測(cè)井施工的要求，避免因操作問(wèn)題而發(fā)生事故。

2.1智能控制系統(tǒng)的版面

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能控制系統(tǒng)中智能絞車面板在一定程度上已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)井深度，滾筒速度和張力進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和存儲(chǔ)的功能，并且能夠校正錯(cuò)誤信息，為確保安全，還特意設(shè)計(jì)了參數(shù)預(yù)設(shè)功能，控制系統(tǒng)還包含了多種控制模式。

自動(dòng)控制模式的工作流程，是通過(guò)對(duì)絞車各個(gè)部件上的傳感器所采集到的信息進(jìn)行分析和處理，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果指揮各個(gè)部件進(jìn)行自我調(diào)整，而電纜則會(huì)按照預(yù)設(shè)模式改變運(yùn)行規(guī)律[3]。如果電纜的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)中有任何一項(xiàng)超出了預(yù)設(shè)范圍，系統(tǒng)就會(huì)做出相應(yīng)的反饋，指揮絞車調(diào)整運(yùn)行。

相對(duì)于自動(dòng)控制模式，手動(dòng)模式仍將依賴于人工控制，電纜的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)中有任何一項(xiàng)超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)強(qiáng)制絞車停止運(yùn)行。

另外，還有一種適用于井口的安裝和拆除的控制模式，被稱為井場(chǎng)模式，這種模式的運(yùn)行不會(huì)受到任何限制。

2.2工作原理

通過(guò)自動(dòng)化、智能化的機(jī)械控制，系統(tǒng)將會(huì)有兩種不同的控制方式，手動(dòng)和自動(dòng)。如果智能控制系統(tǒng)被設(shè)置在手動(dòng)模式或井場(chǎng)模式時(shí)，切換閥、過(guò)張力切斷閥、切換閥的P、A兩條線路相通，且都與另外一條線路斷開(kāi)；電磁比例衰減閥和電磁比例釋放閥的線路都不相通。如果智能控制系統(tǒng)被設(shè)置在自動(dòng)控制模式時(shí)，控制手柄和扭矩閥都將失效。絞車啟動(dòng)的同時(shí)，智能控制系統(tǒng)就會(huì)對(duì)傳感器采集到的信息進(jìn)行分析和處理，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果指揮各個(gè)部件進(jìn)行自我調(diào)整，而電纜則會(huì)按照預(yù)設(shè)模式改變運(yùn)行規(guī)律，從而達(dá)到控制速度的目的。

3.結(jié)論

測(cè)井液壓絞車智能控制系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了絞車運(yùn)行的自動(dòng)控制，大大提高了其運(yùn)行的安全性能，也避免了人為原因造成的不必要的經(jīng)濟(jì)損失。降低了液壓絞車的操作強(qiáng)度，有效確保了測(cè)井過(guò)程中絞車運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證了施工的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]臧德福，王樹(shù)松.測(cè)井液壓絞車智能控制系統(tǒng)[J].石油儀器，2009，（6）：10-12.

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[3]唐金元，王翠珍，于潞.基于數(shù)字PID控制的吊放聲納液壓絞車控制系統(tǒng)[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（3）：40-44.