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钻机的气控制系统

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钻井气控制系统

钻井气控制系统


图6-9
通风型气胎离合器
通风型气胎离合器是在普通气胎离合器的基础 上发展起来的。其特点是：隔热和通风散热性能 好，气胎本身在工作时不承受扭矩；挂合平稳、 摘开迅速、摩擦片厚、寿命长；易损件少，更换 易损件方便；经济性好。 通常，造成气胎离合器损坏的原因是工作过程 中，；离合器摩擦片的打滑及半打滑而产生大量 的热，使得气胎被烧坏，橡胶老化而损坏。
• 注意：过滤器使用中要定期清洗和更换滤芯，否
则将增加过滤阻力，降低过滤效果，甚至堵塞。
3
空气干燥器
• 空气干燥器的作用是降低空气的湿度，为 系统提供所需要的干燥压缩空气。（注： 若使用有油压缩机，则要在干燥器入口处 安装除油器。）
4 除油器和分水排水器
• 除油器和分水排水器的作用是滤除压缩空 气中的油分和水分，并及时排除。
钻井机械辅助设备系统研究
第六章 钻井气控制系统
第一节 概
述
• 钻机的控制系统是整套钻机 必不可少的组成部分，是钻 机的中枢神经系统。
一、钻井工艺对控制系统的要求
• （1）控制要迅速、柔和、准确及安全可靠； ）控制要迅速、柔和、准确及安全可靠； • （2）操作要灵活方便、省力，维修以及更 2）操作要灵活方便、省力， 换元件容易； 换元件容易； • （3）操作协调，便于记忆。 ）操作协调，便于记忆。
一 气缸
• 定义：气缸是输出往复直线运动或摆动运 动的执行元件。
一般用于短行程或对活塞杆推力、 1· 单作用式气缸一般用于短行程或对活塞杆推力、 动速度要求不高的场合。 运 动速度要求不高的场合。 2.薄膜式气缸 2.薄膜式气缸 薄膜式气缸：利用压缩空气使膜片变形来推动活塞 杆做直线运动的气缸。 杆做直线运动的气缸。 薄膜式气缸由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等组成。 薄膜式气缸由缸体、膜片、膜盘和活塞杆等组成。 膜片形状有盘形膜片和平膜片两种。 膜片形状有盘形膜片和平膜片两种。 膜片材料有：夹织物橡胶、钢片和磷青铜片。 膜片材料有：夹织物橡胶、钢片和磷青铜片。常用的 为夹织物橡胶，金属膜片只用于行程较小的膜片式气缸。 为夹织物橡胶，金属膜片只用于行程较小的膜片式气缸。 3.回转式气缸 回转式气缸由导气头体、缸体、活塞、活塞杆等组成。 回转式气缸由导气头体、缸体、活塞、活塞杆等组成。 回转式气缸的缸体连同缸盖及导气芯可被携带回转； 回转式气缸的缸体连同缸盖及导气芯可被携带回转； 活塞和活塞杆只能作往复直线运动；导气头体外接管路， 活塞和活塞杆只能作往复直线运动；导气头体外接管路， 固定不动。 固定不动。
第六章 钻机的控制系统

第六章 钻机的控制系统


螺杆压缩机的压缩过程
⒉ 发令机构：由发出控制命令的各种手柄、按扭、踏板 等开关组成。可切断或接通电源，达到控制目的。 3、传令机构：由传递信号的各种管线、接头、控制供气 方向和大小的阀件（如各种压力控制阀、流量控制阀、 方向控制阀等）、杠杆以及使压缩空气净化、消声元 件的连接等所需的装置组成，以便使执行机构完成预 定的运动规律的元件。 这是气控制的中间机构，也是 钻机气控制中易出故障的关键部位。 4、 执行机构：是以压缩空气为工作介质产生机械运动， 并将气体的压力能变为机械能的能量转化装置。执行 元件包括刹车气缸、摆动气缸、气动马达以及气动摩 擦离合器等。
b
pb RsT

ms V

饱和绝对湿度:湿空气中水蒸气的分压力达到该湿度下蒸气的饱
和压力时的绝对湿度
式中 Pb:饱和空气中水蒸气的分压力（N/ m2）； Rs:水蒸气的气体常数，Rs=461（N· m/kg· K）； T: 热力学温度（K）,T=273.1+t(C)
湿空气

相对湿度φ :
作业


1、写出钻井工艺对控制系统的要求。 2、叙述气控制的优点。 3、填空： ①钻机的控制方式主要有 、 、 和 。 ②气压控制主要以 为能源。
、
第二节 钻机的气制系统
一、气控制系统的组成 主要由以下四部分组成： ⒈ 供气机构：是获得压缩空气的装置。主体是空气压缩 机，还有压缩空气处理装置(冷却器、油水分离器、干 燥器、除尘器、浮子放水器、防冻系统等)和贮气罐三 部分组成，它是将原动机（电动机、内燃机等）的机 械能转化为气体的压力能。 储气罐的作用：① 消除压力波动，保证供气的连续性、 稳定性； ② 储存一定数量的压缩空气以备应急时使用； ③ 进一步分离压缩空气中的油分和水分等。
第六章-钻机气控制系统

第六章-钻机气控制系统

23
图6-4所示，为通风型气胎离合器结构示意图。
图6-4
24
接合时，压缩空气进入气胎，气胎沿径向向内膨胀，推动扇 形体沿着导向槽相对于固定在挡板上的承扭杆向轴心移动，使 摩擦片逐渐抱紧摩擦轮，实现挂合。同时板簧也受到压缩。 由于扇形体和气胎之间无连接，故摩擦轮与摩擦片工作表面 产生的转矩，不经过气胎，而是经过扇形体、承扭杆、挡板、 钢圈等零件来传递的。 此外，扇形体将发热的摩擦片与气胎隔开，且扇形体内部做 成了蜂窝状结构，即在通风孔中铸有许多小散热片。在挡板上 内圈相应位置上亦开有通风孔槽，使工作过程中产生的热量能 尽快散发到周围的空气中而不影响气胎。 气胎的作用只是产生径向推力和正压力，不受扭、不受热。 解决了气胎易烧坏，易老化的难题而大大提高了气胎的寿命。
70回转式是依靠机内转子回转时产生气缸容积周期性变化而实现对气体的压缩目前使用较广的转子主要有螺杆式和滑片式两种使用螺杆转子的称为螺杆式压缩机使用滑片式转子称为滑片式压缩机
第六章 钻机气控制系统
1
6.1 概述
钻机的控制系统是整套钻机必不可少的组成部分，它 是钻机的中枢神经系统。
2
6.1.1 钻井工艺对控制系统的要求
26
图6-5
2.气动盘式离合器 图6-5所示为气动盘式离合 器。这种离合器的工作表面是 环状平面。工作时，摩擦片沿 轴向移动，故又称为轴向作用 式离合器。 按其气室结构形式不同，分 为隔膜型、活塞型和气囊型。 按摩擦盘数分，可分为单盘， 双盘或多盘几种。 图6-6、图6-7和图6-8所示 为隔膜型和气囊型气动盘式离 合器。
27
图6-8
图6-7 图6-6
28
气动盘式摩擦离合器特点是耗气量小、传递转矩大。国外 钻机多采用这种离合器。 我国主要发展胎式气离合器，也研制盘式离合器，但为数 不多。因为胎式气离合器综合技术经济指标较好，特别是通 风型胎式离合器的出现，提高了其传递扭矩的能力和工作寿 命，大有发展前途。 3.气动摩擦离合器的应用 在同一台钻机上可根据其工作条件不同，而采用不同结构 类型的离合器。 气动摩擦离合器的选用原则如下：
钻井气控制系统.ppt

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滴，以便经油水分离 器排出。
按冷却方式分类
水冷式
风冷式
2 空气过滤器
• 空气过滤器的作用是滤除压缩空气中含有的液态
水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其他的杂质。 • 空气过滤器的组成：壳体和滤芯。
• 注意：过滤器使用中要定期清洗和更换滤芯，否
则将增加过滤阻力，降低过滤效果，甚至堵塞。
3 空气干燥器
• 空气干燥器的作用是降低空气的湿度，为 系统提供所需要的干燥压缩空气。（注： 若使用有油压缩机，则要在干燥器入口处 安装除油器。）
流量和流动方向，以便使执行机构完成预
1 定运动规律的元件。
储气罐
（4）辅助元件：使压主气缩路 空气净化、消声及元
件间连接等所需要的装置。
图6-1
• 1:导气龙头 • 2： • 3：调压继气器 • 4：转盘手柄调压阀 • 5：旋塞阀
第二节 供气设备
• 供气设备：供气设备是气控系统的动力源， 它提供清洁、干燥且具有一定压力和流量 的压缩空气，以满足不同条件的使用场合 对压缩空气质量的要求。
• （4）与机械控制相比，气控制容易布局和 操纵，调速方便易于实现快速的直线往复 运动、摆动和旋转运动。
三、钻井气控制系统的特点
• （5）元件结构简单，容易实现标准化，系 统化，制造容易。
• （6）对工作环境适应性好，在寒冷的条件 下，仍能保证正常工作，工作安全可靠。
• （7）空气有可压缩性，因而在载荷时，传 递运动不够平稳、均匀。
钳、动力卡瓦等起下钻操作机械的控制。 • （7）对辅助装置，如空气压缩机、发电机
以及钻井液搅拌器的控制。
三、钻井气控制系统的特点
• （1）经济可靠。 • （2）空气的粘度小，管内流动压力损失小，
钻机气路控制使用说明书

钻机气路控制使用说明书

一、钻机用气设备及参数1、柴油机（启动时用气）进气管线：2″2、辅助电机、整传并车、泥浆泵等的离合器进气接头：M20×1.5（通径1/2″）数量：2 气胎容积：3～5L3、转盘刹车离合器LT500/250T进气接头：M20×1.5（通径1/2″）数量：2 气胎容积：3～5L4、钻台风动绞车（5T）进气压力：0.6～0.9MPa空气消耗量(自由空气)：12.7m3/min 进气管线：1 1/2″5、二层台风动绞车进气压力：0.6～0.9MPa空气消耗量(自由空气)：5m3/min进气管线：1″6、两用水龙头进气压力：0.6～0.9MPa空气消耗量(自由空气)：5m3/min进气管线：1″7、液气大钳气胎离合器φ300×100 数量：2夹紧气缸φ100×720移送气缸φ120×1500工作压力：0.5～1MPa8、锁挡、换挡气缸二、气控系统应完成的功能1、实现各离合器的快速挂合和摘离2、实现转盘的惯性刹车3、控制水龙头的气源的通断和换向4、进行油门的调节5、紧急制动功能（1）要求过卷阀动作后，气控系统能控制液压盘刹刹车，并能通过刹车放气解除制动。

（2）辅助电机、电磁刹车掉电后，气控系统能控制液压盘刹刹车，并能通过刹车放气解除制动。

三、系统基本参数1、根据用气设备的耗气量等参数确定系统压力和空压机排气量。

系统压力：1MPa空压机排气量：5.1m3 /min 数量:2台储气罐:2x3m32、气控系统所用阀件本钻机所用的阀件为海门石油机械厂的气动元件，包括两用继气器（气控阀）、踏板调压阀、定位单向调压阀、复位单向调压阀、手轮调压阀、排挡气开关、定位组合调压阀、复位组合调压阀等。

本钻机所用的气控阀件的参数：两用继气器、快速放气阀、导气龙头等的公称通径为15mm，工作压力为0.05～1MPa，温度为-40～60℃；在司钻房内的踏板调压阀、定位单向调压阀、复位单向调压阀、手轮调压阀、排挡气开关、定位组合调压阀、复位组合调压阀等的公称通径为8mm，工作压力为0.05～1MPa，温度为-40～60℃。

石油钻井设备电气控制系统

石油钻井设备电气控制系统

石油钻井设备电气控制系统简介石油钻井是开采石油的关键过程之一。

为了确保钻井操作的安全和效率，石油钻井设备配备了电气控制系统。

该系统用于监控和控制钻井设备的各个电气部件和工作状态。

功能石油钻井设备电气控制系统的功能如下：1. 监控传感器和仪表：该系统监测钻井设备的各种传感器和仪表的输出，例如压力、温度和流量等，并提供实时数据反馈。

2. 控制电机和阀门：通过电气控制系统，可以远程控制钻井设备上的电机和阀门。

操作人员可以调整电机的转速和启停，以及控制阀门的开关和调节。

3. 故障诊断和报警：电气控制系统能够识别设备故障和异常情况，并立即发出警报。

这样，操作人员就能及时采取行动，防止事故和设备损坏。

4. 数据记录和报告：该系统能够记录并存储钻井设备的运行数据，为后续的分析和评估提供支持。

操作人员可以生成报表和图表，以便更好地了解钻井过程和设备性能。

设计要求石油钻井设备电气控制系统的设计要求如下：1. 可靠性：由于钻井设备操作的复杂性和危险性，电气控制系统必须具备高度可靠性，以保证工作的顺利进行。

2. 多层次控制：电气控制系统应具备多层次的控制结构，能够适应不同级别的操作和监控需求。

3. 远程操作：为了提高操作效率和减少人员风险，电气控制系统应支持远程操作功能，使操作人员可以远程控制和监视钻井设备。

4. 实时监测：电气控制系统应提供实时监测功能，及时反馈钻井设备各个部件的状态和参数。

总结石油钻井设备电气控制系统在石油钻井过程中发挥着重要的作用。

通过监控和控制钻井设备的各个电气部件和工作状态，该系统能够确保钻井操作的安全和高效性。

在设计时，需要考虑到可靠性、多层次控制、远程操作和实时监测等要求，以满足钻井作业的需求。

钻井气控制系统

钻井气控制系统


按冷却方式分类
水冷式
风冷式
a
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2 空气过滤器
• 空气过滤器的作用是滤除压缩空气中含有的液态
水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其他的杂质。 • 空气过滤器的组成：壳体和滤芯。
• 注意：过滤器使用中要定期清洗和更换滤芯，否
则将增加过滤阻力，降低过滤效果，甚至堵塞。
a
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3 空气干燥器
• 空气干燥器的作用是降低空气的湿度，为 系统提供所需要的干燥压缩空气。（注： 若使用有油压缩机，则要在干燥器入口处 安装除油器。）
和排污阀等附件。此外，储气罐还必须符合锅炉 及压力容器安全规则的要求，如使用前应按标准 进行水压试验等。
a
21
第三节 执行元件
• 执行元件的作用是将压缩空气和压力能转 换为机械能，驱动工作部件工作。
• 常用组件：气缸、气动马达和气动摩擦离 合器。
a
22
一 气缸
• 定义：气缸是输出往复直线运动或摆动运 动的执行元件。
• 混合气体中的杂质会对整个系统带来不良 影响，因此，在气动传动系统中，设置除 气、除油、除尘和干燥等气源净化装置。
• 常用净化装置有冷却器、空气过滤器、空 气干燥器、除油器、a分水排水器和油雾器。15
1 冷却器
• 冷却器的作用是将空
气压缩机排除的气体 由140~170℃降至 40~50℃，使压缩空气 中的油雾和水汽迅速 达到饱和，大部分析 出并凝结成水滴和油 滴，以便经油水分离 器排出。
a
4
二、钻井控制系统的作用
• （1）对于整体起升的井架，在起升时缓冲 的控制，放落时推开井架的控制。
• （2）对动力机的启动、调速、并车、停车 的控制。
• （3）对钻井绞车、钻井泵、转盘等启动与 停车的控制。
钻机电控气控制系统使用说明书

钻机电控气控制系统使用说明书

钻机电控气控制系统使用说明书一、概述数字化钻机气液控制系统以西门子公司最新的S7-314-2DP PLC 为核心，应用集中控制方式，对司钻操作命令及系统反馈状态进行采集，控制司钻房阀岛、绞车阀岛、并车箱阀岛内各电磁阀的通断，从而控制整个钻机系统的工作。

系统选用西门子TP270 10.4寸触摸屏用于监视控制开关操作及输出状态，并具有在控制开关故障情况下通过触摸屏直接对系统操作的冗余功能。

系统采用山特UPS在线式不间断电源供电，可保证系统在外部供电中断的情况下连续工作2小时以上，保障系统安全。

考虑到油田的防爆、防震、防护诸因素，PLC系统安装在防爆电控箱内，所有输入输出信号均通过航空快拔接插件与防爆电控箱连接，并经接线端子连接至PLC。

整个系统性能稳定、可靠，抗干扰能力强，设计布局合理，操作简单，易于维护、维修。

本系统预留了PROFIBUS总线接口，可作为PROFIBUS主站，控制其他符合PROFIBUS总线协议的设备。

在硬件设备不作大的变动的前提下，可通过软件对系统升级。

二、技术指标1、电源供给：AC220V ±15% 50Hz2、电源输出精度DC24V±150mV3、电源裕度120W+600W4、不间断在线电源工作时间≮2小时5、PLC端口输出电流0.5A6、PLC端口输出电压24V-0.3V7、PLC端口输出短路保护电子式8、TP270触摸屏防护等级（前面板）IP659、TP270触摸屏防护等级（后面板）IP2010、TP270触摸屏前面板尺寸212*156mm11、TP270触摸屏开孔尺寸198*142*45mm12、使用温度：－15℃～65℃13、相对湿度：≮95％（25℃时）14、响应时间≯20mS15、MTBF ≮50000H三、系统结构图四、操作说明１、首次使用，打开司钻房防爆电控箱门，拨动ＰＬＣ电源开关到ON状态，拨动ＰＬＣ模式选择开关到RUN状态。

ＰＬＣ上相关开关如下图所示。

钻机气路控制使用说明书

钻机气路控制使用说明书

一、钻机用气设备及参数1、柴油机（启动时用气）进气管线：2″2、辅助电机、整传并车、泥浆泵等的离合器进气接头：M20×1.5（通径1/2″）数量：2 气胎容积：3～5L3、转盘刹车离合器LT500/250T进气接头：M20×1.5（通径1/2″）数量：2 气胎容积：3～5L4、钻台风动绞车（5T）进气压力：0.6～0.9MPa空气消耗量(自由空气)：12.7m3/min 进气管线：1 1/2″5、二层台风动绞车进气压力：0.6～0.9MPa空气消耗量(自由空气)：5m3/min进气管线：1″6、两用水龙头进气压力：0.6～0.9MPa空气消耗量(自由空气)：5m3/min进气管线：1″7、液气大钳气胎离合器φ300×100 数量：2夹紧气缸φ100×720移送气缸φ120×1500工作压力：0.5～1MPa8、锁挡、换挡气缸二、气控系统应完成的功能1、实现各离合器的快速挂合和摘离2、实现转盘的惯性刹车3、控制水龙头的气源的通断和换向4、进行油门的调节5、紧急制动功能（1）要求过卷阀动作后，气控系统能控制液压盘刹刹车，并能通过刹车放气解除制动。

（2）辅助电机、电磁刹车掉电后，气控系统能控制液压盘刹刹车，并能通过刹车放气解除制动。

三、系统基本参数1、根据用气设备的耗气量等参数确定系统压力和空压机排气量。

系统压力：1MPa空压机排气量：5.1m3 /min 数量:2台储气罐:2x3m32、气控系统所用阀件本钻机所用的阀件为海门石油机械厂的气动元件，包括两用继气器（气控阀）、踏板调压阀、定位单向调压阀、复位单向调压阀、手轮调压阀、排挡气开关、定位组合调压阀、复位组合调压阀等。

本钻机所用的气控阀件的参数：两用继气器、快速放气阀、导气龙头等的公称通径为15mm，工作压力为0.05～1MPa，温度为-40～60℃；在司钻房内的踏板调压阀、定位单向调压阀、复位单向调压阀、手轮调压阀、排挡气开关、定位组合调压阀、复位组合调压阀等的公称通径为8mm，工作压力为0.05～1MPa，温度为-40～60℃。

6 钻机的气控制系统

6 钻机的气控制系统


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钻机的控制系统
３、气控制系统的组成
气源系统：空压机、干燥机及气源处理装置。 1）气源系统：空压机、干燥机及气源处理装置。 控制元件：压力、流量和方向控制阀以及各种逻辑元件等。 2）控制元件：压力、流量和方向控制阀以及各种逻辑元件等。 气路辅件：包括供气管线、气动传感器、气液元件，消声器、 3）气路辅件：包括供气管线、气动传感器、气液元件，消声器、连接阀 件等： 件等： 4）执行机构：包括气离合器、气缸、气猫头、气马达、伊顿盘刹等。 执行机构：包括气离合器、气缸、气猫头、气马达、伊顿盘刹等。
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钻机的控制系统
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钻机的控制系统
4、分水滤气器
作用：精密过滤压缩空气。精度可达95% 作用：精密过滤压缩空气。精度可达95% 以上。 以上。 结构： 结构： 外杯为透明体，可以看到内部积水。 1）外杯为透明体，可以看到内部积水。 2）滤网为粉末烧结体，孔隙小，过滤精 滤网为粉末烧结体，孔隙小， 度高；强度高。 度高；强度高。 3）滤网下部橡胶罩用以防止气流将杯底 积水搅起。 积水搅起。 原理：利用离心、碰撞、 原理：利用离心、碰撞、筛分等原理来分 离。
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钻机的控制系统
进入干燥器的空气首先进入热交换器 冷却，经初步冷却的空气中析出的水份和 油份经分离器排出。然后，空气再进入致 冷器，进一步冷却到2～5℃，使空气中含 有的水份、油份等由于温度的降低而进一 步大量地析出，经分水排水器排出。冷却 后的空气再进入热交换器加热输出。
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钻机的控制系统
吸附式: 2 ) 吸附式
2
钻机的控制系统
二、控制系统的要求
1）反映灵敏，传递迅速，动作准确，平稳柔和； 反映灵敏，传递迅速，动作准确，平稳柔和； 2）操作简便，安全可靠，容易实现集中控制； 操作简便，安全可靠，容易实现集中控制； 3）结构简单，维修方便，易造好修，成本低廉。 结构简单，维修方便，易造好修，成本低廉。
钻机气控制系统

钻机气控制系统


辅助元件包括管道、接头、过滤 器和消音器等，用于连接和控制 气体的流动，减少噪音和振动， 提高系统的可靠性和安全性。
02
钻机气控制系统的工作原理
气源及过滤系统
气源
气源是气控制系统的动力源，通 常使用压缩空气作为气源。
过滤系统
过滤系统用于去除压缩空气中的 水分、尘埃和其他杂质，保证气 动元件的正常工作。
钻机气控制系统
• 引言 • 钻机气控制系统的工作原理 • 钻机气控制系统的应用 • 钻机气控制系统的维护与保养 • 钻机气控制系统的故障排除 • 钻机气控制系统的发展趋势与未来展
望
01
引言
目的和背景
钻机气控制系统是石油和天然气钻井 过程中的重要组成部分，其目的是确 保钻机的安全、高效运行。
随着石油和天然气需求的不断增长， 钻井作业的复杂性和难度也在逐渐增 加，因此需要更加先进和可靠的气控 制系统来应对这些挑战。
定期检查与清洁
要点一
定期检查
对钻机气控制系统的各个元件进行定期检查，确保其正常 工作。
要点二
清洁保养
定期清洁气控制系统元件，去除灰尘和污垢，保持系统清 洁。
更换磨损元件
磨损元件识别
及时发现并更换磨损严重的元件，如气缸、密封圈等。
预防性维护
根据元件磨损情况，提前更换易损元件，预防故障发生 。
系统调试与校准
修复或更换控制阀。
执行机构故障排除
总结词
检查执行机构的电机是否正常工作，执行机构的传动 部分是否正常工作，执行机构的位置反馈是否正常。
详细描述
首先检查执行机构的电机是否正常工作，如有问题需更 换电机。其次，检查执行机构的传动部分是否正常工作 ，如有问题需修复或更换传动部分。最后，检查执行机 构的位置反馈是否正常，如有问题需调整位置反馈系统 。

钻井气控系统使用操作要求

2）油水分离器：利用离心旋转或环形回转等方式，分离压缩空气中凝聚的水份、油份等杂质，是压缩空气的初处理装置。
3）干燥器：用来进一步吸收和排出压缩空气中的水份及油份。干燥方法主要有离心分离法、吸附法和冷冻法几种。离心分离法系迫使压缩空气强烈旋转，在离心力的作用下析出空气中的水滴、油滴和尘埃。吸附法系采用吸附剂的吸附能力，吸附压缩空气中的水份。冷冻法是利用制冷设备使空气冷执行机构是将输出的气体气压转换为机械能的转换设备。气控制的各种执行机构由各种气动设备和元件组成，如离合器、刹车气缸、风动马达等。其作用是在压缩空气的推动下，使机构产生运动，从而达到执行控制的目的。
三、气源设备
气源设备是为钻机气控系统提供干燥、清洁的压缩空气的装置。为了保证各控制元件、执行元件及输气管道不卡堵、不锈蚀和在冬季不发生冻结现象，对钻机气控系统用的压缩空气必须有一定的清洁度和干燥度。
8.在储气罐和油水分离器底部应有放水阀，每2h放水一次，保证气体干燥无杂质。
9.对气动元件维修前，应阅读元件的使用说明书，了解元件的工作原理及内部结构。
4.要定期检修各气控系统。当钻完一口井或经过一定的工作时间（最长不超过三个月）后，应对整个气控系统进行一次维护保养。
5.冬季气温低，容易因管线冻结而使气路失灵，因此，需采取确保供气质量措施以防冻结。
6.防碰天车装置必须每班进行检查，更换防碰天车绳后应对防碰天车装置进行调整。
7.使用高低速，转盘，钻井泵离合器时，应注意气压表的压力指示，防止由于气压低造成打滑而烧坏离合器。
气控系统主要由以下四部分组成：
1.供气机构
将某种动力机（如电动机、内燃机）的机械能转换为气体的气压能的转换设备属供气机构，主要由空压机、储气罐及空气处理装置等组成，用以提供压缩空气。

钻机气电控制系统故障汇总

PLC快速排查故障方法及系统的防护如果在使用过程中遇到了某些功能不能实现时最快最有效的检查方法是：观察PLC的I/O端口指示灯和阀岛的指示灯，对照图纸观察不能实现动作的端口指示灯是否常亮或者常灭，（注意：有逻辑关系的动作应对照逻辑表观察和这个动作有关系的所有I/O端口），如果输入端口无信号检查输入线路，也就是开关到PLC输入端口的线路和开关的完好性，需要注意的是绞车阀岛箱反馈信号是在司钻房到绞车阀岛箱信号电缆里；如果输入、输出都有信号，观察阀岛的指示灯是否常亮再检查司钻房到绞车阀岛箱信号电缆是否有损坏，检查阀岛箱内某个功能端口是否有电压；当输入有信号输出无信号时，用备份系统操作如果正常，说明PLC有可能损坏，需要进行更换PLC。

例：1号车I/O端口分别位I0.1，Q0.1，这时1号车挂合不上，那么我们就可以观察PLC和阀岛的指示灯，首先我们把1号车的开关全部闭合，观察PLC端口I0.1是否常亮，如果不亮则检查输入线路和开关的完好性和接触性；如果常亮说明输入端口正常，这时我们再观察Q0.1端口是否常亮，如果亮这个时侯我们再观察1号车阀片的指示灯是否常亮；如果阀片指示灯常亮说明输出线路正常；如果阀片指示灯不亮我们用万用表电压档测阀岛箱内1号车功能端口有无电压；如果没有则检查司钻房到并车阀岛箱信号电缆的完好性，反之则检查阀岛箱内的电缆是否接触良好。

在发现信号电缆断裂时我们应对照图纸焊接断裂的电缆，焊接时应注意不能虚焊、不能和其它线路短路，焊接是应套绝缘热缩管或者用绝缘胶布处理；尽量将电缆的断裂处做防水工作。

电缆的拆卸时应先将插头的旋扣松开，拿住插头拔出，请勿直接拽住电缆直接拔出；安装时同样拿住插头安装。

在搬运时应将信号电缆做防护，插头应将防护盖盖上或者用其它材料包裹，防止水、油等进入插头影响使用。

PLC、开关、电路主板应定时的紧固螺钉和插紧电路板上的接插件，防止长期震动螺钉松动影响接触性。

阀岛箱内禁止进水、油等液体，以免影响使用；气管线内的空气应保持干燥，防止水份、沙尘进入阀岛内影响其工作，若发现内部有水应将阀岛拆开，用干燥、洁净的空气将水分吹干后使用。

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钻机的控制系统
进入干燥器的空气首先进入热交换器冷却， 经初步冷却的空气中析出的水份和油份经 分离器排出。然后，空气再进入致冷器， 进一步冷却到2～5℃，使空气中含有的水 份、油份等由于温度的降低而进一步大量 地析出，经分水排水器排出。冷却后的空 气再进入热交换器加热输出。
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钻机的控制系统
３、气控制系统的组成
1）气源系统：空压机、干燥机及气源处理装置。 2）控制元件：压力、流量和方向控制阀以及各种逻辑元件等。 3）气路辅件：包括供气管线、气动传感器、气液元件，消声器、连接阀 件等： 4）执行机构：包括气离合器、气缸、气猫头、气马达、伊顿盘刹等。
周期性变化 ，它与吸、排气阀的启闭动作相配合，实现包括吸气、压缩、排气 和膨胀 4个过程的工作循环，从而不断吸入、压缩并排出气体。
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2) 组成
活塞式压缩 机主要由传动 机构、工作部 件及机体构成。 此外还有润滑、 冷却、调节等
辅助系统。
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钻机的控制系统
四、 钻机的气控制系统
１、气动控制技术
气动控制技术是利用压缩空气作为传递动力或信号的工作介质，配合气动 控制系统的主要气动元件，与机械、液压、电气、电子（包括PLC控制器和微电 脑）等部分或全部综合构成的控制回路，使气动元件按生产工艺要求的工作状况、 按设定的顺序或条件动作。
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2 ) 吸附式:
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钻机的控制系统
２、气控制系统的特点
1）结构简单、轻便、安装维护简单、使用安全； 2）以空气作介质，排气处理简单，经济、紧凑。 3）利用空气的可压缩性，可贮存能量，实现集中供气。可短时间释放能 量，以获得间歇运动中的高速响应。可实现缓冲。对冲击负载和过负载有 较强的适应能力。 4）压缩空气工作压力低(0.7～1MPa)，气控元件制造精度不是很高，易 制造，好维修，操作简便，工作可靠。 5）压缩空气不易燃，不污染，使用安全、卫生。 6）可靠性高，使用寿命长。
钻井机械
第六章 钻机的控制系统
本章主要内容：
1、 钻井（气）控制系统的特点与组成；
2、气源装置、执行元件、控制元件；
3、气动控制基本回路
4、钻机液压控制系统简介
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钻机的控制系统
第一节 概 述
一、控制系停车； 2、绞车的启动、停车、换档、刹车及紧急停车； 3、转盘的启动、停车、换档、倒车； 4、钻井泵的启动、停车； 5、传动系统的挂合及摘离； 6、气动卡瓦、气液大钳、液压猫头、其他辅助设备的操作控制；
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一 空气压缩机(气源制备装置) 目前，钻机所用的空气压缩机主要有两种：活塞式、螺杆式。
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钻机的控制系统
１、活塞式压缩机
1) 工作原理： 电动机旋转，通过曲轴连杆带动活塞在气缸内作往复运动。工作腔的容积作
油分离器。
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2)螺杆式压缩机的组成: 主要零部件有：
阴螺杆、阳螺杆、 机体、轴承、同步齿轮 以及密封组件等。
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3、 活塞式压缩机与螺杆式压缩机的特性比较
螺杆压缩机性能优良，具有长时间连续工作能力。它与活塞式压缩机相 比，具有易损件少,大修周期长,耗能少，气量无级调节等优点，可实现自动 控制,无人值守，适应钻机配套要求。
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2、油水分离器
作用：除去压缩空气中 的绝大部分水和油；
原理：利用离心、碰撞、 吸附等原理来分离。
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3、干燥器
干燥瓶的作用：进一步清除压缩空气中的水分。
干燥器类型：冷冻式；吸附式。
1)冷冻式:
将湿空气冷却到其露点 温度以下，使空气中水蒸气 凝结成水滴并清除出去，然 后再将压缩空气加热至环境 温度输送出去。
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二、气源处理装置
1、冷却器
压缩机排出的压缩空气有很高 的温度，可达150多度，其中也 含有许多水、油蒸汽，必须加以 冷却。
冷却的目的：一是降温，二是 让水、油蒸汽冷凝后除去。
冷却方式：风冷却；水冷却。
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2．螺杆式压缩机
1) 工作原理: 在空压机壳体中装有一对相互啮合的螺旋转子，其中一根转子具有凸面齿形，
另一根转子具有凹面齿形，两根转子之间及壳体三者围成的空间，在转子回转过 程中沿轴向移动，其容积逐渐减小，这样，从进口吸入的空气逐渐被压缩，并从 出口排出。螺杆式空压机需要加油进行冷却、润滑及密封，所以在出口处需设置
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第二节 气源装置
由空气压缩机和空气净化装置组成，为气控系统提 供干燥、清洁的压缩空气。
气源装置的组成及工艺流程见下页图。
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钻机的控制系统
气源装置的组成及工艺流程
1—压缩机；2—冷却器；3—油水分离器；4—储气罐；5— 干燥器；6—分水滤气器；7—储气罐；8—加热器；9—分配 阀
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二、控制系统的要求
1）反映灵敏，传递迅速，动作准确，平稳柔和； 2）操作简便，安全可靠，容易实现集中控制； 3）结构简单，维修方便，易造好修，成本低廉。
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三、控制方式的选择
1、机械控制：利用机械离合器、制动装置等实现控制； 2、气控制：利用气压传动系统实现控制； 3、电控制：利用强、弱电控制系统实现控制，如接触器控 制、微机控制（PLC控制）； 4、液压控制：利用液压传动系统实现控制；