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1、10申请公布号CN101975155A43申请公布日20110216CN101975155ACN101975155A21申请号201010523520222申请日20101029F04B49/06200601F04B15/0220060171申请人四川宏华石油设备有限公司地址618300四川省德阳市广汉市中山大道南二段72发明人吴显科罗剑邓果74专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人徐宏吴彦峰54发明名称一种泥浆泵控制系统57摘要本发明公开了一种泥浆泵控制系统，属于泥浆泵控制技术领域。本发明的泥浆泵控制系统，包括泥浆泵（1）和缸套（2），所述缸套（2）连接于泥浆泵（1）上。
2、，其特征在于该控制系统还包括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系统，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。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN101975160A1/1页21一种泥浆泵控制系统，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系统还包括HMI。
3、、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所述的泥浆泵控制系统，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所述的泥浆泵控制系统，其特征在于所述泥浆泵（1）为直驱式五缸泥浆泵。权利要求书CN101975155ACN101975160A1/3页3一种泥浆泵控制系统技术领域0001本发明涉及一种泥浆泵控制技术，特别是一种泥浆泵控制系统。背景技术0002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。
4、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。0003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。
5、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。
6、明内容0004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系统，该泥浆泵控制系统，压力波动小，泥浆泵寿命长。0005本发明采用的技术方案如下本发明的泥浆泵控制系统，包括泥浆泵和缸套，所述缸套连接于泥浆泵上，该控制系统还包括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。0006由于采用了上述结构，形成一个完整的控制系统。由于该控制系统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。
7、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控制系统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，当说明书CN101975155ACN101975160A2/3页4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。
8、，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控制系统上，控制系统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。
9、，从而降低了成本，减少了更换缸套的时间，提高了工作效率。0007本发明的泥浆泵控制系统，所述泥浆泵为直驱式泥浆泵。0008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。0009本发明的泥浆泵控制系统，所述泥浆泵为直驱式五缸泥浆泵。0010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。0011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系统，结构简单、操作便捷、成本低廉；2、本发明的泥浆泵控制系统，无中间环节的动力传递装置，直接控制驱动电机，能。
10、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系统，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系统，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系统，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0012图1是本发明的泥浆泵控制系统的结构示意图；图2是本发明的泥浆泵控制系统的工作原理图。0013图中标记1泥浆泵、2缸套、3压力传感器、实际电机扭矩值、实际泵压值。具体实施方式0014下面结合附图，对本发明作详细的说明。0。
11、015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。说明书CN101975155ACN101975160A3/3页50016如图1、图2所示，本发明的泥浆泵控制系统，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HUMANMACHINEINTERFACE的缩写，叫做“人机接口”，也叫人机界面，是系统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。
12、LOGICCONTROLLER的缩写，即可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，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。0017本发明的泥浆泵控制系统，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。
13、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，则控制系统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30301033MPA，此。
14、时操作者根据情况可以做出调整；设定故障立管压力，如30302036MPA，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，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。0018本发明的泥浆泵控制系统，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。0019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。说明书CN101975155ACN101975160A1/1页6图1图2说明书附图CN101975155A。