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数控变频自动送钻装置
    一种数控变频自动送钻装置，用于石油钻机和地质钻机的自动送钻，属于石油天然气钻井的钻机制造技术领域。

    在现有技术中，传统的石油、地质钻机的钻具送进方式主要是由司钻操作刹把或刹车阀，控制带式刹车装置或盘式刹车装置中摩擦付的正压力，从而为绞车滚筒轴提供大小可调的机械摩擦式制动力矩，实现钻具送进和调节钻压的目的，现有钻机用的自动送钻装置通常是从死绳拉力传感器处采集死绳拉力波动所产生的液压源的压力波动信号并在进行相应的转换后，通过电动、气动或液动控制装置，取代司钻对带式刹车装置或盘式刹车装置中摩擦付的正压力进行控制调节，从而实现钻具送进和调节钻压的目的，以上所述传统的送钻方式和自动送钻方式都要通过调节机械摩擦式制动力矩的送钻来实现，因此存在着反应不灵敏、送钻不均匀、钻压控制精度低的问题，而且主刹车磨损严重，钻井维修成本也较高。

    本实用新型的目的是针对现有技术中必须通过机械摩擦式刹车装置进行送钻的模式，设计一种由变频电动装置在钻头送进的过程中产生一个稳定地电磁制动力矩直接拖住钻具，实现恒钻压自动送钻的数控变频自动送钻装置。

    本实用新型是这样实现的：本实用新型包括动力传动和控制装置两部分，其中，所述动力传动装置由绞车滚筒(1)、辅助机械传动装置(2)和送钻电动机(3)构成，控制装置由送钻变频器(4)、制动单元(5)、制动电阻(6)、数字给定装置(7)、编码器(8)和接口板(9)构成；钻具送钻时，提升系统的钢丝绳通过绞车滚筒(1)和辅助机械传动装置(2)拖动送钻电动机(3)的转子旋转，并在送钻变频器(4)的控制下处于制动运行的状态，而送钻变频器(4)按数字给定装置(7)事先设定的要求，使送钻电动机(3)产生一稳定的电磁制动力矩，并使钻压维持在设定的范围内，以达到恒压自动送钻的目的。

    本实用新型的优点是：由于采用了数字给定装置，所以，事先根据地层需要的钻压可以被设定，同时，由于送钻电动机产生的电磁制动力矩，使钻具只能按事先设定的钻压运行而不能自由下落，因此，本实用新型具有反应灵敏，送钻均匀平稳，以及可减少主刹车磨损和减少钻井维修时间的优点。

    图1为本实用新型的结构示意图。

    下面结合附图给出本实用新型的实施例：本实用新型包括动力传动和控制装置两部分，其中，所述动力传动装置由绞车滚筒(1)、辅助机械传动装置(2)和送钻电动机(3)构成，控制装置由送钻变频器(4)、制动单元(5)、制动电阻(6)、数字给定装置(7)、编码器(8)和接口板(9)构成；送钻电动机(3)一端通过辅助机械传动装置(2)与绞车的滚筒轴相连接，另一端与送钻变频器(4)相连接，送钻电动机(3)由送钻变频器(4)提供电源和进行控制调节，数字给定装置(7)的输出端与送钻变频器(4)的处理器相连，送钻变频器(4)的直流母排与制动单元(5)相连接，制动电阻(6)的通电和断电由设置在制动单元(5)中的开关进行控制，安装在送钻电动机(3)上对其转速进行测量的编码器(8)的输出端与接口板(9)相连接，接口板(9)与送钻变频器(4)的处理器相连接；本装置在恒钻压自动送钻过程中，往下移动的钻具通过提升系统的钢丝绳经绞车(1)的滚筒轴和辅助机械传动装置(2)拖动送钻电动机(3)的转子旋转并在送钻变频器(4)的控制下进入制动运行状态，送钻变频器(4)按数字给定装置(7)对电磁转矩的设定要求，使送钻电动机(3)产生一相应恒定的电磁制动力矩，该制动力矩经绞车(1)滚筒上的钢丝绳拖住钻具，使钻具悬重维持在设定值的范围内，从而实现恒钻压自动送钻的目的；当电磁制动力矩波动时，送钻变频器(4)直接采集送钻电动机(3)的电流信号经送钻变频器(4)内的处理器进行不停的检测、处理和调节，使送钻电动机(3)产生的电磁制动力矩始终维持在设定值所允许的波动范围内，从而使钻压始终维持在设定值所允许的波动范围内；数码器(8)将送钻电动机(3)的转速信号经接口板(9)放大后传至送钻变频器(4)的处理器，使送钻变频器(4)对电磁制动力矩大小的控制精度更高；操作数字给定装置(7)可对送钻变频器(4)进行数字量给定和调控，调节和控制送钻电动机(2)的电磁制动力矩的大小，从而调节和控制钻压的大小和相应的钻进速度，外接的制动单元(5)和制动电阻(6)可自动消耗送钻电动机(2)在长期制动状态(发电状态)下所产生的电能并转换为热能逸散到空气中；本实用新型在所使用的送钻变频器(4)为具有矢量控制和零速全转矩功能的交-直-交式变频器，数字给定装置为触摸屏和PLC可编程逻辑控制器。