石油矿场机械5 气控制系统.ppt

第五章 钻机的控制系统 第一节 钻机控制系统概述 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。 第一节 钻机控制系统概述 一、钻机控制系统的作用 ●整体井架起升和放落的控制；●动力机的启动、调速、并车、停车的控制；●钻井绞车、钻井泵、转盘等启动与停车的控制；●钻井绞车滚筒和转盘的转速及旋转方向的控制；●钻井绞车滚筒制动与放松的控制；●绞车猫头摘挂的控制；●动力大钳、动力卡瓦等起下钻操作机械的控制；●空气压缩机、发电机和钻井液搅拌器等辅助装置的控制。 第一节 钻机控制系统概述 二、钻井工艺对控制系统的要求  ●控制要迅速、柔和、准确及安全可靠； ●操作要灵活方便、省力，维修以及更换元件容易； ●操作协调，便于记忆。 第一节 钻机控制系统概述 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； 第二节 钻机的气控制系统 气压控制是目前石油钻机上广泛采用的一种控制方式。在以柴油机为动力的石油钻机上，几乎全部采用以气控制为主的控制方式。 气压控制的特点：  ●经济可靠； ●适用于远距离输送和集中供气，系统简单； ●可直接用气压信号实现系统的自动控制，完成各种复杂的动作； ●易于实现快速的直线往复运动、摆动和旋转运动，调速方便，容易操纵； ●元件结构简单，容易实现标准化、系列化，制造容易； ●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。 ●空气有可压缩性，因而在载荷时传递运动不够平稳、均匀。 ●工作压力不能太高，传动效率较低；  ●排气时噪音较大。 一、气动控制系统的组成 气压控制系统主要由以下四部分组成： 供气设备： 获得压缩空气的装置，主体是空气压缩机，包括储气罐及空气净化装置。由空气压缩机将原动机的机械能转变为气体的压力能。 执行元件： 气压缸、气压马达、气动摩擦离合器等，由它们将气压能转变为机械能，驱动工作机按要求工作。 控制元件： 各种气体压力、流量、方向控制阀。 辅助元件： 空气净化、消声、连接件等。 二、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。 供气设备的组成： ①气压发生装置（如空气压缩机） ②压缩空气的净化装置 ③储气罐 二、供气设备 1.空气压缩机  空气压缩机是将机械能转变为气体压力能的装置。简称为空压机，俗称气泵。  气体压缩机和液压泵一样，都是把机械能转变成流体的压力能的装置，只是压缩机是对气体做功，把机械能转变为气体压力能。  按工作原理不同，空压机可分为容积式和速度式两大类。 在气压传动中，一般多采用容积式压缩机。 1.容积式压缩机 依靠气缸工作容积周期性变化来压缩气体，从而达到把机械能转变为气体压能的目的。 容积式压缩机包括：活塞式、膜片式、螺杆式。 2.速度式压缩机 通过改变气体的速度，提高气体动能，然后将动能转化为压力能，从而提高气体压力。 速度式压缩机包括：离心式、轴流式、混流式。 螺杆式空气压缩机 活塞式空气压缩机 1.空气压缩机 活塞式压缩机工作原理： 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。 2.空气净化装置 在气动传动中使用的低压压缩机多采用油润滑，由于它排出的压缩气体温度一般在140~170℃之间，使压缩空气中的水分和部分润滑油气化，在与吸入的灰尘混合，形成了水、油和灰尘的混合气体。 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 分水排水器 油雾器 2.空气净化装置 1、冷却器 压缩机排出的压缩空气有很高的温度，将空气压缩机排出的气体由140℃～170℃降至40℃～50℃，以便分离油水。 冷却的目的： 降温 让水、油蒸汽冷凝后除去。 冷却方式： 风冷却； 水冷却。 2、油水分离器 作用：利用离心、碰撞、吸附等原理除去压缩空气中的绝大部分水和油； 油水分离器工作原理： 当压缩空气进入油水分离器后产生流向和速度的急剧变化，再依靠惯性作用，将密度比压缩空气大的油滴和水滴分离出来。 压缩空气自入口进入分离器壳体后，气流先受隔板阻挡撞击折回向下，继