石油钻井用编码器是石油钻井过程中不可少的关键设备,主要用于精确测量和控制钻井设备的旋转运动,确保钻井作业的高效、安全进行。其是通过将机械角度物理量的变化转化为电信号,实现对转动物体角位移、角速度及角加速度的测量。这些电信号被传输至控制系统或仪表,驱动装置据此进行精确控制。在石油钻井中,编码器广泛应用于绞车、转盘、自动送钻电机等关键设备,实现速度闭环控制、转矩调节及大钩高度计算等功能。
一、机械安装
选择合适的安装方式
空心轴编码器:适用于电机伸出轴或钻井设备的旋转轴,通过弹簧片调节位置,吸收振动和冲击。安装时需确保轴径尺寸匹配,避免刚性连接,可采用柔性联轴器或同步带轮。
实心轴编码器:通过同步法兰或夹紧法兰固定,需确保法兰端面与安装支架的平行度,避免轴向力导致编码器损坏。
辅助机械装置:如齿轮齿条、链条皮带等,适用于长距离或复杂传动系统,需保证传动精度和同步性。
确保同轴度和轴偏角
编码器轴与负载轴的同轴度应小于0.20mm,轴偏角小于1.5°,以减少机械负载和信号误差。
安装时避免敲击或摔打编码器,防止轴系和码盘损坏。
固定和紧固
使用标准耦合器时,紧固力矩需在允许范围内(如E69-C04B型耦合器紧固力矩为2.0kgf·cm)。
固定编码器本体时,避免用过大力量拉线,防止线芯断裂。
二、电气安装
电源和信号线连接
电源“-”端与编码器的COM端连接,“+”端与电源端连接。
编码器的COM端与PLC输入COM端连接,A、B、Z相脉冲输出线直接与PLC输入端连接。
Z相信号在编码器旋转一圈时输出一个脉冲,通常用于零点定位。
屏蔽线处理
编码器的屏蔽线需通过外壳上的短路器与机体大地相连,提高抗干扰性。
避免将编码器输出线与动力线绕在一起或同一管道传输,防止信号干扰。
配线检查
开机前仔细检查接线是否正确,确保无短路或接触不良。
长距离传输时,考虑信号衰减因素,选用输出阻抗低、抗干扰能力强的编码器。
三、环境适应性
防振和防冲击
石油钻井环境振动大,需选择抗振性能好的编码器,或通过辅助机械装置(如弹簧片)吸收振动。
避免编码器受到直接冲击,防止内部元件损坏。
防护等级
选择防护等级高的编码器(如IP65或更高),防止水、油污和灰尘进入内部。
必要时加装防护罩,保护编码器免受恶劣环境影响。
温度和湿度控制
确保环境温度在编码器工作范围内(通常为-20℃至+70℃),避免高温导致电子元件老化。
湿度过高时,采取防潮措施,防止编码器内部短路。
