用于操纵钻井装置的绞车

摘要

一种用于操纵钻井装置的绞车(10)有：用于缠绕至少一个索缆(12)的装置(11)，该装置定心在轴(13)上，该轴有第一端和第二端，并可沿第一方向和与该第一方向相反的第二方向旋转，缠绕装置(11)的形状至少局部为大体上柱形；一个或更多个支承件(14)，其设计成以可旋转的方式支承所述轴(13)；多个马达(19)，其设计成能够使得所述轴(13)和缠绕装置(11)沿所述第一方向、第二反向旋转；基部框架(16)，所述支承件(14)和所述多个马达(19)固定在该基部框架上；该多个马达(19)设置在所述缠绕装置(11)的两侧，并在没有减速元件的情况下与它们连接，且在轴(13)上直接驱动。

权利要求

1.一种用于操纵钻杆的绞车(10)，包括：

用于缠绕至少一个索缆(12)的缠绕装置(11)，该缠绕装置定心在轴(13)上，该轴有一个第一端和一个第二端，并能够沿一个第一方向以及与该第一方向相反的第二方向旋转，所述缠绕装置(11)的形状至少局部大体上为柱形；

一个或更多个支承件(14)，该支承件设计成以能够旋转的方式支承所述轴(13)；

多个马达(19)，该马达设计成能够使得所述轴(13)和所述缠绕装置(11)沿所述第一方向旋转以及沿所述第二方向旋转；

基部框架(16)，所述支承件(14)和所述多个马达(19)固定在该基部框架上；

所述多个马达(19)设置在所述缠绕装置(11)的两侧，并在没有减速元件的情况下与所述缠绕装置(11)连接，且在所述轴(13)上直接驱动；

其特征在于，所述绞车包括多个工作制动系统，所述制动系统包括：

多个制动盘(40)，所述制动盘设置并固定在所述缠绕装置(11)的两侧从而与所述缠绕装置(11)一体地进行转动，所述制动盘的中心位于所述轴(13)上，所述制动盘(40)设置成当由所述马达(19)提供的阻力扭矩不足以保持缠绕装置(11)的所需转速时使得缠绕装置(11)慢下来；

多个制动卡钳(42)，所述制动卡钳设计成在所述制动盘(40)上施加摩擦；

其中，在所述绞车(10)的缠绕装置(11)的每侧设置一个由所述制动盘(40)和所述制动卡钳(42)构成的所述制动系统。

2.根据权利要求1所述的绞车，其中：所述马达(19)为无刷电动马达，并包括至少一个转子(21)和至少一个定子(22)；所述转子(21)基本装入所述定子(22)中，并直接固定在所述轴(13)上，以便与所述轴一体地转动。

3.根据权利要求1所述的绞车，其中：所述制动卡钳(42)通过相应的托架(15)而固定在所述基部框架(16)上。

4.根据权利要求2所述的绞车，其中：所述马达(19)具有一个第一流体循环冷却系统，该第一流体循环冷却系统包括多个管(35)，这些管分别与基本位于所述定子(22)上的管配件(34)连接；所述管配件(34)与用于冷却所述马达(19)的多个槽道(32)形成流体密封通道。

5.根据权利要求4所述的绞车，其中：所述槽道(32)基本沿与所述马达(19)的旋转方向平行的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的绞车，其中：所述制动盘通过辅助冷却系统来冷却，该辅助冷却系统包括与至少一个冷却槽道(43)连通的多个管(46)，所述冷却槽道具有面朝所述制动盘(40)的多个出口(44)。

7.根据权利要求6所述的绞车，其中：所述冷却槽道(43)设置在所述轴(13)中并沿与所述轴(13)的轴线方向基本相同的方向。

8.根据权利要求2所述的绞车，其中：所述马达(19)的所述定子(22)气体密封，且还包括用于空气进入的进入导管(74)和用于空气离开的离开导管(75)，所述进入导管和离开导管以流体密封的方式连接在所述马达(19)上；所述进入导管(74)设计成通过与吹风机(71)连接的空气密封导管(72)来供给，该吹风机设置在离所述绞车(10)一定距离处。

9.根据权利要求8所述的绞车，其中：在所述空气密封导管(72)和所述吹风机(71)之间设置有阀(73)；所述阀(73)设计成改变存在于所述空气密封导管(72)内的空气的压力。

10.根据权利要求2所述的绞车，还包括：控制装置(80)，用于电气/电子控制所述马达(19)，所述控制装置(80)设计成至少调节所述马达(19)的转速。

11.根据权利要求10所述的绞车，其中：所述控制装置(80)包括：控制器(81)，该控制器具有与供电网络连接的输入部(81.1)和与所述马达(19)连接的输出部(81.2)以及信号输送装置(81.3)，该信号输送装置设计成与管理系统(82)交换数据，该管理系统设计成连续监测作为由所述控制器(81)提供的电压大小的函数的、所述马达(19)的至少所述转速，该管理系统还向所述控制器(81)发送改变信号。

12.根据权利要求11所述的绞车，其中：所述控制器(81)通过脉冲宽度调制来驱动相应马达(19)。

13.根据权利要求1所述的绞车，还包括：辅助交流电动马达(19')和具有自动匹配齿的接头，该接头设计成将所述轴(13)的运动从该辅助交流电动马达(19')传递给所述缠绕装置(11)；所述辅助交流电动马达(19')设计成在所述缠绕装置(11)解卷索缆(12)的状态下操作。

14.根据权利要求13所述的绞车，其中：所述辅助交流电动马达(19')通过它自身的控制系统以下述模式来控制：恒定负载的第一模式，在该第一模式中，检测与所述索缆(12)连接的钻头按压在钻孔底部上的压力，并将该压力调节在一个值，以便保持该压力恒定；

恒定速度的第二模式，在该第二模式中，所述缠绕装置(11)以恒定的转速来开卷，该转速独立于钻头在钻孔底部上的压力；

恒定流体压力的第三模式，在该第三模式中，所述缠绕装置(11)的转速调节成这样，使得用于使钻头运动的流体压力保持恒定。

说明书

用于操纵钻井装置的绞车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电绞车，特别是涉及一种用于操纵钻井装置的绞车。

背景技术

[0002] 已知当较大装置要在地下的导管或隧洞内部提升或降低时，通常采用提升和操纵绞车。

[0003] 特别是，在石油生产工作领域中，绞车也用于操纵和提升钻杆，该钻杆然后在井孔内部降低。

[0004] 绞车是钻机的关键部件，因为当没有一个或更多个可靠或耐用的绞车时，钻机不能高效或安全地工作。

[0005] 由于绞车是大部分普通钻机中的必须部件，因此下面主要介绍与钻机相关的最普通特征和功能。

[0006] 具体地说，钻机包括以下部件：

[0007] 钻塔；

[0008] 固定滑车，该固定滑车固定在上述钻塔的顶部；

[0009] 活动滑车，用于在钻塔内部竖向运动，具体地说，该活动滑车通过经过多个滑轮的多根索缆而悬挂在固定滑车下面；

[0010] 一个或更多个绞车，该绞车有提升绞筒，用于释放和卷绕索缆，活动滑车通过该索缆升高和降低。

[0011] 顶部驱动器，该顶部驱动器悬挂在活动滑车上，可在固定于钻塔上的多个引导件上竖向滑动，并设计成使得钻井组件（drilling batterys）进行旋转；

[0012] 用于处理和支承钻井组件的装置，该装置再由多个钻杆和位于孔底部处的钻头来构成；

[0013] 用于使得钻井液循环的装置，该钻井液从井的底部除去由于钻头旋转产生的碎屑。

[0014] 更详细地说，绞车必须执行以下操作：

[0015] 逐渐释放索缆，钻井组件设置在该索缆上，以便保证在孔底部的钻头的重量在深度增加时保持在恒定值；因此，绞车必须同时在索缆上施加恒定拉伸力。该拉伸力用于支承顶部驱动器以及钻井组件的重量的一部分；

[0016] 当需要时快速提升顶部驱动器，以便将杆添加在钻井组件上；

[0017] 适当地缓慢升高钻井组件，用于进行钻头更换，且当更换完成时快速降低至继续钻井的位置点。

[0018] 因此，用于石油生产用途的高效绞车必须有以下特征：绞筒的可精细调节和可实时转速变化；绞筒的转速容易控制；在绞筒上用于索缆拉伸力的力矩可控，该力矩可实时变化，并可高效和精细地调节。

[0019] 由于这些特征，这些绞车通常必须提供有工作制动装置，该工作制动装置可靠和长寿命，以便控制例如负载的降低。而且，用于钻机的绞车还必须提供有制动装置而用于当工作制动器发生故障时静态地支承最大额定负载，此外，这些绞车需要尽可能少的维护以及具有减小的尺寸和重量。

[0020] 最后，考虑到它们操作的领域的特殊性，用于钻机的绞车必须有与在具有爆炸危险的区域中的操作相符的特征。

[0021] 用于钻机中使用的商用绞车1是已知的，如图1中示意所示，它提供有动力源2（在大部分情况下为电动的），该动力源定位成邻近绞筒3，并通过万向轴5、连接器接头、传动装置和离合器而与齿轮箱4连接，以便改变绞筒3缠绕的速度。

[0022] 这种绞车1的驱动并不是很有利，实际上它们有一些缺点；首先，动力源2占据较大空间，产生噪音，并对于在附近工作的人有危险。其次，有变速齿轮的齿轮箱4需要昂贵和频繁的维护，且确实会使得绞车1的部件破裂的危险升高。

[0023] 最后，很多机械部件的使用限制了绞车1的机械性能的效率。传动链在工作过程中受到峰值应力，该应力可能使得链断裂，具有灾难性的后果，这在石油生产钻井领域中必须绝对避免。

[0024] 根据文献US6793203（Wirth Maschinenbau），该文献披露的已知绞车包括两个直流电动马达（DC马达），这两个直流电动马达与变速齿轮箱配对，该变速齿轮箱的输出轴有小齿轮，该小齿轮再与集成在绞筒上的齿轮啮合。通过这些马达，在绞筒两侧部中的一个上安装制动盘和涡流制动器。

[0025] 绞车还提供有由低功率电动马达构成的供给装置，该低功率电动马达与高减速比减速器单元配对，它能够部分用作在绞筒索缆开卷过程中的制动。

[0026] 用于钻机的绞车的另一发展形式是使用交流电动马达，而不是直流电动马达；交流电动马达具有比由直流电动马达可获得的扭矩更高的扭矩，特别是对于非常低的RPM。参考图3，它表示了交流电动马达的扭矩在RPM增加时的曲线图，根据间断循环6和根据连续循环7。

[0027] 文献US2008/0116432还披露了用于卷绕和开卷索缆的电绞车，其提供了减轻障碍的方案，其中的电绞车具有安装在绞车的旋转绞筒内部的电动马达。不过，该方案并不是没有缺点，因为已知电动马达的效率随着它的绕组温度的增加而降低。

[0028] 实际上，电动马达的效率取决于在马达自身工作过程中电流在流入绕组中时遇到的电阻；特别是，电阻增加越大，由焦耳效应引起的损失也越大，因此总效率将降低。

[0029] 图2的曲线图详细表示了电阻怎样随着电动马达的绕组温度增加而增大的实例。当它们的温度增加100℃时，电阻损失甚至倍增。

[0030] 而且，马达的扭矩（根据它的外径的二次方率）通过绞车的绞筒的内部尺寸来调节。

[0031] 因此，马达安装在绞筒内部从冷却和产生扭矩的观点来看遇到很多问题，具有由于过热而产生马达破坏的严重危险。

发明内容

[0032] 本发明的目的是实现一种用于操纵钻井装置的绞车，它没有上述缺点。

[0033] 根据本发明，用于操纵钻井装置的绞车以如下所述方案来实现：

[0034] 一种用于操纵钻杆的绞车，包括：

[0035] 用于缠绕至少一个索缆的缠绕装置，该缠绕装置定心在轴上，该轴有一个第一端和一个第二端，并能够沿一个第一方向以及与该第一方向相反的第二方向旋转，所述缠绕装置的形状至少局部大体上为柱形；

[0036] 一个或更多个支承件，该支承件设计成以能够旋转的方式支承所述轴；

[0037] 多个马达，该马达设计成能够使得所述轴和所述缠绕装置沿所述第一方向旋转以及沿所述第二方向旋转；

[0038] 基部框架，所述支承件和所述多个马达固定在该基部框架上；

[0039] 所述多个马达设置在所述缠绕装置的两侧，并在没有减速元件的情况下与所述缠绕装置连接，且在所述轴上直接驱动；

[0040] 其中，所述绞车包括多个制动系统，所述制动系统包括：

[0041] 多个制动盘，所述制动盘设置并固定在所述缠绕装置的两侧从而与所述缠绕装置一体地进行转动，所述制动盘的中心位于所述轴上；

[0042] 多个制动卡钳，所述制动卡钳设计成在所述制动盘上施加摩擦；

[0043] 其中，在所述绞车的缠绕装置的每侧设置一个由所述制动盘和所述制动卡钳构成的所述制动系统。

附图说明

[0044] 下面将参考附图介绍本发明，附图表示了实施例的非限定实例，附图中：

[0045] 图1表示了具有减速系统的绞车，该减速系统通过已知类型的齿轮和链来实现；

[0046] 图2表示了用于绞车的电动马达的绕组的电阻与该绕组的温度关系曲线图；

[0047] 图3表示了扭矩与电动马达转速的关系曲线图；

[0048] 图4表示了本发明的绞车的优选实施例的侧视图；

[0049] 图5表示了在图4的绞车中使用的电动马达的一部分；

[0050] 图6中表示了在图4的绞车中使用的电动马达的第二部分；

[0051] 图7中表示了图4的绞车的机器液压示意图；

[0052] 图8中表示了图4的绞车的电源和控制系统的电线图。

具体实施方式

[0053] 参考图4，用于操纵钻井装置的绞车总体以参考标号10表示；它包括用于装索缆12的绞筒11，该索缆12设计成提升和降低钻井装置（未示出）。

[0054] 索缆12必须有这样的强度，即：该强度能够使索缆断裂之前以一定的安全余量支承钻井装置的重量；该余量有时由规章来确定，该规章可能根据本发明的目的而变化。因此，索缆12优选至少局部由金属构成，通常由缠绕在底索上的多个股线而形成，并可以有外部覆盖壳，用于防止金属氧化剂的侵蚀。

[0055] 绞筒11（该绞筒11基本为柱形形状，并提供有折翼11a，该折翼11a与两个末端相对应，这两个末端设计成在它们之间限定的区域中容纳金属索缆12）与旋转型主轴13刚性连接，该主轴13在它的第一端和第二端通过多个第一轴承14来支承，该第一轴承14分别布置在支承框架16的侧部15上。

[0056] 更具体地说，主轴13和多个第一轴承14可以由用于支承绞筒11和索缆12的组合重量的任意材料来制成，还必须能够承受由电动马达19提供的扭矩以及由索缆12施加的动态制动负载，而不产生裂纹或断裂。因此，它们合适的是使用高强度钢合金来制造。

[0057] 绞车10还包括两个电动马达19，这两个电动马达19可以以顺时针的第一方向和逆时针的第二方向协调旋转，并安装成这样：使得主轴13（从而使绞筒11）能够与它们一起旋转，且齿轮箱或其它减速装置并不产生干涉，因此从结构方面考虑特别容易构造，而且还很安静。

[0058] 更具体地说，包括转子21和定子22的电动马达19在所述侧部15的外侧键连接在主轴13上并键连接在各槽20上。这样，转子21与主轴13成一体地旋转，且不与任意类型的减速装置或变速装置（例如齿轮箱或类似装置）发生干涉。这样定位使得电动马达19容易安装，且它们在绞车10的寿命循环中在工作需要更换时（例如，需要更大功率的电动马达）则能够快速更换，而并不影响绞车10结构的其余部分，特别是并不改变绞筒11的结构。

[0059] 布置在转子21外部并作为盖而“包围”该转子的定子22通过多个第二轴承23而与转子21均匀耦联，但是通过托架24而固定在支承框架16上，该托架24优选是通过螺杆连接件和螺栓而与所述支承框架刚性连接。实际上，使用螺杆和螺栓使得最终受损的马达19或者绞筒11的部件能够拆卸和除去或更换。

[0060] 对于电动马达19，它们可以为永磁体类型，没有电刷（无刷），也称为DC无刷马达、永磁体同步马达或扭矩马达。

[0061] 参考图5，这种电动马达19的特征在于具有永磁体30，该永磁体30径向安装在转子21上以便沿单向基本对齐，而定子22为条带类型31，它对着转子21，并定位在定子22的更内部区域中。

[0062] 在定子22的外部部分中提供了多个环形槽道32，该环形槽道使得电动马达19和输电线33能够冷却。更具体地说，环形槽道32通过多个配件36而保持无泄露，用于防止包含于它们中的冷却流体离开和扩散至马达19的外侧；而且，环形槽道32与管配件34连通，如图4和6中所示，该管配件34布置在定子22上，凸出至电动马达19的外侧，并设计成与用于冷却流体循环的多个第一管35连接，这些第一管35与两个电动马达19都连接。

[0063] 用于本发明绞车10的操纵的电动马达19的特征还在于它们的物理尺寸；实际上，这些电动马达19有相对较高的直径-长度比，且相对于其它类型的电动马达来说，它们还有大大减小的径向厚度。实际上，它们的外径Di几乎与外径Do一样宽，且对于转子21与相对较小轴（例如主轴13）的连接，使用了减小的凸缘21a。

[0064] 在转子21和定子22之间有气套，该气套确保马达的部件易于对齐和更好地冷却。

[0065] 具有这种技术的电动马达有大大减小的时间常数，因此有非常快的动态响应、非常宽的通带、很高效率（由于使用永磁体）和较高速度（与在转子21和定子22之间形成的磁通的控制能力相关联）；最终，所述类型的电动马达19能够形成最大的旋转扭矩，该最大旋转扭矩几乎与尽可能最小的转速相符。

[0066] 而且，永磁体和无刷电动马达19（例如在本发明中使用的）的一个特征是与其它类型的电动马达相比具有减小的RPM（通常它们以比作为最大转速的1000RPM低得多的转速旋转）。因此，它们能够在不与通向绞筒11的减速装置相干涉的情况下运行。与任意电动马达一样，电动马达19也可以用作发电机，并用于在索缆12的开卷过程中制动绞筒11，特别是在紧急情况时。在这种情况下，电动马达19具有与一个或更多个合适尺寸的电阻器电连接的输电线33。

[0067] 绞车10还包括用于制动绞筒的装置，它设计成自主地使得旋转与电动马达19的制动力配合地慢下来，例如在电动马达19自身受损之后。

[0068] 具体地说，首先，绞车10包括一对制动盘40，该对制动盘40例如通过多个螺钉41而布置和固定在绞筒11上，以便与它成一体旋转。这些制动盘40设计成当由电动马达19提供的阻力扭矩不足以保持绞筒11的所需转速时使得绞筒11慢下来。显然，在这种情况下，电动马达19并不接收电流，而是它们基本用作发电机。

[0069] 各制动盘40与各制动卡钳42耦联，该制动卡钳42优选是固定在框架16上，以便固定在它上面。

[0070] 制动卡钳42优选是通过液压回路来操作，并可以为固定、浮动或半浮动类型。

[0071] 这些制动盘40为主动冷却类型，并自通风。实际上，它们不仅通过自身的旋转而冷却（由于空气循环），还通过流体（例如但不局限于水、乙二醇或油）来冷却，该流体输入并通过在主轴13内部的槽道43，该槽道43布置成沿主轴13的轴线方向，并有进口槽道和排出槽道，它们与以下部件连接：

[0072] 多个出口44，这些出口44设计成输入冷却液并靠近制动盘40的轨迹；以及[0073] 多个第二管配件45，这些第二管配件45与多个第二管46连接，这些第二管46与循环泵（为了清楚，在图4中未示出）相连。

[0074] 其次，绞车10具有安全辅助制动器（未示出），该安全辅助制动器设计成在故障时通过阻碍绞车10的绞筒11的旋转而进行干涉。这些制动系统对于设计成用于钻机的绞车非常重要，因为当较重负载悬挂在索缆12上以及当突然停止向电动马达19供电和/或工作制动器突然故障时，尽管有电动马达的磁制动效果（电动机效应），索缆12仍可能以很高的速度来开卷，因此使得顶部驱动器和钻机系统的其它部件受到灾难性的破坏。安全辅助制动器通过在检测到故障时（例如通过位于绞车10的输电线33上的电流传感器）基本立即阻塞绞筒11的旋转而进行干涉。

[0075] 即使永磁体马达在非常低速度下也能够很好地控制扭矩，但为了使得电动马达19不会在钻井过程中过载，绞车10还提供有自动钻井系统，该自动钻井系统包括：

[0076] 自主控制系统，用于索缆12在钻井过程中的开卷；

[0077] 常规的低功率、交流第三电动马达19'（通常大约30kW）；

[0078] 可自动操作的接头，该接头有齿，该齿能够将主轴13的运动从第三电动马达19'传递给绞筒11。

[0079] 自动钻井系统还构成在电动马达19故障时绞车10的紧急情况操作，并能够以三种不同模式来操作：

[0080] 第一“恒定负载”模式，其中，自动钻井系统检测钻头按压在钻孔底部上的力，并将该力调节在一个值，以便保持恒定；

[0081] 第二“恒定速度”模式，其中，绞筒11有恒定转速，因此钻井组件有下降速度，该下降速度恒定，且独立于钻头施加在钻孔底部上的力；

[0082] 第三“恒定流体压力”模式，其中，绞筒11的转速和钻井组件的下降速度调节成这样，通过所谓的底部孔马达（未示出）的作用，而使得用于使钻头旋转的流体压力保持恒定。

[0083] 绞车10还提供有电动马达19的通风系统50，该通风系统50设计成能够在具有爆炸危险的区域中操作。

[0084] 更详细地说，参考图4（关于机械布置）和图7（关于管路-机械混合图），通风系统50还允许电动马达19的定子22内部的区域增压，并包括：

[0085] 远处的风扇70，该风扇70与提供有可调节减压阀73的导管72连接；

[0086] 进口连接管配件74和出口过滤器75，它们分别设计成接收来自导管72的增压空气和使得空气从电动马达19和第三电动马达19'排除。

[0087] 详细地说，在钻井过程中，远处的风扇70相对于绞车10从远处区域抽吸空气，该绞车10通常安装在非常靠近井的中心，并将空气送至其上安装绞车10的该钻井平台上。

[0088] 另一方面，减压阀73布置在电动马达19附近，并优选是将发送给电动马达19框架的空气的压力减小至优选是高于大气压力1巴或更小的压力。一旦输入电动马达19中，空气通过出口过滤器75而离开，然后分散至深井周围的区域中。

[0089] 详细地说，在钻井过程中，存在于框架内部的压力（相对高于大气压力）并不允许在紧邻井的区域的大气与电动马达19的内侧接触。实际上，该大气的特征可以是以无边界的方式存在具有很高的易燃性或（甚至更糟）爆炸性的气体混合物。

[0090] 实际上，尽管无刷马达与使用电刷的电动马达相比在它们工作过程中产生电火花引爆极的危险更小，但是该危险不能排除，且因此电动马达19的框架用于与周围环境隔离。使得电动马达19的框架内部存在比大气压力更高的压力则更加防止易燃性气体进入马达内的危险。

[0091] 从控制学的观点来看，绞车10的电动马达19布置成这样，它们允许连续和精确地调节转速和扭矩。

[0092] 参考图8，电动马达19的控制通过控制网80来进行，该控制网80至少包括用于各马达19的控制器（或驱动器）81以及通过一个或多个用于数据交换的电缆而与各控制器81电连接的可编程逻辑控制器82。

[0093] 更详细地说，各控制器81具有：

[0094] 一个或多个输入部81.1，该输入部直接与外部电源83连接；以及

[0095] 一个或多个输出部81.2，该输出部直接与电动马达19连接；

[0096] 且该控制器还设计成根据来自可编程逻辑控制器82的电信号来调节各电动马达19的转速，以及执行辅助功能例如防止过载和用作电流限制器等，用作从直流（c.c）至交流（a.c）的变换器。

[0097] 更具体地说，通过可编程逻辑控制器82，电动马达19的速度和扭矩通过使用两个独立的传感器而被连续监测。根据由控制器81提供的电压和扭矩值，可编程逻辑控制器82向设计成增加或减小传送给电动马达19的电流值的控制器81发送信号。

[0098] 电动马达19通过PWM（脉冲宽度调制）来控制。

[0099] 脉冲宽度调制支持向电动马达供给具有方形波形的电压，该方形波形具有固定频率（从几kHz至20kHz）和可变占空度。

[0100] 实际上，占空度d定义为在方形波处于第一较高水平时的时间间隔τ和方形波自身的周期T（T是频率的倒数，T-τ是方形波处于第二较低水平时的时间间隔）之间的比率。当占空度变化时，施加在电动马达上的电压的平均值变化（该值可容易地通过在一个或多个波形周期上积分而推出）。

[0101] 基本上，马达“感觉”电压平均值，且由马达提供的速度和扭矩因此取决于电压平均值自身。

[0102] 另一方面，为了使得永磁体直流（c.c.）马达的旋转方向反向，需要使得电枢电压的极性反向。

[0103] 可编程逻辑控制器82还提供有监测和诊断系统，该监测和诊断系统设计成检查绞车10（特别是电动马达19和控制器81）的正确操作。当并不这样时，可编程逻辑控制器82产生警告信号（例如激活视觉或声音信号），而且，它可以在系统的工作制动发生故障时管理电动马达19的输电线33的开关，以便使用电动马达19作为紧急情况制动器。

[0104] 最后，可编程逻辑控制器82通过控制电缆85而与控制台84连接；控制台基本是用户界面，一个或多个操作人员可以通过该用户界面来调节（例如但不局限于）电动马达19的旋转方向、它们的转速、它们的扭矩和制动。

[0105] 由前述说明可以清楚本发明的优点。具体地说，本发明的绞车能够将主轴13上的扭转负载均等地分布在绞筒11的两侧，因为存在两个电动马达19，一个布置在一侧。等负载分布也通过布置的一对制动系统来产生，该制动系统由盘40和卡钳42构成，它们也一个布置在绞车10的绞筒11的一侧。

[0106] 这些电动马达19制造简单，且由于它们的结构类型的原因，它们能够在低RPM时产生很强的扭矩，同时能够非常精确地调节它们的转速。

[0107] 因此，不需要设计成改变在绞筒11的转速和电动马达19的转速之间的比率的减速结构，例如改变齿轮、减少机械部件、齿轮或链；这样，在操作的无噪音、制造成本的降低、基本有故障和磨损危险的部件数目降低、绞车自身的障碍减少等方面获得更大的优点。

[0108] 另一优点是由于电动马达19有特别受限的纵向发展，这有助于降低绞车10的总体尺寸以及降低它的重量。

[0109] 这里所述的绞车10也可以在具有起火和爆炸的高危险性区域中操作，因为存在电动马达19和第三电动马达19'的增压系统，且该绞车设计成也可以在高温下操作，因为电动马达19进行主动冷却。

[0110] 这里所述的装置可以进行一些变化。具体地说，在控制器81和可编程逻辑控制器82之间的连接可以通过无线技术来实现；制动盘40可以布置成连接在绞筒11的各侧，且用于钻井操作的常规马达可以布置成对，一个在绞车10的一侧。

[0111] 索缆12也可以由一对元件形成，或者倍增或三倍，或者可以使用合成材料或者混合的合成/天然材料来代替钢。