專利名稱：一種便攜式鉆井仿真模擬裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種鉆井仿真模擬裝置，尤指一種便攜式鉆井仿真模擬裝置。
背景技術：
在實際鉆井操作過程中，井控事故的發(fā)生往往是短暫而危險的，所以在鉆井過程中進行井控技術的培訓非常困難。利用計算機仿真技術，采用井控模擬裝置進行井控技術培訓成為一種十分有效而又經(jīng)濟的手段。學員經(jīng)過培訓能在短期內(nèi)掌握井控技術，從而避免井噴、井涌等惡性事故的發(fā)生。因此，井控模擬裝置的研制在國內(nèi)外普遍受到重視，國外已有多家公司生產(chǎn)井控模擬裝置。目前，國內(nèi)外的井控仿真裝置都是采用硬件來實現(xiàn)管匯的仿真，立管管匯和節(jié)流管匯上的操作閥共有22個之多，加上司鉆控制臺、防噴器、遙控節(jié)流箱、遠程控制臺等設備，不但其體積龐大，而且操作人員也要求最少兩人操作，局限性顯而易見。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種便攜式鉆井仿真模擬裝置，以解決現(xiàn)有技術中的鉆井仿真模擬裝置體積比較大，操作人員比較多的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了 一種便攜式鉆井仿真模擬裝置，包括:路由器，學員操作儀器，教師機，節(jié)流箱以及投影儀；其中，所述學員操作儀器、教師機以及節(jié)流箱與所述路由器相連接；所述學員操作儀器設置有一操作面板及一顯示屏，所述操作面板上設置有多個控制開關；所述節(jié)流箱通過所述路由器連接至所述學員操作儀器及所述教師機，模擬真實的壓井操作，其箱體上設置有一節(jié)流箱面板；所述教師機通過所述路由器連接至所述學員操作儀器以及所述節(jié)流箱，將控制指令發(fā)送給所述學員操作儀器，所述學員操作儀器的顯示屏顯示所述控制指令，學員根據(jù)所述控制指令操作所述多個控制開關，并根據(jù)所述控制指令操作所述節(jié)流箱，進行鉆井模擬仿真，將生成的模擬仿真結果傳送給所述教師機；所述投影儀連接至所述教師機，用于將所述模擬仿真結果進行顯示。進一步的，所述學員操作儀器上的所述多個控制開關包括:泥漿泵開關、絞車控制開關、轉盤控制開關、接單根/立根開關、接回壓凡爾開關、接方鉆桿/頂驅開關、總離合、復位開關、報警開關、壓井控制開關、頂驅裝置開關、液壓動力單元開關、背鉗上扣\卸扣開關、吊環(huán)后推\前伸開關以及鉆盤剎車掛合\脫開開關。進一步的，所述節(jié)流箱的所述節(jié)流箱面板上包括:鉆桿壓力表、總泵速表、套管壓力表、鉆桿壓力數(shù)顯表、累計泵沖數(shù)顯表、套管壓力數(shù)顯表、泥漿泵速度調(diào)節(jié)旋鈕、復位開關、計數(shù)/保持開關、電源指示燈、氣源指示燈、節(jié)流閥開關、節(jié)流開度表、電源開關、氣源開關以及節(jié)流速度調(diào)節(jié)旋鈕。本實用新型實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置不僅結構小型化，重量輕型化，節(jié)省了成本，而且只需一人就能方便的進行鉆井井控的操作，對于整個的鉆井過程可以進行更加直觀的仿真。
為了更清楚地說明本實用新型實施例技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置的結構連接圖；圖2為本實用新型實施例的學員操作儀器的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例的節(jié)流箱的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。本實用新型實施例提供一種本實用新型實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明。圖1為本實用新型實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置的結構連接圖。如圖1所示，本實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置，包括:路由器11，學員操作儀器12，教師機13，節(jié)流箱14以及投影儀15 ;其中，學員操作儀器12、教師機13以及節(jié)流箱14與路由器11相連接；節(jié)流箱14通過路由器11連接至學員操作儀器12及教師機13 ;教師機13通過路由器11連接至學員操作儀器12以及節(jié)流箱14，將控制指令發(fā)送給學員操作儀器12，學員根據(jù)控制指令操作學員操作儀器12，并根據(jù)控制指令操作節(jié)流箱14，進行鉆井模擬仿真，將生成的模擬仿真結果傳送給教師機13 ;投影儀15連接至所述教師機13，用于將模擬仿真結果進行顯示。利用本實用新型實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置工作的流程為:教師通過教師機13選擇一控制指令，通過路由器11發(fā)送給學員操作儀器12。學員操作儀器12接收到教師機13的控制指令，學員根據(jù)控制指令操作學員操作儀器12上的控制開關，為了模擬真實的壓井操作并鍛煉學員的動手能力，本實用新型實施例還設置了節(jié)流箱14，學員可以根據(jù)學員操作儀器12顯示的控制指令，在節(jié)流箱14上進行操作，例如:自動壓井、手動壓井的選擇、泵速調(diào)節(jié)、節(jié)流箱開關等操作，通過以上操作進行鉆井模擬仿真，將模擬仿真結果發(fā)送至教師機13。教師機13接收模擬仿真結果，教師可以根據(jù)模擬仿真結果監(jiān)控學員的操作過程，可針對每個步驟及結果的操作質量進行打分，也可以將模擬仿真結果中的學員操作過程及結果通過投影儀15展現(xiàn)。圖2為本實用新型實施例的學員操作儀器12的結構示意圖。如圖2所示，學員操作儀器12設置有一操作面板121以及一顯示屏122，其中，操作面板121上設置有多個控制開關，包括:1#泥漿泵開關12101、2#泥漿泵開關12102、絞車控制開關12103、轉盤控制開關12104、1#泥漿泵速度調(diào)節(jié)滑片12105、2#泥漿泵速度調(diào)節(jié)滑片12106、絞車速度調(diào)節(jié)滑片12107、轉盤轉速調(diào)節(jié)滑片12108、接單根/立根開關12109、接回壓凡爾開關12110、接方鉆桿/頂驅開關12111、總離合12112、復位開關12113、報警開關12114、壓井控制開關12115、頂驅裝置開關12116、液壓動力單元開關12117、背鉗上扣\卸扣開關12118、吊環(huán)后推\前伸開關12119、鉆盤剎車掛合\脫開開關12120，學員可通過操作以上控制開關模擬實際井控操作。教師機13發(fā)出模擬頂驅鉆井接單根命令，學員首先在學員操作儀器12上按一下復位開關12113，將顯示屏122上面各狀態(tài)變量讀數(shù)進行復位，當接收到教師機13的開始操作命令后，按一下總離合12112，使鉆井工作處于掛合狀態(tài)，1#泥漿泵開關12101打到“0N”狀態(tài)，1#泥漿泵速度調(diào)節(jié)滑片12105調(diào)節(jié)泵速，在顯示屏122上觀察泥漿泵的速度，可以看到1#泥漿泵速逐漸變化，調(diào)到合適的泵速即可，此時可以聽到泵運行的聲音。(2#泥漿泵:其開泵的操作同1#泥漿泵，對應的是2#泥漿泵開關12102、2#泥漿泵速度調(diào)節(jié)滑片12106)。將操作面板121上的頂驅裝置開關12116、液壓動力單元開關12117都打到“0N”狀態(tài)，頂驅開始鉆井，當立根完全進入井筒后，此時，顯示屏122上的鉆壓為“0”，鉆速為“0”，將頂驅裝置開關12116打到“OFF”狀態(tài)，將1#泥漿泵開關12101打到“OFF”狀態(tài)，1#泥漿泵速度調(diào)節(jié)滑片12105調(diào)到最左邊，在顯示屏122上可以觀察泥漿泵的速度為“O”。按一下接單根/立根開關12109，此時會聽到提示音:開始接單根。將背鉗上扣\卸扣開關12118打到“卸扣”位置，進行卸扣，卸扣結束后，再將背鉗上扣\卸扣開關12118打到中間位置，絞車控制開關12103打到“UP”狀態(tài)，絞車速度調(diào)節(jié)滑片12107調(diào)到合適位置調(diào)節(jié)絞車速度，絞車向上提頂驅，頂驅緩慢的向上移動，直到頂驅上移到二層平臺，將絞車速度調(diào)節(jié)滑片12107調(diào)到最左面，停止上提頂驅。將吊環(huán)后推\前伸開關12119打到“前伸”位置，吊環(huán)伸出去抓取立根盒內(nèi)的立根。立根與井口鉆具對扣后，需要將吊環(huán)后推\前伸開關12119打到中間位置。將背鉗上扣\卸扣開關12118打到“上扣”位置，進行上扣，上扣后，將將背鉗上扣\卸扣開關12118打到中間位置。此次接單根過程結束。圖3為本實用新型實施例的節(jié)流箱的結構示意圖。如圖3所示，節(jié)流箱14設置有一節(jié)流箱面板，節(jié)流箱面板上設置有鉆桿壓力表1401、總泵速表1402、套管壓力表1403、鉆桿壓力數(shù)顯表1404、累計泵沖數(shù)顯表1405、套管壓力數(shù)顯表1406、1#泥漿泵速度調(diào)節(jié)旋鈕1407、2#泥漿泵速度調(diào)節(jié)旋鈕1408、復位開關1409、計數(shù)/保持開關1410、電源指示燈1411、氣源指示燈1412、節(jié)流閥開關1413、節(jié)流開度表1414、電源開關1415、氣源開關1416、節(jié)流速度調(diào)節(jié)旋鈕1417。學員可以通過學員操作儀器12選擇將節(jié)流箱14打到自動壓井狀態(tài)，還可以打到手動壓井狀態(tài)。當接收到教師機13的開始壓井操作命令后，學員只需要將學員操作儀器12上的壓井自動\手動開關12115打到“自動”位置，就可以實現(xiàn)自動壓井，可以使立管壓力與壓井累計泵沖按壓井施工單中泵沖數(shù)與立壓之間的關系變化，直到重泥漿到達鉆頭。當接收到教師機13的開始壓井操作命令后，學員只需要將壓井自動\手動開關12115打到“手動”位置，就可以實現(xiàn)手動壓井模擬操作或者關井模擬操作訓練。下面說一下手動壓井模擬操作的步驟:學員首先將節(jié)流箱14上的電源開關1415打到“0N”位置，當接收到教師機13的啟動壓井操作訓練后，學員只需要將壓井自動\手動開關12115打到“手動”位置，并將節(jié)流箱14上的計數(shù)/保持開關1410打到“計數(shù)”位置，并按一下復位開關1409，將計數(shù)器的值清零。將節(jié)流箱14左下方的控制氣源開關1416打至IJ “ON”位置，操作節(jié)流閥開關1413使遙控節(jié)流閥緩慢的打開一點，同時調(diào)節(jié)1#泥漿泵速度調(diào)節(jié)旋鈕1407并且將泵速緩慢調(diào)節(jié)到壓井泵速(40沖/分)。通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開關1413控制節(jié)流閥開度，使立管壓力與壓井累計泵沖按壓井施工單中泵沖數(shù)與立壓之間的關系變化，直到重泥漿到達鉆頭。當重泥漿到達鉆頭后，控制節(jié)流閥開度，保持終了壓力不變，直到重泥漿返出地面，重泥漿返出地面后，停止壓井操作，關井觀察立管壓力和套管壓力是否為零，記錄累計泵沖；教師通過教師機13結束本次訓練。本實用新型實施例的便攜式鉆井仿真模擬裝置克服了現(xiàn)有鉆井模擬仿真裝置的體積龐大及操作人數(shù)比較多的不足，其結構小型化，重量輕型化，節(jié)省了成本，而且只需一人就能方便的進行鉆井仿真模擬的操作，對于整個的鉆井過程可以進行更加直觀的仿真。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種便攜式鉆井仿真模擬裝置，其特征在于，包括:路由器，學員操作儀器，教師機，節(jié)流箱以及投影儀； 其中，所述學員操作儀器、教師機以及節(jié)流箱與所述路由器相連接； 所述學員操作儀器設置有一操作面板及一顯示屏，所述操作面板上設置有多個控制開關; 所述節(jié)流箱通過所述路由器連接至所述學員操作儀器及所述教師機，模擬真實的壓井操作，其箱體上設置有一節(jié)流箱面板； 所述教師機通過所述路由器連接至所述學員操作儀器以及所述節(jié)流箱，將控制指令發(fā)送給所述學員操作儀器，所述學員操作儀器的顯示屏顯示所述控制指令，學員根據(jù)所述控制指令操作所述多個控制開關，并根據(jù)所述控制指令操作所述節(jié)流箱，進行鉆井模擬仿真，將生成的模擬仿真結果傳送給所述教師機； 所述投影儀連接至所述教師機，用于將所述模擬仿真結果進行顯示。
2.如權利要求1所述的便攜式鉆井仿真模擬裝置，其特征在于，所述學員操作儀器上的所述多個控制開關包括:泥漿泵開關、絞車控制開關、轉盤控制開關、接單根/立根開關、接回壓凡爾開關、接方鉆桿/頂驅開關、總離合、復位開關、報警開關、壓井控制開關、頂驅裝置開關、液壓動力單元開關、背鉗上扣\卸扣開關、吊環(huán)后推\前伸開關以及鉆盤剎車掛合\脫開開關。
3.如權利要求1所述的便攜式鉆井仿真模擬裝置，其特征在于，所述節(jié)流箱的所述節(jié)流箱面板上包括:鉆桿壓力表、總泵速表、套管壓力表、鉆桿壓力數(shù)顯表、累計泵沖數(shù)顯表、套管壓力數(shù)顯表、泥漿泵速度調(diào)節(jié)旋鈕、復位開關、計數(shù)/保持開關、電源指示燈、氣源指示燈、節(jié)流閥開關、節(jié)流開度表、電源開關、氣源開關以及節(jié)流速度調(diào)節(jié)旋鈕。
專利摘要本實用新型提供了一種便攜式鉆井仿真模擬裝置，包括路由器，學員操作儀器，教師機，節(jié)流箱以及投影儀；其中，學員操作儀器、教師機以及節(jié)流箱與路由器相連接；學員操作儀器設置有一操作面板及一顯示屏，操作面板上設置有多個控制開關；節(jié)流箱通過路由器連接至學員操作儀器及教師機，模擬真實的壓井操作，其箱體上設置有一節(jié)流箱面板；教師機通過路由器連接至學員操作儀器以及節(jié)流箱，將控制指令發(fā)送給學員操作儀器，學員操作儀器的顯示屏顯示控制指令，學員根據(jù)控制指令操作多個控制開關，并根據(jù)控制指令操作節(jié)流箱，進行鉆井模擬仿真，將生成的模擬仿真結果傳送給教師機；投影儀連接至教師機，用于將模擬仿真結果進行顯示。
文檔編號G09B9/00GK203025985SQ20132002643
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權日2013年1月17日
發(fā)明者錢步仁, 閆玉強, 陳軍國, 張飛平, 劉龍飛, 岑立昭 申請人:中國石油大學(北京)