一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)及裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)及裝置。所述系統(tǒng)的1號、2號、3號和4號工業(yè)機用NET網(wǎng)絡分別與主司鉆CPU和副司鉆CPU相連接，主司鉆CPU與副司鉆CPU用連接網(wǎng)絡耦合器相連接，主司鉆CPU通過BUS1分別與主司鉆1號、2號、3號和4號網(wǎng)絡耦合器與閥島遠程站、主機控制器、頂驅(qū)控制器、儀表控制器、自動送鉆控制器相連接，副司鉆CPU通過BUS2和副司鉆1號、2號和3號網(wǎng)絡耦合器分別于貓道控制器、排管控制器和鐵鉆工控制器相連接。該系統(tǒng)采用主司鉆模式選擇為主，副司鉆從動操作的方式，提高了主副司鉆之間的聯(lián)系和互鎖，該裝置規(guī)定了順序執(zhí)行步驟，減少誤操作，提高設備安全性。
【專利說明】
一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)及裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及到石油鉆井設備自動化集成控制領域，特別涉及到一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著各大油田減員增效的作業(yè)要求，目前油田鉆井裝備逐漸向配備了自動化操作工具的自動化鉆機方向發(fā)展?，F(xiàn)有常規(guī)司鉆集成控制系統(tǒng)大多包括以下一些系統(tǒng):高度集成的司鉆一體化多功能操作椅，防止各子系統(tǒng)之間干涉、碰撞的智能防碰撞系統(tǒng)，數(shù)據(jù)記錄和信息管理系統(tǒng)。但整個自動化鉆機的集成操作，沒有按照鉆井操作的工藝模式進行模式分類操作，造成系統(tǒng)操作的流程性不強，無法進一步提升系統(tǒng)整體的自動化程度和作業(yè)效率。由于系統(tǒng)一般分為主副司鉆協(xié)同操作，需要主副司鉆之間的協(xié)同配合和信息交互，在沒有鉆井模式的控制下，許多主副司鉆之間的操作配合都是靠操作人員去識別判斷和溝通，無法很好的保證操作的安全性和作業(yè)效率。為此，從鉆井操作工藝入手，結合各工具控制系統(tǒng)的特點，立足于提升自動化鉆機操作的便捷性、安全性和可靠性，開發(fā)一套基于鉆井操作流程的集成控制系統(tǒng)是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)及裝置，其目的一為:通過設置起鉆、下鉆、鉆進、建立根和自由操作5種鉆井操作模式，讓主司鉆、副司鉆在設定的5種模式下，按照順序進行操作；目的二為:系統(tǒng)設置有主、副司鉆觸摸屏交互提示和糾錯提醒；目的三為:在集成控制的基礎上，極大提高了系統(tǒng)操作的效率，保證系統(tǒng)操作的安全性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0005]—種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)，包括I號工業(yè)機、2號工業(yè)機、3號工業(yè)機、4號工業(yè)機、主司鉆CPU、連接網(wǎng)絡耦合器、副司鉆CPU、主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器、主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器、主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器、副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器、副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器、副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器、主機控制器、頂驅(qū)控制器、儀器控制器、閥島遠程站、貓道控制器、排管控制器、鐵鉆工控制器、自動送鉆控制器、主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器、主司鉆控制板、副司鉆控制板、絞車手柄、盤剎手柄、主司鉆操作面板、主司鉆報警、顯示裝置、吊卡卡瓦裝置、電子防碰裝置、主司鉆模擬輸入(Al)模塊、主司鉆模擬輸出(AO)模塊、主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆3號數(shù)字輸入輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆4號數(shù)字輸入輸出輸入(DODI)模塊、電子剎車裝置、排管抓管手柄、排管導向手柄、副司鉆操作面板、副司鉆報警、顯示裝置、副司鉆模擬輸入(Al)模塊、副司鉆模擬輸出(AO)模塊、副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、副司鉆3號輸出輸入(DODI)模塊、動力鼠洞裝置、扶正機械手裝置和副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊，所述的控制系統(tǒng)的I號工業(yè)機和2號工業(yè)機用NET網(wǎng)絡與主司鉆CPU相連接，3號工業(yè)機和4號工業(yè)機用NET網(wǎng)絡與副司鉆CPU相連接，主司鉆CPU與副司鉆CPU用連接網(wǎng)絡耦合器相連接，主司鉆CPU通過BUSl分別與主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器、主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器、主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器、主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器和閥島遠程站相連接，主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器與主機控制器相連接，主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器與頂驅(qū)控制器相連接，主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器與儀表控制器相連接，主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器與自動送鉆控制器相連接，副司鉆CPU通過BUS2分別與副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器、副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器和副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器相連接，副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器與貓道控制器相連接，副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器與排管控制器相連接，副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器與鐵鉆工控制器相連接，所述集成控制裝置在主司鉆控制板的印刷電路上分別裝有:主司鉆CPU、主司鉆模擬輸入(Al)模塊、主司鉆模擬輸出(AO)模塊、主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊，主司鉆CPU分別與主司鉆模擬輸入(Al)模塊、主司鉆模擬輸出(AO)模塊、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊相連接，副司鉆控制板的印刷電路上分別裝有:副司鉆CPU、副司鉆模擬輸入(Al)模塊、副司鉆模擬輸出(AO)模塊、副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊，副司鉆CPU分別與副司鉆模擬輸出(A0)模塊、副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊相連接。
[0006]所述控制系統(tǒng)的主司鉆控制模式分為:起鉆模式、下鉆模式、鉆進模式、建立根模式和自由模式，當主司鉆控制模式為起鉆模式、下鉆模式、鉆進模式、建立根模式中的任意一種時，主司鉆控制模式與副司鉆控制模式為互鎖狀態(tài)，當主司鉆控制模式為自由模式時，主司鉆控制模式與副司鉆控制模式為取消互鎖狀態(tài)。
[0007]一種鉆井操作流程集成控制裝置，包括主司鉆CPU、主司鉆控制板、副司鉆控制板、絞車手柄、盤剎手柄、主司鉆操作面板、主司鉆報警、顯示裝置、吊卡卡瓦裝置、電子防碰裝置、主司鉆模擬輸入(Al)模塊、主司鉆模擬輸出(AO)模塊、主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、主司鉆數(shù)字輸出(D0)模塊、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊、主司鉆3號數(shù)字輸入輸出輸入(D0DI)模塊、主司鉆4號數(shù)字輸入輸出輸入(DODI)模塊、電子剎車裝置、排管抓管手柄、排管導向手柄、副司鉆操作面板、副司鉆報警、顯示裝置、副司鉆模擬輸入(Al)模塊、副司鉆模擬輸出(AO)模塊、副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、副司鉆3號輸出輸入(DODI)模塊、動力鼠洞裝置、扶正機械手裝置和副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊，所述集成控制裝置在主司鉆控制板的印刷電路上分別裝有:主司鉆CPU、主司鉆模擬輸入(Al)模塊、主司鉆模擬輸出(AO)模塊、主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊，主司鉆CPU分別與主司鉆模擬輸A(AI)模塊、主司鉆模擬輸出(AO)模塊、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊相連接，副司鉆控制板的印刷電路上分別裝有:副司鉆CPU、副司鉆模擬輸入(Al)模塊、副司鉆模擬輸出(AO)模塊、副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊，副司鉆CPU分別與副司鉆模擬輸出(AO)模塊、副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊、副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊相連接。
[0008]所述的主司鉆模擬輸入(Al)模塊與絞車手柄相連接，主司鉆模擬輸出(AO)模塊與盤剎手柄相連接，主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊與主司鉆操作面板相連接，主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊與主司鉆報警、顯不裝置相連接，主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊與電子防碰裝置相連接，主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊與吊卡卡瓦裝置相連接，主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊與電子剎車裝置相連接。
[0009]所述的副司鉆模擬輸入(Al)模塊與排管抓管手柄相連接，副司鉆模擬輸出(AO)模塊與排管導向手柄相連接，副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊與副司鉆操作面板相連接，副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊與副司鉆報警、顯示裝置相連接，副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊與動力鼠洞裝置相連接，副司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊與扶正機械手裝置相連接。
[0010]所述的主司鉆CPU通過主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊經(jīng)副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊與副司鉆CPU相連接。
[0011 ]本實用新型的積極效果為:
[0012]1、通過在軟件程序中設置鉆進、起鉆、下鉆、建立根和自由操作五種模式控制，規(guī)定了順序執(zhí)行步驟，減少誤操作，提高設備安全性；
[0013]2、系統(tǒng)采用主司鉆模式選擇為主，副司鉆從動操作的方式，提高了主副司鉆之間的聯(lián)系和互鎖；
[0014]3、人機界面依托鉆井流程，編制動畫式操作流程畫面，能生動形象的起到數(shù)據(jù)監(jiān)視、報警提示和流程化操作提示功能；
[0015]4、通過在鉆井工藝銜接點設置相應傳感器，提高工具之間的自動配合水平，可逐步提高整套鉆機的自動化操作水平。
【附圖說明】
[0016]圖1、鉆井操作流程集成控制系統(tǒng)連接框圖；
[0017]圖2、鉆井操作流程集成控制裝置連接框圖；
[0018]圖3、鉆井操作流程集成控制系統(tǒng)控制模式框圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過實施例并結合附圖1-3進一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0020]實施例一
[0021]主司鉆控制模式49下的起鉆模式50
[0022]參見附圖1-3，在I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2上設置系統(tǒng)為起鉆模式50，I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2所設置的起鉆模式50通過NET網(wǎng)絡傳輸至主司鉆CPU5上，主司鉆CPU5通過連接網(wǎng)絡耦合器6將起鉆模式50傳輸至副司鉆CPU7，副司鉆CPU7通過NET網(wǎng)絡將起鉆模式50信號傳輸給3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4，傳輸完成后，起鉆模式50自動分別通過主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊31和副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊42進入主司鉆操作面板25和副司鉆操作面板38上。起鉆模式50下，主司鉆CPU5通過BUSl網(wǎng)絡將信號傳輸至閥島遠程站17高擋掛合，盤剎手柄24通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29將信號輸入主司鉆CPU5中，主司鉆CPU5通過主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59將信號輸入至電子剎車裝置58，并使盤剎系統(tǒng)松開，還通過主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊32將完成信號輸至主司鉆報警、顯示裝置26上顯示出來，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29將信號傳輸至主司鉆CPU5中，主司鉆CPU5通過BUSl網(wǎng)絡和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8將信號傳輸至主機控制器14并控制放下大鉤，當判斷條件達到后，主司鉆CPU5通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30將信號通過主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59將信號輸入至電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，主司鉆CPU5再通過NET網(wǎng)絡在I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2上提示初始化完成。主司鉆CPU5通過裝在主司鉆控制板56上的主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35將信號傳輸至吊卡卡瓦裝置27，并使卡瓦系統(tǒng)關閉，當檢測到條件滿足時，主司鉆CPU5通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35再將卡瓦系統(tǒng)打開。具體操作時，盤剎手柄24通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆模擬輸出(AO)模塊30，通過主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59將信號輸入至電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5、BUS1網(wǎng)絡和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8，使主機控制器14將大鉤提升，盤剎手柄24通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊由電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，主司鉆CPU5通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35，使吊卡卡瓦裝置27關閉。此時主司鉆系統(tǒng)處于等待鎖定狀態(tài)，通過主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊33經(jīng)副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊48將副司鉆系統(tǒng)提升激活，3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4通過NET網(wǎng)絡將副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器13傳輸?shù)男盘?，通過BUS2網(wǎng)絡輸入到副司鉆CPU7中，副司鉆CPU7通過BUS2網(wǎng)絡和副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器13給鐵鉆工控制器20卸扣，當狀態(tài)完成時，副司鉆系統(tǒng)處于從動狀態(tài)，當主司鉆系統(tǒng)的盤剎系統(tǒng)松開，提升大鉤到達高度時，主司鉆系統(tǒng)再次處于等待模式，副司鉆系統(tǒng)再次被激活，副司鉆CPU7通過BUS2網(wǎng)絡和副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器12控制排管控制器19，排管抓管手柄36和排管導向手柄37通過裝在副司鉆控制板57上的副司鉆模擬輸入(Al)模塊40將信號傳輸至副司鉆CPU7中，再通過BUS2網(wǎng)絡和副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器12控制排管控制器19關閉，使抓手接住管柱。當主司鉆CPU5判斷接立柱完后時，通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35控制吊卡卡瓦裝置27，使吊卡打開。當主司鉆CPU5判斷條件完成后，通過主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊33經(jīng)副司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊48將副司鉆系統(tǒng)再次激活，排管抓管手柄36和排管導向手柄37通過副司鉆模擬輸入(Al)模塊40將信號傳輸至副司鉆CPU7中，再通過BUS2網(wǎng)絡和副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器12輸出至排管控制器19，使排管控制器19執(zhí)行排管操作。當主司鉆CPU5判斷條件完成后，主司鉆系統(tǒng)處于激活狀態(tài)，可進行下一根管柱操作。當主司鉆或副司鉆系統(tǒng)出現(xiàn)誤操作或操作故障時，通過主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊32或副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊43，使主司鉆報警、顯示裝置26或副司鉆報警、顯示裝置39發(fā)出報警信號。在操作過程中，主司鉆CPU5通過主司鉆2號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊34，控制電子防碰裝置28，主司鉆系統(tǒng)和副司鉆系統(tǒng)中的各種儀表通過主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器10和儀表控制器16來進行控制或顯示。
[0023] 實施例二
[0024]主司鉆控制模式49下的下鉆模式51
[0025]參見圖1-3，在I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2上設置下鉆模式51，I號工業(yè)機I和2號工業(yè)機2所設置的下鉆模式51，通過NET網(wǎng)絡傳輸至主司鉆CPU5上，再通過連接網(wǎng)絡耦合器6傳輸至副司鉆CPU7，副司鉆CPU7通過NET網(wǎng)絡將信號傳輸給3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4，傳輸完成后，下鉆模式51自動分別通過主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊31和副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊42進入主司鉆操作面板25和副司鉆操作面板38。下鉆模式51下，主司鉆CPU5將高擋信號，通過BUSl網(wǎng)絡傳輸給閥島遠程站17高擋掛合，此時盤剎手柄24將模擬量通過主司鉆模擬輸入模塊29傳輸至主司鉆CPU5，并通過主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59將信號輸入電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23將模擬量通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29傳輸至主司鉆CPU5，并通過BUSl網(wǎng)絡和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8傳輸至主機控制器14，并上提大鉤。判斷條件達到后，主司鉆CPU5通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35，使吊卡卡瓦裝置27關閉，再通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊58，使盤剎系統(tǒng)剎車。在主司鉆報警、顯示裝置26上提示I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2初始化完成。排管抓管手柄36和排管導向手柄37將模擬量通過副司鉆模擬輸入(Al)模塊40傳輸至副司鉆CPU7，并通過BUS2網(wǎng)絡和排管控制器19送出管柱，此時主司鉆CPU5收到吊卡信號，通過主司鉆3號輸出輸入模塊35，使吊卡卡瓦裝置27關閉。排管抓管手柄36和排管導向手柄37通過副司鉆CPU7和排管控制器19使抓手回位，判斷條件達到后，盤剎手柄24通過主司鉆CPU5、主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開。3號工業(yè)機3和4號工業(yè)機4將鐵鉆工信號傳輸至副司鉆CPU7上，并通過副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器13給鐵鉆工控制器20上扣，狀態(tài)完成后，主司鉆CPU5通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35使吊卡卡瓦裝置27打開，盤剎手柄24通過主司鉆CPU5、主司鉆模擬輸出模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23通過主司鉆CPU5，使主機控制器14放下大鉤，判斷條件達到后，主司鉆CPU5控制吊卡卡瓦裝置27關閉，使盤剎系統(tǒng)剎車，同時通過主司鉆3號輸出輸入(DODI)模塊35使吊卡卡瓦系統(tǒng)打開。判斷條件達到后，主司鉆CPU5處于激活狀態(tài)，可進行下一根管柱的操作。操作過程中的主司鉆報警、顯示裝置26、副司鉆報警、顯示裝置39和電子防碰裝置28的使用與起鉆模式50中相同。
[0026]實施例三
[0027]主司鉆控制模式49下的建立根模式53
[0028]參見圖1-3，在I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2上設置建立根模式53，通過NET網(wǎng)絡傳輸至主司鉆CPU5上，再通過連接網(wǎng)絡耦合器6傳輸至副司鉆CPU7，副司鉆CPU7通過NET網(wǎng)絡將信號傳輸給3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4，傳輸完成后，建立根模式53自動分別通過主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊31和副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊42進入主司鉆操作面板25和副司鉆操作面板38。建立根模式53下，主司鉆CPU5將高擋信號通過BUSl網(wǎng)絡傳輸給閥島遠程站17高擋掛合，此時，盤剎手柄24通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5、主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開。絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主機控制器14，使大鉤上提。當判斷條件達到后，通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，同時通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊35，使吊卡卡瓦裝置27打開，此時I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2的初始化完成。3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4將貓道信號傳輸至副司鉆CPU7，當判斷條件達到后，通過BUS2網(wǎng)絡和副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器11使貓道控制器18自動上管，當條件達到后，盤剎手柄24通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5、主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23將模擬量通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29傳輸至主司鉆CPU5，并通過BUSl網(wǎng)絡和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8傳輸至主機控制器14，將大鉤放下。判斷條件達到后，通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車。通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35，使吊卡系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)，當判斷條件達到后，通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35使吊卡系統(tǒng)關閉，再通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8，使主機控制器14將大鉤上提，副司鉆CPU7通過副司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊45使扶正機械手裝置47伸出，當進行單根鉆桿判斷時，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆I號網(wǎng)絡親合器8，使主機控制器14將大鉤放下，副司鉆CPU7通過副司鉆2號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊44開啟動力鼠洞裝置46，直至鉆桿放置鼠洞完成，通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35使吊卡系統(tǒng)閉合。使用上述流程完成第二根鉆桿的制備，3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4將貓道信號傳輸給副司鉆CPU7，并通過副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器13給鐵鉆工控制器20上扣，通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8，使主機控制器14將大鉤上提，當條件達到后，通過主司鉆模擬輸出(A0)、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(D0DI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，等待第三根鉆桿送人鼠洞。當條件達到后，通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)松開，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8，使主機控制器14將大鉤放下，當條件達到后，3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4將貓道信號傳輸給副司鉆CPU7，通過副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器13給鐵鉆工控制器20上扣，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8，使主機控制器14將大鉤上提，當條件達到后，通過主司鉆模擬輸出模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，排管抓管手柄36和排管導向手柄37通過副司鉆模擬輸入(Al)模塊40、副司鉆CPU7和副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器12控制排管控制器19進行排管作業(yè)。作業(yè)完成后，進入下一建立根模式操作。操作過程中的主司鉆報警、顯示裝置26、副司鉆報警、顯示裝置39和電子防碰裝置28的使用與起鉆模式50和下鉆模式51中相同。
[0029]實施例四
[0030]主司鉆控制模式49下的鉆進模式52
[0031]參見圖1-3，在I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2上設置鉆進模式52，I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2通過NET網(wǎng)絡、主司鉆CPU5、連接網(wǎng)絡耦合器6和副司鉆CPU7將鉆進模式52，傳輸至3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4，傳輸完成后，鉆進模式52自動分別通過主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊31和副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊42進入主司鉆操作面板25和副司鉆操作面板38上顯示。鉆進模式52下，主司鉆CPU5通過BUSl網(wǎng)絡、主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器9和主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器22分別各控制自頂驅(qū)控制器15和自動送鉆控制器21，當條件設置完成后，自動送鉆開始，當判斷單根立柱送鉆完成后，主司鉆CPU5通過通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35使卡瓦系統(tǒng)關閉，同時使吊卡系統(tǒng)打開，絞車手柄23通過主司鉆模擬輸入(Al)模塊29、主司鉆CPU5和主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器8，使主機控制器14將大鉤上提，條件達到后，通過主司鉆模擬輸出(AO)模塊30、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊59和電子剎車裝置58，使盤剎系統(tǒng)剎車，排管抓管手柄36和排管導向手柄37通過副司鉆模擬輸入(Al)模塊40、副司鉆CPU7和副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器12控制排管控制器19送出管柱。主司鉆CPU5通過主司鉆3號數(shù)字輸出輸入(DODI)模塊35使吊卡系統(tǒng)關閉，排管抓管手柄36和排管導向手柄37通過副司鉆模擬輸入(Al)模塊40、副司鉆CPU7和副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器12控制排管控制器19，使抓手回位。條件達到后，自動進行鉆進作業(yè)，整個鉆進作業(yè)中主司鉆CPU5通過主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器9和主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器22分別對頂驅(qū)控制器15和自動送鉆控制器21進行操作控制，在鉆進過程中，當主司鉆或副司鉆系統(tǒng)出現(xiàn)誤操作或故障時，通過主司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊32和副司鉆數(shù)字輸出(DO)模塊43分別在主司鉆報警、顯示裝置26或副司鉆報、警顯示裝置39上顯示出報警信號。操作過程中，電子防碰裝置28的使用與起鉆模式50、下鉆模式51和建立根模式53中相同。
[0032]實施例五
[0033]主司鉆控制模式49下的自由模式54
[0034]參見圖1-3，在I號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2上設置自由模式54，1號工業(yè)機I或2號工業(yè)機2通過NET網(wǎng)絡、主司鉆CPU5、連接網(wǎng)絡耦合器6和副司鉆CPU7將自由模式54傳輸至3號工業(yè)機3或4號工業(yè)機4，傳輸完成后，自由模式54自動分別通過主司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊31和副司鉆數(shù)字輸入(DI)模塊42進入主司鉆操作面板25和副司鉆操作面板38上顯示。此時，主司鉆控制模式49和副司鉆控制模式55分別處于開放狀態(tài)，副司鉆控制模式55跳出主司鉆控制模式49的流程式控制系統(tǒng)，主司鉆控制模式49和副司鉆控制模式55均可獨立進行操作。
[0035]以上所述僅是本實用新型的非限定實施方式，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思和不作出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)，包括I號工業(yè)機(I)、2號工業(yè)機(2)、3號工業(yè)機(3)、4號工業(yè)機(4)、主司鉆0?1](5)、連接網(wǎng)絡耦合器(6)、副司鉆0?1](7)、主司鉆1號網(wǎng)絡耦合器(8)、主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器(9)、主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器(10)、副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器(11)、副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器(12)、副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器(13)、主機控制器(14)、頂驅(qū)控制器(15)、儀器控制器(16)、閥島遠程站(17)、貓道控制器(18)、排管控制器(19)、鐵鉆工控制器(20)、自動送鉆控制器(21)、主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器(22)、主司鉆控制板(56)、副司鉆控制板(57)、絞車手柄(23)、盤剎手柄(24)、主司鉆操作面板(25)、主司鉆報警、顯示裝置(26)、吊卡卡瓦裝置(27)、電子防碰裝置(28)、主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸入模塊(31)、主司鉆輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)、電子剎車裝置(58)、排管抓管手柄(36)、排管導向手柄(37)、副司鉆操作面板(38)、副司鉆報警、顯示裝置(39)、副司鉆模擬輸入模塊(40)、副司鉆模擬輸出模塊(41)、副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)、副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)、副司鉆3號輸出輸入模塊(45)、動力鼠洞裝置(46)、扶正機械手裝置(47)和副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)，其特征在于:所述的控制系統(tǒng)的I號工業(yè)機(I)和2號工業(yè)機(2)用NET網(wǎng)絡與主司鉆CPU(5)相連接，3號工業(yè)機(3)和4號工業(yè)機(4)用NET網(wǎng)絡與副司鉆CPU(7)相連接，主司鉆CPU(5)與副司鉆CPU(7)用連接網(wǎng)絡耦合器(6)相連接，主司鉆CPU(5)通過BUSl分別與主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器(8)、主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器(9)、主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器(10)、主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器(22)和閥島遠程站(17)相連接，主司鉆I號網(wǎng)絡耦合器(8)與主機控制器(14)相連接，主司鉆2號網(wǎng)絡耦合器(9)與頂驅(qū)控制器(15)相連接，主司鉆3號網(wǎng)絡耦合器(10)與儀表控制器(16)相連接，主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器(22)與自動送鉆控制器(21)相連接，副司鉆CPU(7)通過BUS2分別與副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器(11)、副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器(12)和副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器(13)相連接，副司鉆I號網(wǎng)絡耦合器(11)與貓道控制器(18)相連接，副司鉆2號網(wǎng)絡耦合器(12)與排管控制器(19)相連接，副司鉆3號網(wǎng)絡耦合器(13)與鐵鉆工控制器(20)相連接，所述集成控制裝置在主司鉆控制板(56)的印刷電路上分別裝有:主司鉆CPU(5)、主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸入模塊(31)、主司鉆數(shù)字輸出模塊(32)、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)，主司鉆CPU(5)分別與主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸入模塊(31)、主司鉆數(shù)字輸出模塊(32)、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)，主司鉆CPU (5)分別與主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)相連接，副司鉆控制板(57)的印刷電路上分別裝有:副司鉆CPU(7)、副司鉆模擬輸入模塊(40)、副司鉆模擬輸出模塊(41)、副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)、副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(45)，副司鉆CPU(7)分別與副司鉆模擬輸出模塊(41)、副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)、副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(45)相連接。2.—種鉆井操作流程集成控制裝置，包括主司鉆CPU(5)、主司鉆控制板(56)、副司鉆控制板(57)、絞車手柄(23)、盤剎手柄(24)、主司鉆操作面板(25)、主司鉆報警、顯示裝置(26)、吊卡卡瓦裝置(27)、電子防碰裝置(28)、主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸入模塊(31)、主司鉆輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)、主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)、電子剎車裝置(58)、排管抓管手柄(36)、排管導向手柄(37)、副司鉆操作面板(38)、副司鉆報警、顯示裝置(39)、副司鉆模擬輸入模塊(40)、副司鉆模擬輸出模塊(41)、副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)、副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)、副司鉆3號輸出輸入模塊(45)、動力鼠洞裝置(46)、扶正機械手裝置(47)和副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)，其特征在于:所述集成控制裝置在主司鉆控制板(56)的印刷電路上分別裝有:主司鉆CPU(5)、主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆數(shù)字輸入模塊(31 )、主司鉆數(shù)字輸出模塊(32 )、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)，主司鉆CPU(5)分別與主司鉆模擬輸入模塊(29)、主司鉆模擬輸出模塊(30)、主司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(33)、主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)、主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)和主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)相連接，副司鉆控制板(57)的印刷電路上分別裝有:副司鉆CPU(7)、副司鉆t旲擬輸入t旲塊(40)、副司鉆t旲擬輸出t旲塊(41)、副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)、副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(45)，副司鉆CPU(7)分別與副司鉆模擬輸出模塊(41)、副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)、副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)、副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)、副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)和副司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(45)相連接。3.根據(jù)權利要求2所述的鉆井操作流程集成控制裝置，其特征在于:所述的主司鉆模擬輸入模塊(29)與絞車手柄(23)相連接，主司鉆模擬輸出模塊(30)與盤剎手柄(24)相連接，主司鉆數(shù)字輸入模塊(31)與主司鉆操作面板(25)相連接，主司鉆數(shù)字輸出模塊(32)與主司鉆報警、顯示裝置(26)相連接，主司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(34)與電子防碰裝置(28)相連接，主司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(35)與吊卡卡瓦裝置(27)相連接，主司鉆4號數(shù)字輸出輸入模塊(59)與電子剎車裝置(58)相連接。4.根據(jù)權利要求2所述的鉆井操作流程集成控制裝置，其特征在于:所述的副司鉆模擬輸入模塊(40)與排管抓管手柄(36)相連接，副司鉆模擬輸出模塊(41)與排管導向手柄(37)相連接，副司鉆數(shù)字輸入模塊(42)與副司鉆操作面板(38)相連接，副司鉆數(shù)字輸出模塊(43)與副司鉆報警、顯示裝置(39)相連接，副司鉆2號數(shù)字輸出輸入模塊(44)與動力鼠洞裝置(46)相連接，副司鉆3號數(shù)字輸出輸入模塊(45)與扶正機械手裝置(47)相連接。5.根據(jù)權利要求2所述的鉆井操作流程集成控制裝置，其特征在于:所述的主司鉆CPU(5)通過主司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(33)經(jīng)副司鉆I號數(shù)字輸出輸入模塊(48)與副司鉆CPU( 7)相連接。
【文檔編號】E21B44/00GK205532565SQ201620144692
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】馬偉, 劉洪亮, 陳健, 許貞文, 李勇
【申請人】中石化石油工程機械有限公司第四機械廠