專利名稱：油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油氣田工程作業(yè)設(shè)備控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置。
背景技術(shù)：
目前我國各大油氣田的勘探井多為深井、斜井、水平井等復(fù)雜井況，油氣開采陸續(xù)進(jìn)入了開發(fā)中后期階段，復(fù)雜井況施工作業(yè)井次逐年增加，國內(nèi)各種大型施工車輛也日益增多。國內(nèi)油氣田的工程作業(yè)設(shè)備，如提升設(shè)備、修井機(jī)、鉆機(jī)、工程作業(yè)車輛等，其參數(shù)指示裝置通常一次表多采用機(jī)械式拉力傳感器或液壓傳感器，二次表主要為彈簧管式壓力表或數(shù)碼顯示儀表，部分作業(yè)設(shè)備配置了獨(dú)立的滾筒配置脈沖傳感器以防天車相碰，這些作業(yè)設(shè)備使用的指重表和防碰裝置普遍存在以下問題:1.作業(yè)設(shè)備配置的儀器往往由多個廠家生產(chǎn)的、采用相互完全獨(dú)立的控制系統(tǒng)，增加了用戶的購置成本、安裝難度及維修保養(yǎng)難度；2.由于作業(yè)設(shè)備的二次表接口有限，一般僅能采集一個到兩個參數(shù)，無法采集作業(yè)設(shè)備的運(yùn)行和狀態(tài)參數(shù)，并且作業(yè)設(shè)備的運(yùn)行狀況、運(yùn)行參數(shù)及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)顯示沒有作業(yè)日期與時間記錄，不能滿足設(shè)備使用、管理與保養(yǎng)的需求；3.許多儀表由于沒有歷史數(shù)據(jù)記錄與回放功能，對于施工過程的分析造成不便；4.無數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸功能，不能及時了解和指導(dǎo)現(xiàn)場施工作業(yè)，已不適應(yīng)當(dāng)前現(xiàn)場作業(yè)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有油氣田工程作業(yè)設(shè)備控制裝置存在的各作業(yè)設(shè)備控制系統(tǒng)相互獨(dú)立、參數(shù)儀表沒有作業(yè)時間記錄、無歷史數(shù)據(jù)記錄及回放功能、無法遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設(shè)備上或設(shè)備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊、能夠接收傳感器和視頻監(jiān)控裝置所發(fā)信號數(shù)據(jù)的信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、顯示裝置、人機(jī)交互裝置、報警及控制裝置以及信號傳輸裝置，電源管理模塊的電輸出端與單片機(jī)的電輸入端電串接在一起，信號接收轉(zhuǎn)換裝置與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起，顯示裝置、人機(jī)交互裝置、報警及控制裝置和信號傳輸裝置分別與單片機(jī)電連接在一起。下面是對上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):上述信號接收轉(zhuǎn)換裝置可包括工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置、速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置和視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置；傳感器可包括工況傳感器和速度傳感器，工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置可包括數(shù)量與各工況傳感器相對應(yīng)并能夠?qū)?yīng)接收其輸出信號的工況信號調(diào)理模塊、多路開關(guān)模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，各工況信號調(diào)理模塊分別通過導(dǎo)線與多路開關(guān)模塊的信號輸入端電連接在一起，多路開關(guān)模塊的信號輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起；速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置可包括數(shù)量與各速度傳感器相對應(yīng)并能夠?qū)?yīng)接收其輸出信號的速度信號調(diào)理模塊和計數(shù)器模塊，各速度信號調(diào)理模塊分別通過導(dǎo)線與計數(shù)器模塊的信號輸入端電連接在一起，計數(shù)器模塊的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起；視頻監(jiān)控裝置可包括作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點(diǎn)攝像頭，視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括能夠接收作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點(diǎn)攝像頭輸出信號的視頻處理模塊，顯示裝置包括視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設(shè)備工況顯示器，視頻處理模塊的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起，單片機(jī)的信號輸出端通過視頻處理模塊分別與視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設(shè)備工況顯示器的視頻顯示信號輸入端電連接在一起。上述工況傳感器可包括工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器和泵壓傳感器，速度傳感器可包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器；工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器和泵壓傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對應(yīng)工況信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對應(yīng)速度信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起。上述單片機(jī)可包括32位主處理器、ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器和實(shí)時時鐘與看門狗模塊，ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器、實(shí)時時鐘與看門狗模塊分別與32位主處理器的信號端電連接在一起。上述人機(jī)交互裝置可包括輸入及通訊模塊、感應(yīng)輸入屏、操作鍵盤和鼠標(biāo)，單片機(jī)上電連接有輸入及通訊模塊，輸入及通訊模塊上可電連接有感應(yīng)屏接口、鍵盤接口、帶有網(wǎng)絡(luò)與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口、C0M1接口、C0M2接口、鼠標(biāo)USB接口和U盤USB接口，感應(yīng)輸入屏、操作鍵盤和鼠標(biāo)分別通過感應(yīng)屏接口、鍵盤接口和鼠標(biāo)USB接口與輸入及通訊模塊電連接在一起，操作鍵盤上有手動自動切換鍵；報警及控制裝置可包括控制模塊、剎車電控單元、運(yùn)行急停控制單元和報警裝置，報警裝置可包括聲光報警器接口、報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；控制模塊的輸入端與單片機(jī)的輸出端電連接在一起，控制模塊的輸出端分別與聲光報警器接口、剎車電控單元及運(yùn)行急?？刂茊卧娺B接在一起，聲光報警器接口通過導(dǎo)線電連接有報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；信號傳輸裝置可包括傳輸模塊、近程通訊裝置和遠(yuǎn)程通訊裝置，近程通訊裝置可包括近程通訊接口、近程通訊模塊和近程通訊天線，遠(yuǎn)程通訊裝置可包括遠(yuǎn)程通訊接口、遠(yuǎn)程通訊模塊和遠(yuǎn)程通訊天線，傳輸模塊的輸入端與單片機(jī)的通信端電連接在一起，傳輸模塊的輸出端連接有近程通訊接口和遠(yuǎn)程通訊接口，近程通訊接口與近程通訊模塊電連接在一起，遠(yuǎn)程通訊接口與遠(yuǎn)程通訊模塊電連接在一起，近程通訊模塊的信號輸出端與近程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠(yuǎn)程通訊模塊的信號輸出端與遠(yuǎn)程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號。上述電源管理模塊可包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關(guān)和指不燈。上述數(shù)據(jù)管控操作裝置還可包括能夠在安全距離以外接收近程通訊天線發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號的手持操控裝置，手持操控裝置可包括能夠接收近程通訊天線發(fā)出的數(shù)據(jù)信號的無線收發(fā)模塊、能夠顯示實(shí)時施工數(shù)據(jù)的手持器顯示屏和能夠設(shè)置工程作業(yè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的手持器鍵盤。上述數(shù)據(jù)管控操作裝置還可包括能夠設(shè)置在遠(yuǎn)處基地的遠(yuǎn)程用戶端，遠(yuǎn)程用戶端可包括能夠接收遠(yuǎn)程通訊天線發(fā)出的遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號的信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器和用戶終端電腦，信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與用戶終端電腦的信號端電連接在一起。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過傳感器及視頻頭監(jiān)控工程作業(yè)設(shè)備，通過單片機(jī)對工況與作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、顯示、存儲、對故障進(jìn)行報警與處理、遠(yuǎn)程傳輸與實(shí)時發(fā)布，提高了作業(yè)設(shè)備的運(yùn)行、管理和維護(hù)效率，能夠廣泛用于石油鉆機(jī)、井下作業(yè)、礦山作業(yè)、工程作業(yè)車輛施工等領(lǐng)域，具有功能全面、使用方便、安全、省力、高效的特點(diǎn)。

附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的電關(guān)聯(lián)示意圖。附圖中的編碼分別為:1為電源管理模塊，2為工況信號調(diào)理模塊，3為多路開關(guān)模塊，4為A/D轉(zhuǎn)換模塊，5為速度信號調(diào)理模塊，6為計數(shù)器模塊，7為作業(yè)面攝像頭，8為作業(yè)點(diǎn)攝像頭，9為視頻處理模塊，10為視頻圖像顯示器，11為施工參數(shù)及曲線顯示器，12為設(shè)備工況顯示器，13為工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器，14為機(jī)油壓力傳感器，15為壓縮氣體壓力傳感器，16為液力變速箱油壓傳感器，17為大鉤載荷傳感器，18為液壓油溫度傳感器，19為機(jī)油溫度傳感器，20為泵壓傳感器，21為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，22為滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器，23為32位主處理器，24為ROM存儲器或FLASH ROM存儲器，25為RAM存儲器，26為實(shí)時時鐘與看門狗模塊，27為輸入及通訊模塊，28為感應(yīng)輸入屏，29為操作鍵盤，30為鼠標(biāo)，31為感應(yīng)屏接口，32為鍵盤接口，33為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口，34為COMl接口，35為COM2接口，36為鼠標(biāo)USB接口，37為U盤USB接口，38為手動自動切換鍵，39為控制模塊，40為剎車電控單元，41為運(yùn)行急?？刂茊卧?2為聲光報警器接口，43為報警指示燈，44為報警喇叭，45為故障碼指示器，46為傳輸模塊，47為近程通訊接口，48為近程通訊模塊，49為近程通訊天線，50為遠(yuǎn)程通訊接口，51為遠(yuǎn)程通訊模塊，52為遠(yuǎn)程通訊天線，53為手持操控裝置，54為遠(yuǎn)程用戶端。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:如附圖1所示，該油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設(shè)備上或設(shè)備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊1、能夠接收傳感器和視頻監(jiān)控裝置所發(fā)信號數(shù)據(jù)的信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、顯示裝置、人機(jī)交互裝置、報警及控制裝置以及信號傳輸裝置，電源管理模塊I的電輸出端與單片機(jī)的電輸入端電串接在一起，信號接收轉(zhuǎn)換裝置與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起，顯示裝置、人機(jī)交互裝置、報警及控制裝置和信號傳輸裝置分別與單片機(jī)電連接在一起。主控儀裝置安裝在工程作業(yè)設(shè)備的駕駛室內(nèi)或修井機(jī)操作臺上，主控儀裝置最好采用全密封設(shè)計，滿足作業(yè)設(shè)備防水、防爆及抗震要求，主控儀裝置和傳感器的電氣元件最好采用分區(qū)獨(dú)立防爆設(shè)計，以適應(yīng)油氣開采的特殊作業(yè)場合的需求；單片機(jī)可采用現(xiàn)有公知的各種單片機(jī)?？筛鶕?jù)實(shí)際需要，對上述油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):如附圖1所示，信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置、速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置和視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置；傳感器包括工況傳感器和速度傳感器，工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各工況傳感器相對應(yīng)并能夠?qū)?yīng)接收其輸出信號的工況信號調(diào)理模塊
2、多路開關(guān)模塊3和A/D轉(zhuǎn)換模塊4，各工況信號調(diào)理模塊2分別通過導(dǎo)線與多路開關(guān)模塊3的信號輸入端電連接在一起，多路開關(guān)模塊3的信號輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊4與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起；速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各速度傳感器相對應(yīng)并能夠?qū)?yīng)接收其輸出信號的速度信號調(diào)理模塊5和計數(shù)器模塊6，各速度信號調(diào)理模塊5分別通過導(dǎo)線與計數(shù)器模塊6的信號輸入端電連接在一起，計數(shù)器模塊6的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起；視頻監(jiān)控裝置包括作業(yè)面攝像頭7和作業(yè)點(diǎn)攝像頭8，視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括能夠接收作業(yè)面攝像頭7和作業(yè)點(diǎn)攝像頭8輸出信號的視頻處理模塊9，顯示裝置包括視頻圖像顯示器10、施工參數(shù)及曲線顯示器11和設(shè)備工況顯示器12，視頻處理模塊9的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起，單片機(jī)的信號輸出端通過視頻處理模塊9分別與視頻圖像顯示器10、施工參數(shù)及曲線顯示器11和設(shè)備工況顯示器12的視頻顯示信號輸入端電連接在一起。各工況傳感器將工程作業(yè)設(shè)備的工況及施工設(shè)備的物理參數(shù)檢測信號轉(zhuǎn)換為主控儀裝置可以識別的電信號送給信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊對電信號進(jìn)行調(diào)理和放大后，經(jīng)過多路開關(guān)模塊3、A/D轉(zhuǎn)換模塊4或計數(shù)器模塊6轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可以識別的數(shù)字信號，接著由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲、報警、控制、傳輸?shù)雀黜?xiàng)工作；單片機(jī)能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)送至視頻處理模塊9，施工參數(shù)及曲線顯示器11最好為液晶顯示器LCD，可以同時顯示各類施工參數(shù)與數(shù)據(jù)曲線，如作業(yè)時間、泵壓、大鉤鉤載(鉆壓)、靈敏度、提升次數(shù)、大鉤運(yùn)行速度、滾筒轉(zhuǎn)速、提升高度等數(shù)據(jù)及時間與鉤載的關(guān)系曲線，設(shè)備工況顯示器12最好為液晶顯示器LCD，能夠顯示作業(yè)設(shè)備的工況數(shù)據(jù)，如檔位、機(jī)油壓力、系統(tǒng)氣壓，發(fā)動機(jī)電壓、液力變速箱油壓、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、油量、機(jī)油溫度、油溫、液壓油溫度、閉鎖指示、故障指示等運(yùn)行數(shù)據(jù)，作業(yè)面攝像頭7和作業(yè)點(diǎn)攝像頭8能夠?qū)⒉杉囊曨l信號傳送給視頻處理模塊9，經(jīng)視頻處理模塊9轉(zhuǎn)換后傳送給視頻圖像顯示器10，視頻圖像顯示器10最好為液晶顯示器IXD，能夠分別顯示作業(yè)點(diǎn)和作業(yè)面的視頻圖像。如附圖1所示，工況傳感器包括工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器13、機(jī)油壓力傳感器14、壓縮氣體壓力傳感器15、液力變速箱油壓傳感器16、大鉤載荷傳感器17、液壓油溫度傳感器18、機(jī)油溫度傳感器19和泵壓傳感器20，速度傳感器包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器21和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器22 ;工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器13、機(jī)油壓力傳感器
14、壓縮氣體壓力傳感器15、液力變速箱油壓傳感器16、大鉤載荷傳感器17、液壓油溫度傳感器18、機(jī)油溫度傳感器19和泵壓傳感器20的信號輸出端分別通過線纜與對應(yīng)工況信號調(diào)理模塊2的信號輸入端電連接在一起，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器21和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器22的信號輸出端分別通過線纜與對應(yīng)速度信號調(diào)理模塊5的信號輸入端電連接在一起。不同類型的傳感器分別安裝在相應(yīng)工程作業(yè)設(shè)備或修井機(jī)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)上，還可以通過總線傳輸或無線傳輸方式與對應(yīng)的信號調(diào)理模塊電連接在一起，傳感器的采集精度須滿足現(xiàn)場需求，為保證系統(tǒng)的精度，傳感器需要安裝溫度補(bǔ)償模塊進(jìn)行溫度補(bǔ)償；滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器22可以感應(yīng)滾筒的轉(zhuǎn)動圈數(shù)及方向，經(jīng)過對應(yīng)的信號調(diào)理模塊調(diào)理和放大后，由計數(shù)器模塊6傳送給單片機(jī)，經(jīng)處理與計算，能夠得到游動滑車的高度數(shù)據(jù)。如附圖1所示，單片機(jī)包括32位主處理器23、R0M存儲器或FLASH ROM存儲器24、RAM存儲器25和實(shí)時時鐘與看門狗模塊26，ROM存儲器或FLASH ROM存儲器24、RAM存儲器25、實(shí)時時鐘與看門狗模塊26分別與32位主處理器23的信號端電連接在一起。32位主處理器23為能夠支持Win CE系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)的主處理器，管理軟件、算法軟件及部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲在ROM存儲器或FLASH ROM存儲器24內(nèi)，部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲在RAM存儲器25內(nèi)，當(dāng)32位主處理器23工作異常時，實(shí)時時鐘與看門狗模塊26能夠工作或復(fù)位，使系統(tǒng)繼續(xù)穩(wěn)定工作。如附圖1所示，人機(jī)交互裝置包括輸入及通訊模塊27、感應(yīng)輸入屏28、操作鍵盤29和鼠標(biāo)30，單片機(jī)上電連接有輸入及通訊模塊27，輸入及通訊模塊27上電連接有感應(yīng)屏接口 31、鍵盤接口 32、帶有網(wǎng)絡(luò)與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口 33、C0M1接口 34、C0M2接口 35、鼠標(biāo)USB接口 36和U盤USB接口 37，感應(yīng)輸入屏28、操作鍵盤29和鼠標(biāo)30分別通過感應(yīng)屏接口 31、鍵盤接口 32和鼠標(biāo)USB接口 36與輸入及通訊模塊27電連接在一起，操作鍵盤29上有手動自動切換鍵38 ;報警及控制裝置包括控制模塊39、剎車電控單元40、運(yùn)行急?？刂茊卧?1和報警裝置，報警裝置包括聲光報警器接口 42、報警指示燈43、報警喇叭44和故障碼指示器45 ;控制模塊39的輸入端與單片機(jī)的輸出端電連接在一起，控制模塊39的輸出端分別與聲光報警器接口 42、剎車電控單元40及運(yùn)行急停控制單元41電連接在一起，聲光報警器接口 42通過導(dǎo)線電連接有報警指示燈43、報警喇叭44和故障碼指示器45 ;信號傳輸裝置包括傳輸模塊46、近程通訊裝置和遠(yuǎn)程通訊裝置，近程通訊裝置包括近程通訊接口 47、近程通訊模塊48和近程通訊天線49，遠(yuǎn)程通訊裝置包括遠(yuǎn)程通訊接口 50、遠(yuǎn)程通訊模塊51和遠(yuǎn)程通訊天線52，傳輸模塊46的輸入端與單片機(jī)的通信端電連接在一起，傳輸模塊46的輸出端連接有近程通訊接口 47和遠(yuǎn)程通訊接口 50，近程通訊接口 47與近程通訊模塊48電連接在一起，遠(yuǎn)程通訊接口 50與遠(yuǎn)程通訊模塊51電連接在一起，近程通訊模塊48的信號輸出端與近程通訊天線49電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠(yuǎn)程通訊模塊51的信號輸出端與遠(yuǎn)程通訊天線52電連接在一起并能夠發(fā)射遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號。通過感應(yīng)輸入屏28、操作鍵盤29及鼠標(biāo)30能夠進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置與調(diào)整，如設(shè)置日期、時間、傳感器類型、量程、繩數(shù)(設(shè)定不同的繩數(shù)，以滿足不同類型的作業(yè)設(shè)備)、報警上下(機(jī)油壓力、氣體壓力等)限值、控制觸發(fā)值等參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)與通訊模塊內(nèi)嵌有線、無線以太網(wǎng)模塊，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口 33、COMl接口 34、COM2接口 35和U盤USB接口 37能夠方便與其它設(shè)備的通訊，如支持鼠標(biāo)30、U盤、RS485接口等；若信號接收轉(zhuǎn)換裝置采集的某一數(shù)據(jù)超出設(shè)置值，控制模塊39向聲光報警器接口 42發(fā)送報警信號，報警指示燈43和報警喇叭44工作并發(fā)出故障報警指示，故障碼指示器45顯示故障碼，操作人員依據(jù)故障碼的類型快速定位故障，以便盡早修復(fù)作業(yè)設(shè)備；單片機(jī)根據(jù)用戶預(yù)設(shè)值與采集的游車高度數(shù)據(jù)高度上下限值進(jìn)行比較，當(dāng)高度超限時立即驅(qū)動剎車電控單元40，通過其外接的電磁換向閥控制剎車，同時通過報警指示燈43、報警喇叭44發(fā)出警示，自動處理天車防碰控制等違章操作，當(dāng)單片機(jī)工作異常時，根據(jù)預(yù)定值控制模塊39能夠迅速切入進(jìn)行控制操作，也可通過手動自動切換鍵38進(jìn)行工作狀態(tài)切換，后續(xù)施工由人工進(jìn)行操作，以保障設(shè)備和施工作業(yè)的安全；傳輸模塊46將實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程通訊接口 50、遠(yuǎn)程通訊模塊51和遠(yuǎn)程通訊天線52進(jìn)行遠(yuǎn)程發(fā)布，傳輸模塊46通過近程通訊接口 47、近程通訊模塊48和近程通訊天線49實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置與運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時發(fā)布，遠(yuǎn)程通訊天線52和近程通訊天線49對數(shù)據(jù)以分時傳輸?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)共享；遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號包括3G信號或4G信號，以及GPS定位信息或GLONASS定位信息或北斗定位信息。如附圖1所示，電源管理模塊I包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關(guān)和指示燈。電源管理模塊I可以連接220V交流電源，當(dāng)長期停工時能夠?qū)Ω吣茌o助電池組進(jìn)行充電，也可以連接24V直流電源如車載電瓶進(jìn)行應(yīng)急供電；高能輔助電池組能夠保證不間斷對系統(tǒng)供電，以保障作業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定工作，高能輔助電池組通過電壓監(jiān)測電路、電壓轉(zhuǎn)換電路能夠在施工作業(yè)時對傳感器和單片機(jī)進(jìn)行供電，還能夠?qū)κ殖植倏匮b置53的電池進(jìn)行供電與充電。如附圖1所示，數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠在安全距離以外接收近程通訊天線49發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號的手持操控裝置53，手持操控裝置53包括能夠接收近程通訊天線49發(fā)出的數(shù)據(jù)信號的無線收發(fā)模塊、能夠顯示實(shí)時施工數(shù)據(jù)的手持器顯示屏和能夠設(shè)置工程作業(yè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的手持器鍵盤。手持操控裝置53通過無線收發(fā)模塊接收近程通訊天線49發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號，使現(xiàn)場施工人員能夠通過手持器顯示屏來觀察實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)及施工數(shù)據(jù)，并能夠通過手持器鍵盤來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置。如附圖1所示，數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠設(shè)置在遠(yuǎn)處基地的遠(yuǎn)程用戶端54，遠(yuǎn)程用戶端54包括能夠接收遠(yuǎn)程通訊天線52發(fā)出的遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號的信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器和用戶終端電腦，信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與用戶終端電腦的信號端電連接在一起。通過遠(yuǎn)程通訊天線52對數(shù)據(jù)進(jìn)行分時傳輸，基地內(nèi)的技術(shù)與管理人員通過遠(yuǎn)程用戶端54可以實(shí)時顯示主控儀裝置采集的運(yùn)行數(shù)據(jù)、曲線、歷史數(shù)據(jù)或報警信息，也可以遠(yuǎn)程進(jìn)行信息交換，指導(dǎo)現(xiàn)場作業(yè)。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
權(quán)利要求1.一種油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設(shè)備上或設(shè)備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊、能夠接收傳感器和視頻監(jiān)控裝置所發(fā)信號數(shù)據(jù)的信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、顯示裝置、人機(jī)交互裝置、報警及控制裝置以及信號傳輸裝置，電源管理模塊的電輸出端與單片機(jī)的電輸入端電串接在一起，信號接收轉(zhuǎn)換裝置與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起，顯示裝置、人機(jī)交互裝置、報警及控制裝置和信號傳輸裝置分別與單片機(jī)電連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置、速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置和視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置；傳感器包括工況傳感器和速度傳感器，工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各工況傳感器相對應(yīng)并能夠?qū)?yīng)接收其輸出信號的工況信號調(diào)理模塊、多路開關(guān)模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，各工況信號調(diào)理模塊分別通過導(dǎo)線與多路開關(guān)模塊的信號輸入端電連接在一起，多路開關(guān)模塊的信號輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起；速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各速度傳感器相對應(yīng)并能夠?qū)?yīng)接收其輸出信號的速度信號調(diào)理模塊和計數(shù)器模塊，各速度信號調(diào)理模塊分別通過導(dǎo)線與計數(shù)器模塊的信號輸入端電連接在一起，計數(shù)器模塊的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起；視頻監(jiān)控裝置包括作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點(diǎn)攝像頭，視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括能夠接收作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點(diǎn)攝像頭輸出信號的視頻處理模塊，顯示裝置包括視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設(shè)備工況顯示器，視頻處理模塊的信號輸出端與單片機(jī)的信號輸入端電連接在一起，單片機(jī)的信號輸出端通過視頻處理模塊分別與視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設(shè)備工況顯示器的視頻顯示信號輸入端電連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于工況傳感器包括工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器和泵壓傳感器，速度傳感器包括發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器；工程作業(yè)設(shè)備死繩固定器壓力傳感器、機(jī)油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機(jī)油溫度傳感器和泵壓傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對應(yīng)工況信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對·應(yīng)速度信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于單片機(jī)包括32位主處理器、ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器和實(shí)時時鐘與看門狗模塊，ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器、實(shí)時時鐘與看門狗模塊分別與32位主處理器的信號端電連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于人機(jī)交互裝置包括輸入及通訊模塊、感應(yīng)輸入屏、操作鍵盤和鼠標(biāo)，單片機(jī)上電連接有輸入及通訊模塊，輸入及通訊模塊上電連接有感應(yīng)屏接口、鍵盤接口、帶有網(wǎng)絡(luò)與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口、C0M1接口、C0M2接口、鼠標(biāo)USB接口和U盤USB接口，感應(yīng)輸入屏、操作鍵盤和鼠標(biāo)分別通過感應(yīng)屏接口、鍵盤接口和鼠標(biāo)USB接口與輸入及通訊模塊電連接在一起，操作鍵盤上有手動自動切換鍵；報警及控制裝置包括控制模塊、剎車電控單元、運(yùn)行急?？刂茊卧蛨缶b置，報警裝置包括聲光報警器接口、報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；控制模塊的輸入端與單片機(jī)的輸出端電連接在一起，控制模塊的輸出端分別與聲光報警器接口、剎車電控單元及運(yùn)行急?？刂茊卧娺B接在一起，聲光報警器接口通過導(dǎo)線電連接有報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；信號傳輸裝置包括傳輸模塊、近程通訊裝置和遠(yuǎn)程通訊裝置，近程通訊裝置包括近程通訊接口、近程通訊模塊和近程通訊天線，遠(yuǎn)程通訊裝置包括遠(yuǎn)程通訊接口、遠(yuǎn)程通訊模塊和遠(yuǎn)程通訊天線，傳輸模塊的輸入端與單片機(jī)的通信端電連接在一起，傳輸模塊的輸出端連接有近程通訊接口和遠(yuǎn)程通訊接口，近程通訊接口與近程通訊模塊電連接在一起，遠(yuǎn)程通訊接口與遠(yuǎn)程通訊模塊電連接在一起，近程通訊模塊的信號輸出端與近程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠(yuǎn)程通訊模塊的信號輸出端與遠(yuǎn)程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于人機(jī)交互裝置包括輸入及通訊模塊、感應(yīng)輸入屏、操作鍵盤和鼠標(biāo)，單片機(jī)上電連接有輸入及通訊模塊，輸入及通訊模塊上電連接有感應(yīng)屏接口、鍵盤接口、帶有網(wǎng)絡(luò)與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接口、COMl接口、COM2接口、鼠標(biāo)USB接口和U盤USB接口，感應(yīng)輸入屏、操作鍵盤和鼠標(biāo)分別通過感應(yīng)屏接口、鍵盤接口和鼠標(biāo)USB接口與輸入及通訊模塊電連接在一起，操作鍵盤上有手動自動切換鍵；報警及控制裝置包括控制模塊、剎車電控單元、運(yùn)行急?？刂茊卧蛨缶b置，報警裝置包括聲光報警器接口、報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；控制模塊的輸入端與單片機(jī)的輸出端電連接在一起，控制模塊的輸出端分別與聲光報警器接口、剎車電控單元及運(yùn)行急?？刂茊卧娺B接在一起，聲光報警器接口通過導(dǎo)線電連接有報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；信號傳輸裝置包括傳輸模塊、近程通訊裝置和遠(yuǎn)程通訊裝置，近程通訊裝置包括近程通訊接口、近程通訊模塊和近程通訊天線，遠(yuǎn)程通訊裝置包括遠(yuǎn)程通訊接口、遠(yuǎn)程通訊模塊和遠(yuǎn)程通訊天線，傳輸模塊的輸入端與單片機(jī)的通信端電連接在一起，傳輸模塊 的輸出端連接有近程通訊接口和遠(yuǎn)程通訊接口，近程通訊接口與近程通訊模塊電連接在一起，遠(yuǎn)程通訊接口與遠(yuǎn)程通訊模塊電連接在一起，近程通訊模塊的信號輸出端與近程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠(yuǎn)程通訊模塊的信號輸出端與遠(yuǎn)程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于電源管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關(guān)和指示燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于電源管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關(guān)和指示燈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠在安全距離以外接收近程通訊天線發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號的手持操控裝置，手持操控裝置包括能夠接收近程通訊天線發(fā)出的數(shù)據(jù)信號的無線收發(fā)模塊、能夠顯示實(shí)時施工數(shù)據(jù)的手持器顯示屏和能夠設(shè)置工程作業(yè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的手持器鍵盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其特征在于數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠設(shè)置在遠(yuǎn)處基地的遠(yuǎn)程用戶端，遠(yuǎn)程用戶端包括能夠接收遠(yuǎn)程通訊天線發(fā)出的遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)信號的信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器和用戶終端電腦，信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與用戶終端電腦的信號端電連接在一起。
專利摘要本實(shí)用新型涉及油氣田工程作業(yè)設(shè)備控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，是一種油氣田工程作業(yè)設(shè)備綜合控制裝置，其包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設(shè)備上或設(shè)備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊、信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機(jī)、顯示裝置。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過傳感器及視頻頭監(jiān)控工程作業(yè)設(shè)備，通過單片機(jī)對工況與作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、顯示、存儲、對故障進(jìn)行報警與處理、遠(yuǎn)程傳輸與實(shí)時發(fā)布，提高了作業(yè)設(shè)備的運(yùn)行、管理和維護(hù)效率，能夠廣泛用于石油鉆機(jī)、井下作業(yè)、礦山作業(yè)、工程作業(yè)車輛施工等領(lǐng)域，具有功能全面、使用方便、安全、省力、高效的特點(diǎn)。
文檔編號G05B19/418GK203164718SQ20132012815
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者符國江, 杜云明, 趙永明, 呂新農(nóng), 桂軍 申請人:中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司