專利名稱：智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，具體地說是一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著鉆進(jìn)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，鉆機(jī)操作人員的需求與日俱增，技術(shù)要求也在不斷的提高。液壓起升系統(tǒng)和鉆井液循環(huán)系統(tǒng)是鉆機(jī)中最為重要的組成部分，整個(gè)鉆井工藝中也都起著非常重要的作用，如果起升操作不當(dāng)，輕者承受一定的經(jīng)濟(jì)損失，重則引起不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是人員傷亡。由于在鉆機(jī)的起升操作過程中，操作人員的操作流程、技能熟練程度和應(yīng)變能力起著決定性作用，如果沒有扎實(shí)的操作技能和處理事故的經(jīng)驗(yàn)，則生產(chǎn)將承受潛在的巨大安全風(fēng)險(xiǎn)，鉆井液循環(huán)固控系統(tǒng)的配套設(shè)備，如果操作不當(dāng)同樣存在事故隱患和安全風(fēng)險(xiǎn)，因此必須設(shè)法培訓(xùn)相當(dāng)數(shù)量的鉆機(jī)操作人員并提高其操作技能和熟悉控制流程。為了使操作人員能夠?qū)?shí)際鉆機(jī)操作和鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中的關(guān)聯(lián)性做一個(gè)系統(tǒng)全面的理解和認(rèn)識(shí)，目前的鉆機(jī)仿真模型是由鉆機(jī)機(jī)械裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)構(gòu)成，這種類型的鉆機(jī)立體模型可分為有靜態(tài)展示用鉆機(jī)立體模型和動(dòng)態(tài)感觀型立體鉆機(jī)模型兩種形式，所述靜態(tài)展示用鉆機(jī)立體模型所展示的配套設(shè)備都是用金屬和塑模材料灌注成固定的固態(tài)模型，僅僅展現(xiàn)的是配套設(shè)備的外觀和結(jié)構(gòu)，不具備配套設(shè)備模型所具有的功能和模擬動(dòng)感效果，其是由井架、井架底座、立柱、井架起升裝置、絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、二層臺(tái)、井架操作臺(tái)、工作梯、鉆臺(tái)面、司鉆房、護(hù)欄和樓梯組成，井架下端與鉆臺(tái)面固定連接，上端與天車固定連接，井架上固定有二層臺(tái)、井架操作臺(tái)和工作梯、井架內(nèi)設(shè)有游車和大鉤，游車上端經(jīng)鋼絲繩通過天車連接連接到絞車，下端與大鉤連接，鉆臺(tái)面上設(shè)有護(hù)欄，鉆臺(tái)面下端經(jīng)井架起升裝置與井架底座模擬鉸接，并經(jīng)立柱相支撐，鉆臺(tái)面?zhèn)让嬖O(shè)有樓梯，所述所謂動(dòng)態(tài)感觀型鉆 機(jī)立體模型是由井架、井架底座、立柱、井架起升裝置、絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、二層臺(tái)、井架操作臺(tái)、工作梯、鉆臺(tái)面、司鉆房、護(hù)欄和樓梯組成，井架下端與鉆臺(tái)面固定連接，上端與天車固定連接，井架上固定有二層臺(tái)、井架操作臺(tái)和工作梯、井架內(nèi)設(shè)有游車和大鉤，游車上端經(jīng)鋼絲繩通過天車連接連接到絞車，下端與大鉤連接，鉆臺(tái)面上設(shè)有護(hù)欄，鉆臺(tái)面下端經(jīng)井架起升裝置與井架底座模擬鉸接，并經(jīng)立柱相支撐，鉆臺(tái)面?zhèn)让嬖O(shè)有樓梯，這種所謂動(dòng)態(tài)感觀型鉆機(jī)立體模型只是在井架上增加了水平往復(fù)移動(dòng)和絞車垂直提升/降落往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，上述兩種模型的不足是:都不能讓操作人員真正體現(xiàn)鉆機(jī)工作時(shí)的實(shí)際動(dòng)態(tài)效果，更沒有自動(dòng)化控制的操作功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)新穎、能真正體現(xiàn)鉆機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果，本實(shí)用新型涉及的仿真鉆機(jī)井架、底座模擬液壓同步起升操作系統(tǒng)和鉆井液循環(huán)和固控裝置是最為重要的組成部分，本實(shí)用新型生動(dòng)展現(xiàn)鉆機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果，同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和實(shí)際操作完全兼容，完成鉆機(jī)在實(shí)際作業(yè)環(huán)境下的每一步操作，實(shí)現(xiàn)所有配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制，并通過觸摸人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)同樣的控制功能，同時(shí)顯示鉆機(jī)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，使整套鉆機(jī)立體模型達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的效果，為實(shí)習(xí)操作人員提供了理想的教學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，提升操作人員的操作流程、技能熟練程度和應(yīng)變能力起著決定性作用，降低生產(chǎn)中承受潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，從而減少現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)的成本和風(fēng)險(xiǎn)，尤其是對(duì)將來要從事的鉆井工作的在校學(xué)生來說，畢業(yè)后將可能盡快地投入到現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)工作中，從而為企業(yè)帶來更多的效益。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括鉆機(jī)機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)，所述鉆機(jī)機(jī)械裝置采用鉆機(jī)模擬液壓起升仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其包括井架、井架底座、井架起升裝置、底座起升裝置、絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、二層臺(tái)、井架操作臺(tái)、工作梯、鉆臺(tái)面、護(hù)欄、樓梯、司鉆房、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、模擬綜合液壓站和液壓同步起升控制系統(tǒng)，所述模擬綜合液壓站一路與控制系統(tǒng)相連接，另一路與液壓同步起升控制系統(tǒng)相連接，液壓同步起升控制系統(tǒng)分別控制井架起升裝置和底座起升裝置的升或降，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)和頂驅(qū)，井架下段的起升頂柱經(jīng)井架起升裝置與底座相鉸接，以利于控制井架的升降，井架下端與底座鉆臺(tái)面相鉸接，井架上端與天車固定連接，井架上固定設(shè)有二層臺(tái)和井架操作臺(tái)、井架內(nèi)設(shè)有游車和大鉤，游車上端經(jīng)鋼絲繩與天車相連接，游車下端與大鉤連接，鋼絲繩穿過天車上的滾輪經(jīng)絞車驅(qū)動(dòng)連接，絞車滾輪經(jīng)絞車電機(jī)驅(qū)動(dòng)，頂驅(qū)上端與大鉤固定連接，頂驅(qū)下端與鉆桿固定連接，鉆桿穿過轉(zhuǎn)盤中心下端與鉆頭固定連接，鉆桿通過頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)，使絞車控制鉆桿上提或下落，司鉆房設(shè)在井架下端的鉆臺(tái)面上，鉆臺(tái)面周邊設(shè)有護(hù)欄，鉆臺(tái)面的中部安裝有轉(zhuǎn)盤，鉆臺(tái)面下端安裝有轉(zhuǎn)盤電機(jī)，鉆臺(tái)面下端經(jīng)鉆臺(tái)面起升裝置與底座相鉸接，以使鉆臺(tái)面起升裝置帶動(dòng)鉆臺(tái)面起升或降落，轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)、頂驅(qū)、鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿、井架起升電動(dòng)推桿分別經(jīng)電纜與控制系統(tǒng)相連接。本實(shí)用新型所述控制系統(tǒng)采用自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其包括模擬VFD控制中心、PLC可編程控制系統(tǒng)、人機(jī)界面和司鉆控制中心，模擬VFD控制中心分四路分別接至井架起升裝置和鉆臺(tái)面起升裝 置，模擬VFD控制中心與司鉆控制中心接有MPl控制電路單元、MP2控制電路單元、轉(zhuǎn)盤控制單元和絞車控制單元電纜連接，司鉆控制中心通過人機(jī)界面和PLC可編程控制系統(tǒng)與模擬VFD控制中心相連接，剎車控制電纜通過模擬VFD控制中心接到能耗制動(dòng)房，綜合液壓站經(jīng)動(dòng)力電纜和控制電纜連接到模擬VFD控制中心，模擬綜合液壓站通過井架、模擬液壓同步起升操作系統(tǒng)分別與鉆臺(tái)面起升裝置中的鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿和井架起升裝置中的井架起升電動(dòng)推桿相連接，井架底座區(qū)域的轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)、頂驅(qū)分別通過電纜接到VFD控制系統(tǒng)，以利于控制轉(zhuǎn)盤的啟/停、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速調(diào)整、絞車的啟/停、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，自動(dòng)換向、轉(zhuǎn)速調(diào)整。本實(shí)用新型可在所述鉆機(jī)機(jī)械裝置中設(shè)有鉆井液循環(huán)和固控裝置，所述鉆井液循環(huán)和固控裝置包括振動(dòng)篩電機(jī)、泥漿泵、灌注泵、除砂泵、除泥泵、傳輸泵、水泵、混合泵、補(bǔ)給泵、除砂器、除泥器、除氣器、攪拌機(jī)、振動(dòng)篩罐、中間罐、吸入罐、混合罐、儲(chǔ)備罐、射流混漿器、固控罐、水罐I和水罐II，振動(dòng)篩罐的上層安裝有振動(dòng)篩1-1II，振動(dòng)篩1-1II的下端安裝有除砂泵，除砂泵的輸入端接到振動(dòng)篩罐，除砂泵的輸出端接到除砂器的輸入端，除砂器的輸出端接到振動(dòng)篩罐的導(dǎo)流槽，振動(dòng)篩1-1II的旁邊安裝除氣器，除氣器的對(duì)面安裝除砂器，除氣器和除砂器之間安裝攪拌機(jī)I，振動(dòng)篩罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，中間罐和振動(dòng)篩罐之間有管線連接，由閥門控制，中間罐的下端側(cè)面安裝有除泥泵，除泥泵的輸入接中間罐，除泥泵的輸出接到除泥器的輸入端，除泥器的輸出端接到中間罐的導(dǎo)流槽，中間罐的上層安裝有除泥器、攪拌機(jī)I1、111，中間罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，吸入罐和中間罐之間有管線連接，由閥門控制，吸入罐的上層安裝有攪拌機(jī)IV、V，吸入罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，混合罐和儲(chǔ)備罐I之間有管線連接，由閥門控制，混合罐的下端側(cè)面安裝有混合泵I和混合泵II，混合泵1、II的輸入端分別接到吸入灌的兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，同時(shí)接到鉆井液輸送主管線，混合泵1、II的輸出端分別接經(jīng)射流混漿器1、II的入口端，另一端分別接到固控罐上層的補(bǔ)水管線I和補(bǔ)水管線II，補(bǔ)水管線I和補(bǔ)水管線II通過閥門控制并聯(lián)排布，混合罐的上層安裝有攪拌機(jī)V1、VL混合罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，儲(chǔ)備罐I和混合罐之間有管線連接，由閥門控制，儲(chǔ)備罐I的下端側(cè)面安裝有傳輸泵I，傳輸泵I的輸入端接到鉆井液輸送主管線，同時(shí)接到吸入灌的兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，傳輸泵I的輸出端接到儲(chǔ)備罐I的邊管，儲(chǔ)備罐I上層安裝有攪拌機(jī)VILIX，儲(chǔ)備罐I側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，儲(chǔ)備罐I的邊管接到儲(chǔ)備罐II的邊管，儲(chǔ)備罐II的下端側(cè)面安裝有傳輸泵II，傳輸泵II的輸入端接到鉆井液輸送主管線，同時(shí)接到吸入灌的兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，傳輸泵II的輸出端接到儲(chǔ)備罐II的邊管，儲(chǔ)備罐II上層安裝有攪拌機(jī)X、X I，儲(chǔ)備罐II側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，水罐I的下端側(cè)面安裝有水泵I，水泵I的輸入端分別接到水罐I和水罐II，水泵I的輸出端接到儲(chǔ)備罐II的邊管，水罐I另一側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，水罐II的下端側(cè)面安裝有水泵II，水泵II的輸入端分別接到水罐II和水罐I，水泵II的輸出端接到儲(chǔ)備罐II的邊管，水罐II的另一側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，泥漿泵區(qū)域的灌注泵I輸入端接鉆井液輸送主管線，灌注泵I輸出端接到泥漿泵I的低壓吸入端，泥漿泵I的高壓輸出端通過高壓管匯、高壓軟管、立管接到井架水龍頭，灌注泵II輸入端接鉆井液輸送主管線，灌注泵II輸出端接到泥漿泵II的低壓輸入端，泥漿泵II的高壓輸出端通過高壓管匯、高壓軟管、立管接到井架水龍頭，泥漿泵I和泥漿泵II的高壓輸出端分別通過高壓管匯并聯(lián)連接接到高壓軟管，所述灌注泵1、I1、液氣分離區(qū)域的補(bǔ)給泵、振動(dòng)篩罐區(qū)的除沙泵電機(jī)、振動(dòng)篩電機(jī)、除氣器電機(jī)、攪拌機(jī)1、中間罐區(qū)的除泥泵電機(jī)、攪拌機(jī)11、111、吸入罐區(qū)的攪拌機(jī)IV、V、混合罐區(qū)的混合泵1、混合泵II和 攪拌機(jī)V1、vn、l#儲(chǔ)備罐區(qū)的傳輸泵1、攪拌機(jī)VILIX、2#儲(chǔ)備罐區(qū)的傳輸泵I1、攪拌機(jī)X、X 1、水泵區(qū)的水泵電機(jī)I和水泵電機(jī)I1、液氣分離器區(qū)域的補(bǔ)給泵、攪拌機(jī)1-11、除砂泵、除泥泵、灌注泵1、I1、傳輸泵1、I1、水泵1、I1、振動(dòng)篩1-1I1、混合泵1、11、補(bǔ)給泵分別通過電纜接到VFD控制中心，模擬VFD自動(dòng)化控制中心的1#泥漿泵MPl的控制電纜和動(dòng)力電纜接到1#泥漿泵MPl上，VFD控制中心的2#泥漿泵MP2控制電纜和動(dòng)力電纜接到2#泥漿泵MP2上，以利于控制泥漿泵的啟/停及轉(zhuǎn)速調(diào)整，振動(dòng)篩的震動(dòng)電機(jī)、攪拌機(jī)、轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)、頂驅(qū)電機(jī)全部采用需要提供電源工作的微型電機(jī)。本實(shí)用新型可在振動(dòng)篩罐、吸入罐和儲(chǔ)備罐的上方分別設(shè)有LED照明燈，以利于模擬實(shí)際區(qū)域照明，LED照明燈通過照明電纜接到模擬VFD控制中心。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包括電子監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控顯示器、硬盤錄像機(jī)和攝像頭，電子監(jiān)控系統(tǒng)一路接模擬VFD控制中心，另一路接硬盤錄像機(jī)，攝像頭接硬盤錄像機(jī)的視頻輸入端，監(jiān)控顯示器接到硬盤錄像機(jī)的視頻輸出端。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包括可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、聲光報(bào)警系統(tǒng)、頻閃燈和報(bào)警喇叭，可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)一路接到VFD控制中心，另一路接到聲光報(bào)警系統(tǒng)，聲光報(bào)警系統(tǒng)輸出接報(bào)警喇叭和報(bào)警頻閃警示燈。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包括電話擴(kuò)音系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、麥克風(fēng)、音頻放大器和音頻喇叭，電話/擴(kuò)音系統(tǒng)一路接到VFD控制中心，另一路接到電話系統(tǒng)、電話系統(tǒng)接到首頻放大器輸入〗而，麥克風(fēng)接到首頻放大器輸入〗而，首頻放大器輸出％5接音頻喇叭。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還可設(shè)有無線遙控操作系統(tǒng)，所述無線遙控操作系統(tǒng)包括無線遙控接收電路和無線發(fā)射模塊，無線遙控電路與模擬VFD控制中心導(dǎo)線連接，無線發(fā)射模塊與無線遙控接收電路無線連接，通過采用三十六路無線遙控實(shí)現(xiàn)所有功能的現(xiàn)場(chǎng)操作，遙控距離可達(dá)200米，給實(shí)習(xí)操作人員帶來真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和本地操作完全兼容，完成鉆機(jī)在作業(yè)環(huán)境下的每一步操作，實(shí)現(xiàn)鉆井機(jī)械配套裝置及配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制。本實(shí)用新型還可設(shè)有GEN1-3#發(fā)電機(jī)組和EM-GEN應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，GEN1-3#發(fā)電機(jī)組和EM-GEN應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的動(dòng)力電纜和控制電纜分別接到模擬VFD控制中心的發(fā)電機(jī)接線窗口，以利于實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的實(shí)際狀態(tài)。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)，真實(shí)生動(dòng)地展現(xiàn)鉆機(jī)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果，重點(diǎn)展示鉆井井架、底座模擬液壓起升過程以及鉆井液循環(huán)泵、固控裝置的功能仿真、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和模擬運(yùn)行控制，同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和本地操作完全兼容，完成鉆機(jī)在實(shí)際作業(yè)環(huán)境下的每一步操作，實(shí)現(xiàn)鉆井機(jī)械配套裝置及配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制，并通過觸摸人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)同樣的控制功能，同時(shí)顯示鉆機(jī)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的效果，為實(shí)訓(xùn)操作人員提供了理想的教學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)模擬教學(xué)。
圖1是本實(shí)用新型的整體布置平面示意圖。圖2本實(shí)用新型中鉆機(jī)機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的左視圖。圖4是本實(shí)用新型自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的方框圖。圖5是圖4中模擬VFD自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制原理圖1。
圖6是圖4中模擬VFD自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制原理圖2。圖7是圖4中的同步液壓起升控制系統(tǒng)的控制原理圖。圖8是圖4中絞車控制單元的控制原理圖。圖9是圖4中轉(zhuǎn)盤控制單元的控制原理圖。圖10是圖4中I號(hào)泥漿泵、2號(hào)泥漿泵傳動(dòng)控制原理圖。圖11是圖4中鉆井液循環(huán)和固控裝置控制原理圖。圖12是圖4中頂驅(qū)控制單元的控制原理圖。附圖標(biāo)記:井架1、井架底座2、井架起升裝置3、底座起升裝置4、絞車5、天車6、游車7、大鉤8、鋼絲繩9、二層臺(tái)10、井架操作臺(tái)11、工作梯12、鉆臺(tái)面13、護(hù)欄14、樓梯15、司鉆房16、模擬綜合液壓站17、轉(zhuǎn)盤電機(jī)18、絞車電機(jī)19、頂驅(qū)20、轉(zhuǎn)盤21、井架起升頂柱22、鉆臺(tái)面斜撐23、立柱24、井架起升電動(dòng)推桿25、鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26、井架垂直梁27、井架橫撐28、井架斜撐29、活動(dòng)鉸鏈30、井架下段31、井架中段32、井架上段33、液壓同步起升控制系統(tǒng)34、模擬VFD控制中心35、PLC可編程控制系統(tǒng)36、人機(jī)界面37、司鉆控制中心38、MP1控制電路單元39、MP2控制電路單元40、轉(zhuǎn)盤控制單元41、絞車控制單元42、泥漿泵I 43、泥漿泵II 44、灌注泵45、振動(dòng)篩46、除砂泵47、除泥泵49、混合泵52、傳輸泵53、水泵54、補(bǔ)給泵55、除砂器48、除泥器49、除氣器51、攪拌機(jī)65 1-11、振動(dòng)篩罐56、中間罐57、吸入罐58、混合罐59、儲(chǔ)備罐I 60、儲(chǔ)備罐II 61、射流混漿器62 1、I1、水罐I 63、水罐II 64、井架照明66、固控照明67、電子監(jiān)控系統(tǒng)68、監(jiān)控顯示器69、硬盤錄像機(jī)70、攝像頭71、可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)72、聲光報(bào)警系統(tǒng)73、報(bào)警喇叭74、報(bào)警頻閃警示燈75、航標(biāo)燈76、電話擴(kuò)音系統(tǒng)77、電話系統(tǒng)78、音頻放大器79、音頻喇叭80、麥克風(fēng)81、無線遙控接收電路82、無線發(fā)射模塊83、發(fā)電機(jī)組84、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組85、鉆機(jī)機(jī)械裝置86。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明:如附圖2、3、4所示，一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括鉆機(jī)機(jī)械裝置86和控制系統(tǒng)，其中:所述鉆機(jī)機(jī)械裝置采用鉆機(jī)模擬液壓起升仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其包括包括井架1、井架底座2、井架起升裝置3、底座起升裝置4、絞車5、天車6、游車7、大鉤8、鋼絲繩9、二層臺(tái)10、井架操作臺(tái)11、工作梯12、鉆臺(tái)面13、護(hù)欄14、樓梯15、司鉆房16、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、模擬綜合液壓站17和液壓同步起升控制系統(tǒng)34，所述模擬綜合液壓站17 —路與控制系統(tǒng)相連接，另一路與液壓同步起升控制系統(tǒng)34相連接，控制系統(tǒng)和液壓同步起升控制系統(tǒng)34分別控制井架起升裝置3和底座起升裝置4的升或降，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)盤電機(jī)18、絞車電機(jī)19和頂·驅(qū)20，所述井架I是由井架上段33、井架中段32和井架下段31依次經(jīng)活動(dòng)鉸鏈30連接而成，所述井架上段33、井架中段32和井架下段31分別是由井架垂直梁27、井架橫撐28和井架斜撐29構(gòu)成，橫撐28和垂直梁27相互連接而形成立方體框架，所框架內(nèi)的對(duì)角線是由井架斜撐29相支撐，井架下段31的井架起升頂柱22經(jīng)井架起升裝置3與底座2相鉸接，以利于控制井架的升降，井架I上端與天車6固定連接，井架I上固定設(shè)有二層臺(tái)10和井架操作臺(tái)11、井架I內(nèi)設(shè)有游車7和大鉤8，游車7上端經(jīng)鋼絲繩9與天車6相連接，游車7下端與大鉤8連接，鋼絲繩9穿過天車6上的滾輪經(jīng)絞車5驅(qū)動(dòng)連接，絞車5滾輪經(jīng)絞車電機(jī)19驅(qū)動(dòng)，頂驅(qū)20上端與大鉤8固定連接，頂驅(qū)20下端與鉆桿固定連接，鉆桿穿過轉(zhuǎn)盤21中心下端與鉆頭固定連接，鉆桿通過頂驅(qū)20驅(qū)動(dòng)，使絞車5控制鉆桿上提或下落，司鉆房16設(shè)在井架I下端的鉆臺(tái)面13上，鉆臺(tái)面13周邊設(shè)有護(hù)欄14，鉆臺(tái)面13的中部安裝有轉(zhuǎn)盤21，鉆臺(tái)面13下端安裝有轉(zhuǎn)盤電機(jī)18，鉆臺(tái)面13下端經(jīng)底座起升裝置4與底座2相鉸接，以使底座起升裝置4帶動(dòng)鉆臺(tái)面13起升或降落，所述鉆臺(tái)起升裝置4包括立柱24和鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26，立柱24上端與鉆臺(tái)面13相鉸接，下端與底座2相鉸接，鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26 —端與鉆臺(tái)面13下端相鉸接,另一端與底座2相鉸接，以使鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26推動(dòng)鉆臺(tái)面13上升或下降，井架起升裝置包括井架起升頂柱22和井架起升電動(dòng)推桿25，井架頂柱22固定在井架I下段的上端，井架起升電動(dòng)推桿25 —端與井架頂柱22相鉸接，另一端與底座2相鉸接，以使井架起升電動(dòng)推桿25推動(dòng)井架I起升或降落，轉(zhuǎn)盤電機(jī)18、絞車電機(jī)19、頂驅(qū)20、鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26、井架起升電動(dòng)推桿25分別與控制系統(tǒng)相連接，鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26和井架起升電動(dòng)推桿25也可采用油缸或氣缸代替，所述井架1、底座2制作材料采用20#-40#工業(yè)鋁型材、鋁活動(dòng)鉸鏈或鋁材、鋁方管加工裝配而成。本實(shí)用新型所述控制系統(tǒng)采用自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其包括模擬VFD控制中心35和司鉆控制中心38，模擬VFD控制中心35分四路分別接至井架起升裝置3和鉆臺(tái)面起升裝置4，模擬VFD控制中心35與司鉆控制中心38接有MPl控制電路單元39、MP2控制電路單元40、轉(zhuǎn)盤控制單元41和絞車控制單元42電纜連接，司鉆控制中心38與模擬VFD控制中心35相連接，剎車控制電纜通過模擬VFD控制中心接到能耗制動(dòng)房，綜合液壓站經(jīng)動(dòng)力電纜和控制電纜連接到模擬VFD控制中心35，模擬綜合液壓站17通過井架1、模擬液壓同步起升操作系統(tǒng)34分別與鉆臺(tái)面起升裝置4中的鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿26和井架起升裝置3中的井架起升電動(dòng)推桿25相連接，井架底座區(qū)域的轉(zhuǎn)盤電機(jī)18、絞車電機(jī)19、頂驅(qū)20分別通過電纜接到VFD控制系統(tǒng)，以利于控制轉(zhuǎn)盤的啟/停、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速調(diào)整、絞車的啟/停、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，自動(dòng)換向、轉(zhuǎn)速調(diào)整。本實(shí)用新型可在所述鉆機(jī)機(jī)械裝置中設(shè)有鉆井液循環(huán)和固控裝置，所述鉆井液循環(huán)和固控裝置包括振動(dòng)篩電機(jī)46、泥漿泵I 43、泥漿泵II 44、除砂泵47、除泥泵49、傳輸泵53、水泵54、混合泵52、灌注泵45、補(bǔ)給泵55、除砂器48、除泥器50、除氣器51、攪拌機(jī)65 1-11、振動(dòng)篩罐56、中間罐57、吸入罐58、混合罐59、儲(chǔ)備罐I 60、儲(chǔ)備罐II 61、射流混漿器62 1、I1、水罐I 63和水罐II 64，振動(dòng)篩罐56的上層安裝有振動(dòng)篩46 1-1II，振動(dòng)篩46 1-1II的下端安裝有除砂泵47，除砂泵47的輸入端接到振動(dòng)篩罐56，除砂泵47的輸出端接到除砂器48的輸入端，除砂器48的輸出端接到振動(dòng)篩罐56的導(dǎo)流槽，振動(dòng)篩46 1-1II的旁邊安裝除氣器51，除氣器51的對(duì)面安裝除砂器48，除氣器51和除砂器48之間安裝攪拌機(jī)65 I，振動(dòng)篩罐56側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，中間罐57和振動(dòng)篩罐56之間有管線連接，由閥門控制，中間罐57的下端側(cè)面安裝有除泥泵49，除泥泵49的輸入接中間罐57，除泥泵49的輸出接到除泥器的輸入端，除泥器的輸出端接到中間罐57的導(dǎo)流槽，中間罐57的上層安裝有除泥器50、攪拌機(jī)65 II JII,中間罐57側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，吸入罐58和中間罐57之間有管線連接，由閥門控制，吸入罐58的上層安裝有攪拌機(jī)65 IV、V，吸入罐58側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，混合罐59和儲(chǔ)備罐I 60之間有管線連接，由閥門控制，混合罐59的下端側(cè)面安裝有混合泵52 I和混合泵52 II，混合泵52 1、II的輸入端分別接到兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，同時(shí)接到鉆井液輸送主管線，混合泵52 1、II的輸出端分別接經(jīng)射流混漿器62 1、II的入口端，另一端分別接到混合罐59上層的補(bǔ)水管線I和補(bǔ)水管線II，補(bǔ)水管線I和補(bǔ)水管線II通過閥門控制并聯(lián)排布，混合罐59的上層安裝有攪拌機(jī)65 V1、VL混合罐59側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，儲(chǔ)備罐60 I和混合罐59之間有管線連接，由閥門控制，儲(chǔ)備罐I 60的下端側(cè)面安裝有傳輸泵53 I，傳輸泵53 I的輸入端接到鉆井液輸送主管線，同時(shí)接到兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，傳輸泵53 I的輸出端接到儲(chǔ)備罐I 60的邊管，儲(chǔ)備罐I 60上層安裝有攪拌機(jī)65 VILIX，儲(chǔ)備罐I 60側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線 ，儲(chǔ)備罐I 60的邊管接到儲(chǔ)備罐II 61的邊管，儲(chǔ)備罐II 61的下端側(cè)面安裝有傳輸泵53 II，傳輸泵53 II的輸入端接到鉆井液輸送主管線，同時(shí)接到兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，傳輸泵53 II的輸出端接到儲(chǔ)備罐II 61的邊管，儲(chǔ)備罐II 61上層安裝有攪拌機(jī)65 X、X I，儲(chǔ)備罐II 61側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，水罐I 63的下端側(cè)面安裝有水泵54 I，水泵54 I的輸入端分別接到水罐I 63和水罐II 64，水泵54 I的輸出端接到儲(chǔ)備罐II 61的邊管，水罐I 63另一側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，水罐II 64的下端側(cè)面安裝有水泵54 II，水泵54 II的輸入端分別接到水罐II 64和水罐I 63，水泵54 II的輸出端接到儲(chǔ)備罐II 61的邊管，水罐II 64的另一側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，泥漿泵區(qū)域的灌注泵45 I輸入端接鉆井液輸送主管線，灌注泵45 I輸出端接到泥漿泵I 43的低壓吸入端，泥漿泵I 43的高壓輸出端通過高壓管匯、高壓軟管、立管接到井架水龍頭，灌注泵45 II輸入端接鉆井液輸送主管線，灌注泵45 II輸出端接到泥漿泵II 44的低壓輸入端，泥漿泵II 44的高壓輸出端通過高壓管匯、高壓軟管、立管接到井架水龍頭，所述灌注泵45 1、11、振動(dòng)篩罐區(qū)設(shè)有的除沙泵電機(jī)、振動(dòng)篩電機(jī)、除氣器電機(jī)、攪拌機(jī)1、中間罐區(qū)設(shè)有的除泥泵電機(jī)、攪拌機(jī)IIJI1、吸入罐區(qū)的攪拌機(jī)IV、V、混合罐區(qū)的混合泵1、混合泵II和攪拌機(jī)V1、VD、1#儲(chǔ)備罐區(qū)的傳輸泵1、攪拌機(jī)VILIX、2#儲(chǔ)備罐區(qū)的傳輸泵I1、攪拌機(jī)X、X 1、水泵區(qū)的水泵電機(jī)I和水泵電機(jī)I1、液氣分離器區(qū)域設(shè)有的補(bǔ)給泵55、攪拌機(jī)1-11、除砂泵、除泥泵、灌注泵1、I1、傳輸泵1、I1、水泵1、I1、振動(dòng)篩1-1I1、混合泵
1、I1、補(bǔ)給泵分別通過電纜接到模擬VFD控制中心35，振動(dòng)篩的震動(dòng)電機(jī)、攪拌機(jī)、轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)、頂驅(qū)電機(jī)全部采用需要提供電源工作的微型電機(jī)，模擬VFD控制中心35的1#泥漿泵MPl的控制電纜和動(dòng)力電纜接到1#泥漿泵MPl上，模擬VFD控制中心35的2#泥漿泵MP2控制電纜和動(dòng)力電纜接到2#泥漿泵MP2上，以利于控制泥漿泵的啟/停及轉(zhuǎn)速調(diào)整，通過鉆井液循環(huán)和固控裝置的功能仿真、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和模擬運(yùn)行控制，同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和本地操作完全兼容，完成鉆機(jī)在實(shí)際作業(yè)環(huán)境下的每一步操作，實(shí)現(xiàn)鉆井機(jī)械配套裝置及配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制。本實(shí)用新型可在振動(dòng)篩罐56、中間罐57、吸入罐58、混合罐59和儲(chǔ)備罐60、61的上方分別設(shè)有LED固控照明67，井架上設(shè)有LED井架照明66，以利于模擬實(shí)際的井架、固控區(qū)域照明，固控照明67和井架照明66分別通過照明電纜接到模擬VFD控制中心35。本實(shí)用新型·所述固控區(qū)域使用的泥漿泵I 43、泥漿泵II 44、灌注泵45、除砂泵47、除泥泵49、混合泵52、傳輸泵53、水泵54、補(bǔ)給泵55全部采用需要提供電源工作的微型水栗。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包括電子監(jiān)控系統(tǒng)68、監(jiān)控顯示器69、硬盤錄像機(jī)70和攝像頭71，電子監(jiān)控系統(tǒng)68 —路接模擬VFD控制中心35，另一路接硬盤錄像機(jī)70，硬盤錄像機(jī)70的視頻輸入端接攝像頭71，視頻輸出端接監(jiān)控顯示器69。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包括可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)72、聲光報(bào)警系統(tǒng)73、報(bào)警喇叭74和報(bào)警頻閃燈75，可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)72 —路接到模擬VFD控制中心35，另一路接到聲光報(bào)警系統(tǒng)73，聲光報(bào)警系統(tǒng)73輸出端分別接報(bào)警喇叭74和報(bào)警頻閃警示燈75。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還包括電話擴(kuò)音系統(tǒng)77、電話系統(tǒng)78、音頻放大器79和音頻喇叭80，電話/擴(kuò)音系統(tǒng)77 —路接到模擬VFD控制中心35，另一路通過音頻放大器接到電話系統(tǒng)78，電話系統(tǒng)78通過音頻放大器79與音頻喇叭80相連接。[0041]本實(shí)用新型還可設(shè)有麥克風(fēng)81，麥克風(fēng)81通過音頻放大器79接音頻喇叭80。本實(shí)用新型所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)還可設(shè)有無線遙控操作系統(tǒng)，所述無線遙控操作系統(tǒng)包括無線遙控接收電路82和無線發(fā)射模塊83，無線遙控接收電路82與模擬VFD控制中心35導(dǎo)線連接，無線發(fā)射模塊83與無線遙控接收電路82無線連接，通過采用三十六路無線遙控實(shí)現(xiàn)所有功能的現(xiàn)場(chǎng)操作，遙控距離可達(dá)200米，給實(shí)習(xí)操作人員帶來真實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和本地操作完全兼容，完成鉆機(jī)在作業(yè)環(huán)境下的每一步操作，實(shí)現(xiàn)鉆井機(jī)械配套裝置及配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制。本實(shí)用新型還可設(shè)有GEN1-3#發(fā)電機(jī)組84和EM-GEN應(yīng)急發(fā)電機(jī)組85，GEN1-3#發(fā)電機(jī)組84和EM-GEN應(yīng)急發(fā)電機(jī)組85的動(dòng)力電纜和控制電纜分別接到模擬VFD控制中心35的發(fā)電機(jī)接線窗口，以利于實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的實(shí)際狀態(tài)。本實(shí)用新型還可設(shè)有PLC可編程控制系統(tǒng)36和人機(jī)界面37，司鉆控制中心38通過人機(jī)界面37和PLC可編程控制系統(tǒng)36與模擬VFD控制中心35相連接，以利于通過觸摸人機(jī)界面37可實(shí)現(xiàn)無線遙控和本地操作過程中同樣的控制功能，同時(shí)顯示鉆機(jī)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果。本實(shí)用新型所述PLC可編程控制系統(tǒng)36的人機(jī)界面37可采用多畫面運(yùn)行參數(shù)顯示器，以利于監(jiān)控鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果。本實(shí)用新型還可設(shè)有航標(biāo)燈76，航標(biāo)燈76與模擬VFD控制中心35相連接，航標(biāo)燈設(shè)置在井架的天車頂部，以利于仿真導(dǎo)航和警示用。
如附圖4所示，本實(shí)用新型的自動(dòng)化控制系統(tǒng)以模擬VFD房的模擬VFD控制中心35為中心進(jìn)行分布，1-3號(hào)柴油發(fā)電機(jī)組84和應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組85分別連接到VFD控制中心35 ；AC/DC電源一路到VFD房，另一路到模擬綜合壓站17 ;模擬綜合壓站17接到模擬液壓同步起升控制系統(tǒng)34 ;液壓同步起升控制系統(tǒng)分四路分別接至井架起升裝置3和鉆臺(tái)面起升裝置4 ；模擬VFD控制中心35與司鉆控制中心38接有MPl控制單元39、MP2控制單元40、轉(zhuǎn)盤控制單元41和絞車控制單元42電纜連接；電子監(jiān)控系統(tǒng)68 —路接模擬VFD控制中心35，另一路接到硬盤錄像機(jī)70，多路監(jiān)控?cái)z像頭71接硬盤錄像機(jī)70的視頻輸入端，多畫面監(jiān)控顯示器69接到硬盤錄像機(jī)70的視頻輸出端；可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)72 —路接到模擬VFD控制中心35，另一路接到聲光報(bào)警系統(tǒng)73,聲光報(bào)警系統(tǒng)73輸出接報(bào)警喇叭74和報(bào)警頻閃警示燈75 ；電話/擴(kuò)音系統(tǒng)77 —路接到模擬VFD控制中心35，另一路接到電話系統(tǒng)78、電話系統(tǒng)78接到音頻放大器79輸入端，麥克風(fēng)81接到音頻放大器79輸入端，音頻放大器79輸出端接音頻喇叭80 ；頂驅(qū)20、轉(zhuǎn)盤電機(jī)18、絞車電機(jī)19、泥漿泵MPl 43、泥漿泵MP2 44、井架照明66、固控照明67、攪拌機(jī)65 1-11、振動(dòng)篩46 1-1I1、除砂泵47、除泥泵49、除氣器51、灌注泵45 1、I1、混合泵52 1、I1、傳輸泵53 1、I1、水泵54 1、I1、補(bǔ)給泵55、航標(biāo)燈76通過電纜分別接到VFD控制中心35，32路無線遙控接收電路82也接到VFD控制中心。[0054]如附圖5、6所示，本實(shí)用新型所述模擬VFD控制中心的控制原理具體描述如下:其是由采用PLC可編程控制系統(tǒng)為核心的中央處理器CPU、數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊、通訊模塊、人機(jī)界面、陣列電路板和無線遙控電路單元組成，所述PLC可編程控制系統(tǒng)和人機(jī)界面采用西門子PLC系列產(chǎn)品，人機(jī)界面采用多畫面數(shù)據(jù)顯示，其中，CPU模塊NI的輸入端10.0-10.5分別接開關(guān)S1-S6、10.6-10.7接編碼器PGl的A、B相；
I1.2-11.3接編碼器PG2的A、B相；編碼器的電源接Vcc3和GND ；I1.6-11.7、12.0-12.7分別接開關(guān)S15-S24 ;開關(guān)S1-S24的另一端接電源正極Vcc3; CPU模塊NI輸入端的Μ、1M、2M端接地GND; CPU模塊NI輸入端的L+端接電源正極Vcc3，CPU模塊NI的輸出端Q0.0-Q0.7和Ql.0-Q1.7、分別接到驅(qū)動(dòng)陣列電路板PCBl的輸入端X3:1-X3:16; CPU模塊NI輸出端的M、1M、2M端接地GND; CPU模塊NI輸出端的L+、1L+、2L+端接電源正極Vccl，數(shù)字量輸入/輸出模塊N2的輸入端10.0-10.7和I1.0-11.7分別接開關(guān)S25-S40;開關(guān)S25-S40的另一端接電源正極Vcc3;模塊N2輸入端的1M、2M端接地GND，數(shù)字量輸入/輸出模塊N2的輸出端Q0.0-Q0.7和Ql.0-Q1.7分別接到驅(qū)動(dòng)陣列電路板PCBl的輸入端X3:17-X3:32;模塊N2輸出端的1M、2M、3M端接地GND;模塊N2輸出端的1L+、2L+、3L+端接電源Vccl，模擬量輸入/輸出模塊N3的輸入端RA和A+短接后接4_20mA傳感器PTl的正端，傳感器的負(fù)端接模塊N3的輸入端A-，模擬量輸入/輸出模塊N3的輸入端RB、B+、B-；RC、C+、C- ;RD、D+、D- ;RB、B+、B- ;RC、C+、C- ;RD、D+、D-的接線方式同 RAH 和 A+、A_，模擬量輸入/輸出模塊N3的L+接電源正極Vcc3，M接地GND，通訊模塊N4 (EM277)的L+接電源正極Vcc3，M接地GND，通訊接口通過PR0FIBUS-DP總線連接到人機(jī)界面N5的通訊接口，人機(jī)界面N5的L+接電源正極Vcc3，M接地GND ；所述無線遙控接收電 路單元的原理為:無線遙控接收電路板PCB2的輸出端X1: 1-Xl: 12分別接到驅(qū)動(dòng)陣列電路板PCBl的輸入端X4:13-X4:24; PCB2的電源接Vccl和GND,無線遙控接收電路單元PCB3的輸出端X1: 1-Xl: 12分別接到驅(qū)動(dòng)陣列電路板PCBl的輸入端X4:l-X4:12; PCB3的電源接Vccl和GND,無線遙控接收電路單元PCB4的X1:1端子接VCC; Xl: 2端子與GND之間接繼電器K4; Xl: 3端子與GND之間接繼電器K3; Xl: 4端子與GND之間接繼電器K2; X1: 5端子與GND之間接繼電器ΚΙ; Xl:6端子接GND。如附圖7所示，本實(shí)用新型所述模擬液壓起升控制系統(tǒng)的起升控制單元的電路原理具體描述為:無線遙控接收電路PCB4的X1:1端子接VCC; X1: 2端子與GND之間接繼電器K4; X1: 3端子與GND之間接繼電器K3; Xl: 4端子與GND之間接繼電器K2; X1: 5端子與GND之間接繼電器ΚΙ; X1:6端子接GND.總開關(guān)SI接電源Vccl和Vcc之間。繼電器K3的常開觸點(diǎn)和按鈕ANl并聯(lián)，其中K3:4和ANl:1相連接在電源Vcc上，K3:3和按鈕AN1:2相連接，然后經(jīng)電阻R1、電容C2接到GND, R1、C2的交點(diǎn)接在ICl的5腳。三極管Ql、Q2的發(fā)射極接Vcc，Ql的基極經(jīng)電阻R2接Q2的集電極，同時(shí)接到ICl的11腳，Q2的基極經(jīng)電阻R3接Ql的集電極，同時(shí)接ICl的12腳。電機(jī)M3接在ICl的12腳和ICl的11腳之間。繼電器K4的常開觸點(diǎn)和按鈕AN2并聯(lián)，其中K4:4和AN2:3相連接在Vcc上，K4:3和ΑΝ2:4相連接后經(jīng)電阻R4、電容C3接到GND, R4、C3的交點(diǎn)接在ICl的6腳。繼電器Kl的常開觸點(diǎn)、電阻R5、電容C4串連接在Vcc和GND之間，其中Kl:3接在Vcc,電阻R5、電容C4的交叉點(diǎn)接ICl的I腳和2腳；繼電器KlOl的線圈接在Vcc和ICl的16腳之間；二極管Dl反接在Vcc和ICl的16腳之間，二極管Dl的陰極接Vcc;繼電器Κ103的線圈接在Vcc和ICl的15腳之間；二極管D2反接在Vcc和ICl的15腳之間；二極管D2的陰極接Vcc。繼電器K2的常開觸點(diǎn)、電阻R7、電容C5串連接在Vcc和GND之間，其中K2:3接在Vcc,電阻R7、電容C5的交叉點(diǎn)接ICl的3腳和4腳；繼電器Κ102的線圈接在Vcc和ICl的14腳之間；二極管D3反接在Vcc和ICl的14腳之間，二極管D3的陰極接Vcc;繼電器Κ104的線圈接在Vcc和ICl的13腳之間；二極管D4反接在Vcc和ICl的13腳之間；二極管D4的陰極接Vcc。電阻R9和電容C7串聯(lián)接在Vcc和GND之間；其交點(diǎn)接集成電路IC2的5腳；R9的另一端接Vcc。集成電路IC2的I腳經(jīng)電容C6接GND，電阻RlO和電位器VRl串聯(lián)接在集成電路IC2的I腳和4腳之間。電阻Rll和開關(guān)S3串聯(lián)接在Vcc和GND之間，其交點(diǎn)接到集成電路IC2的2腳，電阻Rll的另一端接Vcc。集成電路IC2的3腳接GND，集成電路IC2的4腳接開關(guān)S2的2腳和5腳。繼電器KlOl的公共觸點(diǎn)K101:C0M和K102的的公共觸點(diǎn)K102:C0M分別接電機(jī)Ml的兩端。發(fā)光二極管LEDl和LED2反向并聯(lián)后一端接電阻R6，另一端接繼電器K102的公共觸點(diǎn)K102:C0M，電阻R6的另一端接繼電器KlOl的公共觸點(diǎn)KlOl:COM。繼電器KlOl的常閉觸點(diǎn)KlOl = NC和K102的的常閉觸點(diǎn)K102:NC都接到電源Vcc2，繼電器KlOl的常開觸點(diǎn)K101:N0和K102的的常開觸點(diǎn)K102:N0都接到開關(guān)S2的I腳；開關(guān)S2的2腳和5腳連接，然后連接到集成電 路IC2的4腳。開關(guān)S2的3腳和6腳空置。繼電器K103的公共觸點(diǎn)K103:C0M和K104的的公共觸點(diǎn)K104:C0M分別接電機(jī)M2的兩端。發(fā)光二極管LED3和LED4反向并聯(lián)后一端接電阻R8，另一端接繼電器K104的公共觸點(diǎn)K104:C0M，電阻R8的另一端接繼電器K103的公共觸點(diǎn)K103:C0M。繼電器K103的常閉觸點(diǎn)K103:NC和K104的的常閉觸點(diǎn)K104:NC都接到電源Vcc2，繼電器K103的常開觸點(diǎn)K103:N0和K104的的常開觸點(diǎn)K104:N0都接到開關(guān)S2的4腳；開關(guān)S2的2腳和5腳連接，然后連接到集成電路IC2的4腳。開關(guān)S2的3腳和6腳空置。如圖8所示:本實(shí)用新型所述絞車控制電路單元的原理圖具體描述如下:開關(guān)KOl的常開觸點(diǎn)和電阻Rl串聯(lián)接在Vccl和集成電路ICl的2腳之間，電容Cl接在ICl的2腳與GND之間，繼電器Kll的常開觸點(diǎn)和按鈕AM的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后接在ICl的15、I腳與GND之間，電阻R4接在ICl的15、1腳與ICl的14腳之間。繼電器K105的線圈I端和二極管Dl的陰極接到Vccl，繼電器K105的線圈2端接二極管Dl的陽極同時(shí)接到ICl的16腳，發(fā)光二極管LEDl和電阻R2串接后，接在Vccl和ICl的16腳之間，LEDl的陰極接到ICl的16腳；開關(guān)K02的常開觸點(diǎn)和電阻R6串聯(lián)接在Vccl和ICl的4腳之間，電容C2接在ICl的4腳與GND之間，繼電器K12的常開觸點(diǎn)和按鈕AM的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后接在ICl的13、3腳與GND之間，電阻R3接在ICl的13、3腳與ICl的16腳之間。繼電器K106的線圈I端和二極管D2的陰極接到Vccl，繼電器K106的線圈2端接二極管D2的陽極接到ICl的14腳，發(fā)光二極管LED2和電阻R5串接后，接在Vccl和ICl的14腳之間，LEDl的陰極接到ICl的14腳，繼電器K105和K106的常閉觸點(diǎn)5腳連接到Vcc2上；繼電器K105和K106的常開觸點(diǎn)4腳連接到IC2的4腳；繼電器K105和K106的公共端3腳分別接電機(jī)DW的兩端；電阻R9和開關(guān)SI串聯(lián)接在Vccl和GND之間，其交點(diǎn)接IC2的2腳，開關(guān)SI的另一端接GND ；電阻R8、電位器VRl串聯(lián)接在IC2的4腳和I腳之間，IC2的I腳經(jīng)電容C3接GND，IC2的3腳接GND，電阻R7、電容C4串聯(lián)接在Vccl和GND之間，其交點(diǎn)接IC2的5腳.，電容C5接在Vccl和GND之間；繼電器K13的常開觸點(diǎn)和按鈕AM并聯(lián)，其中K13:4和AM:5連接在Vccl上，Κ13:3和ΑΝ4:6相連接后經(jīng)電阻R10、電容C6接到GND, R10、C6的交點(diǎn)接在ICl的5腳。三極管Ql、Q2的發(fā)射極接Vccl，Ql的基極經(jīng)電阻Rll接Q2的集電極，同時(shí)接ICl的11腳，Q2的基極經(jīng)電阻R12接Ql的集電極，同時(shí)接ICl的12腳。電阻R13和電容C7串聯(lián)后與電機(jī)M4并聯(lián)，然后接在ICl的12腳和ICl的11腳之間。繼電器K14的常開觸點(diǎn)和按鈕AM并聯(lián)，其中K14:4和AM: 7連接在Vccl上，Κ14:3和AM:8連接后經(jīng)電阻R14、電容C8接地GND,電阻R14、電容C8的交點(diǎn)接在ICl的6腳。如附圖9所示，本實(shí)用新型所述轉(zhuǎn)盤控制電路單元的原理圖具體描述如下:繼電器Κ7的常開觸點(diǎn)和開關(guān)SI并聯(lián)，其中Κ7:4和S1:1連接到Vccl，Κ7:3和S1: 2連接后經(jīng)電阻R1、電容Cl接地GND, R1、C1的交點(diǎn)接在集成電路ICl的I腳。繼電器Κ107的線圈I端接二極管Dl的陰極接到Vccl，繼電器Κ107的線圈2端和二極管Dl的陽極接到ICl的16腳。發(fā)光二極管LEDl和電阻R2串接后，接在Vccl和集成電路ICl的16腳之間，LEDl的陰極接到ICl的16腳；繼電器K8的常開觸點(diǎn)和按鈕開關(guān)SI并聯(lián)，其中K8:4和Sl:3連接到Vccl，K8:3和S1:4連接后經(jīng)電阻 R4、電容C2接地GND, R4、C2的交點(diǎn)接在ICl的2腳。繼電器K108的線圈I端和二極管D2的陰極接到Vccl，繼電器K108的線圈2端和Dl的陽極接到ICl的15腳，發(fā)光二極管LED2和電阻R3串接后，接在Vccl和ICl的15腳之間，LED2的陰極接到ICl的15腳。繼電器K107和K108的常閉觸點(diǎn)5腳連接到Vcc2上；繼電器K107和K108的常開觸點(diǎn)4腳連接到IC2的4腳；繼電器K107和K108的公共端3腳分別接電機(jī)RT的兩端；電阻R7和開關(guān)S2串聯(lián)接在Vccl和GND之間，其交點(diǎn)接IC2的2腳，開關(guān)S2的另一端接GND ;電阻R6、電位器VRl串聯(lián)接在IC2的4腳和I腳之間，IC2的I腳經(jīng)電容C3接GND，IC2的3腳接GND，電阻R5、電容C4串聯(lián)接在Vccl和GND之間，其交點(diǎn)接IC2的5腳。電容C5接在Vccl和GND之間；繼電器K9的常開觸點(diǎn)和按鈕SI并聯(lián)，其中K9:4和S1:5連接到Vccl上，Κ9:3和31:6連接后經(jīng)電阻1 8、電容06接到6冊(cè)，R8、C6的交點(diǎn)接在ICl的5腳。三極管Q1、Q2的發(fā)射極接Vccl，三極管Ql的基極經(jīng)電阻R9接Q2的集電極，同時(shí)接ICl的11腳；三極管Q2的基極經(jīng)電阻RlO接Ql的集電極，同時(shí)接ICl的12腳。電阻Rll和電容C7串聯(lián)后與電機(jī)M3并聯(lián)，接在ICl的12腳和ICl的11腳之間。繼電器KlO的常開觸點(diǎn)和按鈕SI并聯(lián)，其中K10:4 S1:7連接到Vccl，K10:3和S1:8相連接后經(jīng)電阻R12、電容C8接到GND,R12、C8的交點(diǎn)接集成電路ICl的6腳。如附圖10所示，本實(shí)用新型所述I號(hào)泥漿泵MPl和2號(hào)泥漿泵MP2的控制電路單元的原理圖具體描述如下:電阻R3和Kl串聯(lián)接在Vccl和GND之間，其交點(diǎn)接ICl的2腳；電阻R1、電位器VRl串聯(lián)接在集成電路ICl的4腳和I腳之間，ICl的I腳經(jīng)電容C3接GND, ICl的3腳接GND，電阻R2、電容Cl串聯(lián)接在Vccl和GND之間，其交點(diǎn)接ICl的5腳，電容C2接在Vccl和GND之間。電機(jī)MPl接在Vcc2和ICl的4腳之間。發(fā)光二極管LEDl和電阻R9串接后，接在Vcc2和ICl的4腳之間，LEDl的陰極接ICl的4腳，繼電器K2的常開觸點(diǎn)和按鈕ANl并聯(lián)，其中K2:4和ANl:1連接到Vccl，Κ2:3和八附:2連接后經(jīng)電阻1 4、電容(:4接到6冊(cè)，R4、C4的交點(diǎn)接集成電路IC2的I腳。三極管Q1、Q2的發(fā)射極接Vccl，Ql的基極經(jīng)電阻R5接Q2的集電極，同時(shí)接IC2的15腳，Q2的基極經(jīng)電阻R6接Ql的集電極，同時(shí)接IC2的16腳。電阻R7和電容C5串聯(lián)后與電機(jī)Ml并聯(lián)，接在IC2的15腳和IC2的16腳之間，繼電器K3的常開觸點(diǎn)和按鈕ANl并聯(lián)，其中K3:4和ANl:3相連接到Vccl，K3:3和ANl:4相連接后經(jīng)電阻R8、電容C6接到GND, R8、C6的交點(diǎn)接在IC2的2腳。如圖11所示，本實(shí)用新型所述鉆井液循環(huán)和固控系統(tǒng)及井控系統(tǒng)的控制原理圖具體描述如下:繼電器K16的常開觸點(diǎn)與發(fā)光二極管LEDl的陽極串聯(lián)接在Vccl和GND之間，LEDl的陰極接GND，繼電器K17的常開觸點(diǎn)與發(fā)光二極管LED2的陽極串聯(lián)接在Vccl和GND之間，LED2的陰極接GND，繼電器K18的常開觸點(diǎn)與發(fā)光二極管LED3的陽極串聯(lián)接在Vccl和GND之間，LED3的陰極接GND，
·[0083]井架照明控制，繼電器K19的常開觸點(diǎn)與照明燈ELl串聯(lián)接在Vccl和GND之間，照明燈ELl的另一端接GND，固控照明控制，繼電器K20的常開觸點(diǎn)與照明燈EL2串聯(lián)接在Vccl和GND之間，照明燈EL2的另一端接GND，固控?cái)嚢铏C(jī)控制，繼電器K21的常開觸點(diǎn)一端接在Vccl，另一端接A點(diǎn)；電機(jī)M10-M15分別經(jīng)開關(guān)SI 10-S115并聯(lián)接在A點(diǎn)與GND之間，除砂器控制，繼電器K22的常開觸點(diǎn)與開關(guān)S116、電機(jī)M16串聯(lián)接在Vccl與GND之間，除泥器控制，繼電器K23的常開觸點(diǎn)與開關(guān)S117、電機(jī)M17串聯(lián)接在Vccl與GND之間，除氣器控制，繼電器K24的常開觸點(diǎn)與開關(guān)S118、電機(jī)M18串聯(lián)接在Vccl與GND之間，除泥器控制，繼電器K25的常開觸點(diǎn)一端接在Vccl,另一端接B點(diǎn)；電機(jī)M19-M20分別經(jīng)開關(guān)S119-S120并聯(lián)接在B點(diǎn)與GND之間，除氣器控制，繼電器K26的常開觸點(diǎn)一端接在Vccl,另一端接C點(diǎn)；電機(jī)M21-M22分別經(jīng)開關(guān)S121-S122并聯(lián)接在C點(diǎn)與GND之間，繼電器K27的常開觸點(diǎn)一端接在Vccl，另一端接D點(diǎn)；電機(jī)M23-M24分別經(jīng)開關(guān)S123-S124并聯(lián)接在D點(diǎn)與GND之間，繼電器K28的常開觸點(diǎn)與開關(guān)S125、電機(jī)M25串聯(lián)接在Vccl與GND之間，繼電器K29的常開觸點(diǎn)一端接在Vccl，另一端接E點(diǎn)；電機(jī)M26-M27分別經(jīng)開關(guān)S126-S127并聯(lián)接在E點(diǎn)與GND之間，繼電器K30的常開觸點(diǎn)與航標(biāo)燈HR串聯(lián)接在Vccl和GND之間，航標(biāo)燈HR的另一端接GND。繼電器K31、K32備用。如圖12所示，本實(shí)用新型所述頂驅(qū)控制系統(tǒng)原理圖的電路原理圖具體描述如下:電容(:1、02、05、06、接在￥(^1與GND之間；穩(wěn)壓集成電路ICl的I腳接負(fù)載電源Vccl，ICl 的 2 腳接 GND, ICl 的 3 腳接 Vcc,發(fā)光二極管LEDl和電阻Rl串接后，接在Vccl和GND之間，LEDl的陰極接到GND.電容C3、C4接在Vcc與GND之間，集成電路IC2的9腳接控制電源Vcc，電阻R2和開關(guān)S2的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)接在Vcc與GND之間；其交點(diǎn)接IC2的6腳，開關(guān)S2的2腳接GND，電阻R3和開關(guān)S4的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)接在Vcc與GND之間；其交點(diǎn)接IC2的11腳，開關(guān)S4的2腳接GND，開關(guān)S3的I腳和6腳相連接，然后接IC2的5腳；開關(guān)S3的3腳和4腳相連接，然后接IC2的7腳；開關(guān)S3的2腳接Ncc,開關(guān)S3的5腳接GND，開關(guān)S5的I腳和6腳相連接，然后接IC2的10腳；開關(guān)S5的3腳和4腳相連接，然后接IC2的12腳；開關(guān)S5的2腳接Ncc,開關(guān)S5的5腳接GND，直流電機(jī)Ml接在IC2的2腳和3腳之間，IC2的2腳接保護(hù)二極管Dl的陽極和D2的陰極，IC2的3腳接保護(hù)二極管D3的陽極和D4的陰極，二極管Dl和D3的陰極接IC2的4腳，同時(shí)接到負(fù)載電源Vccl，二極管D2和D4的陽極接IC2的8腳，同時(shí)接到GND，IC2的I腳和15腳，同時(shí)接到GND。旋轉(zhuǎn)方向指示二極管LED2和LED3反向并聯(lián)后，一端接IC2的3腳，另一端經(jīng)電阻R4接IC2的2腳，直流電機(jī)M2接在IC2的13腳和14腳之間，IC2的13腳接保護(hù)二極管D5的陽極和D6的陰極，IC2的14腳接保護(hù)二極管D7的陽極和D8的陰極，二極管D5和D7的陰極接IC2的4腳，同時(shí)接到負(fù)載電源Vccl，二極管D6和D8的陽極接IC2的8腳，同時(shí)接到GND，IC2的I腳和15腳，同時(shí)接到GND。旋轉(zhuǎn)方向指示二極管LED4和LED5反向并聯(lián)后，一端接IC2的13腳，另一端經(jīng)電阻R5接IC2的14腳，集成電路IC3的9腳接控制電源Vcc，電阻R6和開關(guān)S6的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)接在Vcc與GND之間；其交點(diǎn)接IC3的6腳，開關(guān)S6的2腳接GND。電阻R7和開關(guān)S7的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)接在Vcc與GND之間；其交點(diǎn)接IC3的11腳，開關(guān)S8的2腳接GND，開關(guān)S7的I腳和6腳相連接，然后接IC3的5腳；開關(guān)S7的3腳和4腳相連接，然后接IC3的7腳；開關(guān)S7的2腳接Vcc，開關(guān)S7的5腳接GND，開關(guān)S9的I腳和6腳相連接，然后接IC3的10腳；開關(guān)S9的3腳和4腳相連接，然后接IC3的12腳；開關(guān)S9的2腳接Vcc，開關(guān)S9的5腳接GND，直流電機(jī)M3接在IC3的2腳和3腳之間，IC3的2腳接保護(hù)二極管D9的陽極和DlO的陰極，IC3的3腳接保護(hù)二極管Dll的陽極和D12的陰極，二極管D9和Dll的陰極接IC3的4腳，同時(shí)接到負(fù)載電源Vccl，二極管DlO和D12的陽極接IC3的8腳，同時(shí)接到GND, IC3的I 腳和15腳，同時(shí)接到GND。旋轉(zhuǎn)方向指示二極管LED6和LED7反向并聯(lián)后，一端接IC3的3腳，另一端經(jīng)電阻R8接IC3的2腳，直流電機(jī)M4接在IC3的13腳和14腳之間，IC3的13腳接保護(hù)二極管D13的陽極和D14的陰極，IC3的14腳接保護(hù)二極管D15的陽極和D16的陰極，二極管D13和D15的陰極接IC3的4腳，同時(shí)接到負(fù)載電源Vccl，二極管D14和D16的陽極接IC3的8腳，同時(shí)接到GND，IC3的I腳和15腳，同時(shí)接到GND。旋轉(zhuǎn)方向指示二極管LED8和LED9反向并聯(lián)后，一端接IC3的13腳，另一端經(jīng)電阻R9接IC3的14腳。如附圖1所示，本實(shí)用新型可在室內(nèi)或室外設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)布局:可以將該系統(tǒng)設(shè)置為井架底座區(qū)域、模擬液壓同步起升控制系統(tǒng)區(qū)域、發(fā)電機(jī)組與模擬VFD控制區(qū)域、液氣分離區(qū)域、泥漿泵區(qū)域和固控區(qū)域，井架底座區(qū)域放置鉆機(jī)機(jī)械裝置86，模擬液壓同步起升控制系統(tǒng)區(qū)域放置綜合液壓站17和液壓同步起升控制系統(tǒng)34，發(fā)電機(jī)組與模擬VFD控制區(qū)域放置模擬VFD控制中心35、發(fā)電機(jī)組84、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組85、燃油罐和能耗制動(dòng)，泥漿泵區(qū)域放置泥漿泵和灌注泵，固控區(qū)域分為振動(dòng)篩罐區(qū)、中間罐區(qū)、吸入罐區(qū)、儲(chǔ)備罐區(qū)、混合罐區(qū)和水罐區(qū)，振動(dòng)篩罐區(qū)內(nèi)放置振動(dòng)罐，中間灌區(qū)放置中間罐，吸入罐區(qū)放置吸入罐，儲(chǔ)備罐區(qū)放置儲(chǔ)備罐，混合罐區(qū)放置混合罐，水罐區(qū)放置水罐，以展示鉆井井架、底座模擬液壓起升過程以及鉆井液循環(huán)泵、固控裝置的功能仿真、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和模擬運(yùn)行控制，達(dá)到鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的效果，為實(shí)訓(xùn)操作人員提供了理想的教學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)模擬教學(xué)。本實(shí)用新型由于采用上述結(jié)構(gòu)，真實(shí)生動(dòng)地展現(xiàn)鉆機(jī)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果，重點(diǎn)展示鉆井井架、底座模擬液壓起升過程以及鉆井液循環(huán)泵、固控裝置的功能仿真、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和模擬運(yùn)行控制，同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和本地操作完全兼容，完成鉆機(jī) 在實(shí)際作業(yè)環(huán)境下的每一步操作，實(shí)現(xiàn)鉆井機(jī)械配套裝置及配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制，并通過觸摸人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)同樣的控制功能，同時(shí)顯示鉆機(jī)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的效果，為實(shí)訓(xùn)操作人員提供了理想的教學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)培訓(xùn)仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)模擬教學(xué)。
權(quán)利要求1.一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于包括鉆機(jī)機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)， 所述鉆機(jī)機(jī)械裝置采用鉆機(jī)模擬液壓起升仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其包括井架、井架底座、井架起升裝置、底座起升裝置、絞車、天車、游車、大鉤、鋼絲繩、二層臺(tái)、井架操作臺(tái)、工作梯、鉆臺(tái)面、護(hù)欄、樓梯、司鉆房、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、模擬綜合液壓站和液壓同步起升控制系統(tǒng)，所述模擬綜合液壓站一路與控制系統(tǒng)相連接，另一路與液壓同步起升控制系統(tǒng)相連接，液壓同步起升控制系統(tǒng)分別控制井架起升裝置和底座起升裝置的升或降，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置包括轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)和頂驅(qū)，井架下端經(jīng)鉆臺(tái)面下端的井架起升裝置與底座相鉸接，以利于控制井架的升降，井架上端與天車固定連接，井架上固定設(shè)有二層臺(tái)和井架操作臺(tái)、井架內(nèi)設(shè)有游車和大鉤，游車上端經(jīng)鋼絲繩與天車相連接，游車下端與大鉤連接，鋼絲繩穿過天車上的滾輪經(jīng)絞車驅(qū)動(dòng)連接，絞車滾輪經(jīng)絞車電機(jī)驅(qū)動(dòng)，頂驅(qū)上端與大鉤固定連接，頂驅(qū)下端與鉆桿固定連接，鉆桿穿過轉(zhuǎn)盤中心下端與鉆頭固定連接，鉆桿通過頂驅(qū)驅(qū)動(dòng)，司鉆房設(shè)在井架下端的鉆臺(tái)面上，鉆臺(tái)面周邊設(shè)有護(hù)欄，鉆臺(tái)面的中部安裝有轉(zhuǎn)盤，鉆臺(tái)面下端安裝有轉(zhuǎn)盤電機(jī)，鉆臺(tái)面下端經(jīng)鉆臺(tái)面起升裝置與底座相鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述控制系統(tǒng)采用自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其包括模擬VFD控制中心、PLC可編程控制系統(tǒng)、人機(jī)界面和司鉆控制中心，模擬VFD控制中心分四路分別接至井架起升裝置和鉆臺(tái)面起升裝置，模擬VFD控制中心與司鉆控制中心接有MPI控制電路單元、MP2控制電路單元、轉(zhuǎn)盤控制單元和絞車控制單元電纜連接，司鉆控制中心通過人機(jī)界面和PLC可編程控制系統(tǒng)與模擬VFD控制中心相連接，剎車控制電纜通過模擬VFD控制中心接到能耗制動(dòng)房，綜合液壓站經(jīng)動(dòng)力電纜和控制電纜連接到模擬VFD控制中心，模擬綜合液壓站通過井架、模擬液壓同步起升操作系統(tǒng)分別與鉆臺(tái)面起升裝置中的鉆臺(tái)面起升電動(dòng)推桿和井架起升裝置中的井架起升電動(dòng)推桿相連接，井架底座區(qū)域的轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)、頂驅(qū)分別通過電纜接到VFD控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述鉆機(jī)機(jī)械裝置中設(shè)有鉆井液循環(huán)和固控裝置，所述鉆井液循環(huán)和固控裝置包括振動(dòng)篩電機(jī)、泥漿泵、灌注泵、除砂泵、除 泥泵、傳輸泵、水泵、混合泵、補(bǔ)給泵、除砂器、除泥器、除氣器、攪拌機(jī)、振動(dòng)篩罐、中間罐、吸入罐、混合罐、儲(chǔ)備罐、射流混漿器1、固控罐水罐1、水罐II和井架水龍頭，振動(dòng)篩罐的上層安裝有振動(dòng)篩1-1II，振動(dòng)篩1-1II的下端安裝有除砂泵，除砂泵的輸入端接到振動(dòng)篩罐，除砂泵的輸出端接到除砂器的輸入端，除砂器的輸出端接到振動(dòng)篩罐的導(dǎo)流槽，振動(dòng)篩1-1II的旁邊安裝除氣器，除氣器的對(duì)面安裝除砂器，除氣器和除砂器之間安裝攪拌機(jī)I，振動(dòng)篩罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，中間罐和振動(dòng)篩罐之間有管線連接，由閥門控制，中間罐的下端側(cè)面安裝有除泥泵，除泥泵的輸入接中間罐，除泥泵的輸出接到除泥器的輸入端，除泥器的輸出端接到中間罐的導(dǎo)流槽，中間罐的上層安裝有除泥器、攪拌機(jī)I1、111，中間罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，吸入罐和中間罐之間有管線連接，由閥門控制，吸入罐的上層安裝有攪拌機(jī)IV、V，吸入罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，混合罐和儲(chǔ)備罐I之間有管線連接，由閥門控制，混合罐的下端側(cè)面安裝有混合泵I和混合泵II，混合泵1、II的輸入端分別接到兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，同時(shí)接至IJ鉆井液輸送主管線，混合泵1、11的輸出端分別接經(jīng)射流混漿器1、11的入口端，另一端分別接到固控罐上層的補(bǔ)水管線I和補(bǔ)水管線II，補(bǔ)水管線I和補(bǔ)水管線II通過閥門控制并聯(lián)排布，混合罐的上層安裝有攪拌機(jī)V1、VL混合罐側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，儲(chǔ)備罐I和混合罐之間有管線連接，由閥門控制，儲(chǔ)備罐I的下端側(cè)面安裝有傳輸泵I，傳輸泵I的輸入端接到鉆井液輸送主管線，同時(shí)接到兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，傳輸泵I的輸出端接到儲(chǔ)備罐I的邊管，儲(chǔ)備罐I上層安裝有攪拌機(jī)VILIX，儲(chǔ)備罐I側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，儲(chǔ)備罐I的邊管接到儲(chǔ)備罐II的邊管，儲(chǔ)備罐II的下端側(cè)面安裝有傳輸泵II，傳輸泵II的輸入端接到鉆井液輸送主管線，同時(shí)接到兩個(gè)獨(dú)立罐內(nèi)，傳輸泵II的輸出端接到儲(chǔ)備罐II的邊管，儲(chǔ)備罐II上層安裝有攪拌機(jī)X、X I，儲(chǔ)備罐II側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，水罐I的下端側(cè)面安裝有水泵I，水泵I的輸入端分別接到水罐I和水罐II，水泵I的輸出端接到儲(chǔ)備罐II的邊管，水罐I另一側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，水罐II的下端側(cè)面安裝有水泵II，水泵II的輸入端分別接到水罐II和水罐I，水泵II的輸出端接到儲(chǔ)備罐II的邊管，水罐II的另一側(cè)面的分支管線接鉆井液輸送主管線，泥漿泵區(qū)域的灌注泵I輸入端接鉆井液輸送主管線，灌注泵I輸出端接到泥漿泵I的低壓吸入端，泥漿泵I的高壓輸出端通過高壓管匯、高壓軟管、立管接到井架水龍頭，灌注泵II輸入端接鉆井液輸送主管線，灌注泵II輸出端接到泥漿泵II的低壓輸入端，泥漿泵II的高壓輸出端通過高壓管匯、高壓軟管、立管接到井架水龍頭，泥漿泵I和泥漿泵II的高壓輸出端分別通過高壓管匯并聯(lián)連接接到高壓軟管，所述灌注泵1、I1、液氣分離區(qū)域的補(bǔ)給泵、振動(dòng)篩罐區(qū)的除沙泵電機(jī)、振動(dòng)篩電機(jī)、除氣器電機(jī)、攪拌機(jī)1、中間罐區(qū)的除泥泵電機(jī)、攪拌機(jī)I1、111、吸入罐區(qū)的攪拌機(jī)IV、V、混合罐區(qū)的混合泵1、混合泵II和攪拌機(jī)ν 、νπ、1#儲(chǔ)備罐區(qū)的傳輸泵1、攪拌機(jī)珊、IX、2#儲(chǔ)備罐區(qū)的傳輸泵I1、攪拌機(jī)Χ、Χ 1、水泵區(qū)的水泵電機(jī)I和水泵電機(jī)I1、液氣分離器區(qū)域的補(bǔ)給泵、攪拌機(jī)1-11、除砂泵、除泥泵、灌注泵1、I1、傳輸泵1、I1、水泵1、I1、振動(dòng)篩1-1I1、混合泵1、I1、補(bǔ)給泵、航標(biāo)燈分別通過電纜接到VFD控制中心，模擬VFD自動(dòng)化控制中心的1#泥漿泵MPl的控制電纜和動(dòng)力電纜接到1#泥漿泵MPl上，VFD控制中心的2#泥漿泵ΜΡ2控制電纜和動(dòng)力電纜接到2#泥漿泵ΜΡ2上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包括電子監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控顯示器、硬盤錄像機(jī)和攝像頭，電子監(jiān)控系統(tǒng)一路接模擬VFD控制中心，另一路接硬盤錄像機(jī)，攝像頭接硬盤錄像機(jī)的視頻輸入端，監(jiān)控顯示器接到硬盤錄像機(jī)的視頻輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包括可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、聲光報(bào)警系統(tǒng)、頻閃燈和報(bào)警喇叭，可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)一路接到VFD控制中心，另一路接到聲光報(bào)警系統(tǒng)，聲光報(bào)警系統(tǒng)輸出接報(bào)警喇叭和報(bào)警頻閃警示燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于自動(dòng)化操作控制仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)有無線遙控操作系統(tǒng)，所述無線遙控操作系統(tǒng)包括無線遙控接收電路和無線發(fā)射模塊，無線遙控電路與模擬VFD控制中心導(dǎo)線連接，無線發(fā)射模塊與無線遙控接收電路無線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述PLC可編程控制系統(tǒng)和人機(jī)界面采用西門子PLC系列產(chǎn)品，人機(jī)界面采用多畫面數(shù)據(jù)顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述井架、底座制作材料采用20#-40#工業(yè)鋁型 材、鋁活動(dòng)鉸鏈或鋁材、鋁方管加工裝配而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于所述鉆井液循環(huán)和固控裝置中的泥漿泵、除砂泵、除泥泵、傳輸泵、灌注泵、水泵、混合泵、補(bǔ)給泵全部采用需要提供電源工作的微型水泵，振動(dòng)篩的震動(dòng)電機(jī)、攪拌機(jī)、轉(zhuǎn)盤電機(jī)、絞車電機(jī)、頂驅(qū)電機(jī)全部采用需要提供 電源工作的微型電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能化鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于鉆井機(jī)械配套裝置涵蓋鉆機(jī)井架、模擬液壓同步起升操作過程仿真系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)和固控裝置動(dòng)態(tài)運(yùn)行仿真系統(tǒng)以及自動(dòng)化操作控制仿真系統(tǒng)，本實(shí)用新型真實(shí)生動(dòng)地展現(xiàn)鉆機(jī)設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的動(dòng)態(tài)效果，重點(diǎn)展示鉆井井架、底座模擬液壓起升過程以及鉆井液循環(huán)泵、固控裝置的功能仿真、動(dòng)態(tài)運(yùn)行和模擬運(yùn)行控制，同時(shí)應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)和無線遙控技術(shù)，使無線遙控和本地操作完全兼容，實(shí)現(xiàn)鉆井機(jī)械配套裝置及配套設(shè)備的真實(shí)操作和運(yùn)行控制，并通過觸摸人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)同樣的控制功能，同時(shí)顯示鉆機(jī)設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到鉆井裝置仿真培訓(xùn)系統(tǒng)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的效果。
文檔編號(hào)G09B25/02GK203134246SQ201320132580
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者李學(xué)君 申請(qǐng)人:李學(xué)君