一種鉆井操作流程集成控制的系統(tǒng)及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及到石油鉆井設備自動化集成控制領(lǐng)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(shù)】
[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(jié)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]本發(fā)明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(chǔ)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，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一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、自動送鉆控制器和主司鉆4號網(wǎng)絡耦合器，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BUSI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。
[0005]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)。
[0006]—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(DODI)模塊、主司鉆4號數(shù)字輸入輸出(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(D0DI)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(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_吳擬輸入(Al )_吳塊、副司鉆_吳擬輸出(AO)I^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(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、gU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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009 ]所述的主司鉆CPU通過主司鉆I號數(shù)字輸出輸入(DODI)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。
[0010]本發(fā)明的積極效果為:
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； 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；
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；
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】
[0011 ]圖1、鉆井操作流程集成控制系統(tǒng)連接框圖；
圖2、鉆井操作流程集成控制裝置連接框圖；
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