鑽、修井作業自動灌漿控制裝置的製作方法
2023-05-01 11:18:36 3
專利名稱：鑽、修井作業自動灌漿控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，屬於油田鑽、 修井設備的附件裝置領域。
技術背景在鑽、修井作業中，由於司鑽、泥漿工操作疲勞，或追求進尺而不 嚴格執行操作規程，或為保障鑽臺清潔等諸多因素，從而導致不能適時 灌漿。不適時灌漿將會導致井底失壓，嚴重時將導致井漏井湧事故發生。 在傳統的機械拖動鑽、修井機上，罐漿採用由司鑽通過步話機或報警聲 通知泥漿工進行灌漿，或由泥漿工隨時注意鑽井過程，自己進行灌漿。 但泥漿房離灌槳操作處相對遙遠，所以即使司鑽、泥漿工的工作十分完 美，灌漿操作也極為不便；在現有的新技術中，均未能做到真正的自動 灌漿，例如需要人工輸入作業工況等。發明內容本實用新型的目的在於提供一種改變傳統的灌漿方式，在鑽、修 井作業中能夠實現自動灌漿，杜絕為追求進尺或保障鑽臺清潔，不適時 灌漿的人為因素；同時減輕司鑽、泥漿工的工作壓力，進而保障鑽、修 井作業安全，提高工作效率，使技術員、司鑽和泥漿工有機地結合為一 個整體的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置。本實用新型是通過如下技術方案來實現上述目的的一種鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，它由電源適配器、 動系統、大鉤懸重、液位檢測、溢流檢測、補漿監控、報警控制、處理終端及連 接電纜構成，其特徵在於電源適配器、遊動系統、大鉤懸重、液位檢 測、溢流檢測、補漿監控、報警控制、處理終端通過連接電纜相連；連 接電纜為四芯電纜，電源適配器使用其中的兩芯與遊動系統、大鉤懸重、 液位檢測、溢流檢測、補漿監控、報警控制及處理終端相連接；遊動系 統、大鉤懸重、液位檢測、溢流檢測、補漿監控、報警控制及處理終端 使用其中的另外兩芯以CAN總線結構進行數據連接；處理終端分為泥 漿工終端、司鑽終端和技術員終端；液位檢測根據泥槳罐的數量進行配 置。 '
所述的遊動系統為獨立智能子單元，遊動系統在絞車滾筒上安裝檢 測遊車移動狀態的旋轉編碼器，在絞車滾筒的剎車系統上安裝剎車控制 單元，遊動系統通過連接電纜的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據 連接。
所述的大鉤懸重為獨立智能子單元，大鉤懸重在死繩器的死繩端安 裝檢測遊車鉤載的壓力傳感器，大鉤懸重通過連接電纜的兩芯CAN連 接線與控制裝置進行數據連接。
所述的液位檢測為獨立智能子單元，液位檢測在泥漿罐上安裝檢測 泥漿罐泥漿高度的液位傳感器，液位檢測通過連接電纜的兩芯CAN連 接線與控制裝置進行數據連接。
所述的溢流檢測為獨立智能子單元，溢流檢測在泥漿的回流口安裝 檢測泥漿回流狀態的回流傳感器，溢流檢測通過連接電纜的兩芯CAN 連接線與控制裝置進行數據連接。所述的補漿監控為獨立智能子單元，補漿監控在補漿電機的控制電 線上安裝控制接口和斷相檢測傳感器，補漿監控通過連接電纜的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接。所述的處理終端分為泥漿工終端、司鑽終端和技術員終端，其中泥 漿工終端安裝在泥漿工房，司鑽終端安裝在司鑽房，技術員終端安裝在 技術員房，處理終端通過連接電纜的兩芯CAN連接線與控制裝置進行 數據連接。本實用新型與現有技術相比的優點在於1、 通過安裝本控制裝置，使在鑽、修井作業中實現自動灌漿，從而 杜絕不適時灌漿的各種因素，保障鑽、修井作業安全。2、 本控制裝置提供的灌漿方式既能嚴格執行操作規程，又能保證鑽 臺清潔，從而提高工作效率。3、 本控制裝置實現自動灌漿，極大地減輕了司鑽、泥漿工的工作壓 力，從而杜絕不適時灌槳的人為因素。4、 本控制裝置使技術員、司鑽和泥漿工有機地結合為一個整體，可 直接發送命令、檢查工作、數據共享；其實時記錄又是管理的好幫手。5、 其任意對插的連接方式使本控制裝置有更好的環境適用性、現場 使用性。
圖1為鑽、修井作業機結構示意圖；圖2為鑽、修井作業自動灌漿控制裝置方框圖。圖中1、司鑽房，2、死繩器，3、絞車滾筒，4、回流口， 5、補漿電機，6、泥漿罐，7、泥漿罐，8、泥漿罐，9、泥漿罐，10、泥漿工 房，11、技術員房，12、 二層平臺，13、電源適配器，14、遊動系統， 15、大鉤懸重，16、液位檢測，17、溢流檢測，18、補漿監控，19、報 警控制，20、處理終端，21、連接電纜。
具體實施方式
該鑽、修井作業自動灌漿控制裝置由電源適配器13、遊動系統14、 大鉤懸重15、液位檢測16、溢流檢測17、補漿監控18、報警控制19、 處理終端20及連接電纜21構成(參見圖2)。連接電纜21為四芯電纜。電源適配器13使用其中的兩芯與遊動系 統14、大鉤懸重15、液位檢測16、溢流檢測17、補槳監控18、報警控 制19及處理終端20相連接，為該控制裝置提供電源；遊動系統14、大 鉤懸重15、液位檢測16、溢流檢測17、補漿監控18、報警控制19及 處理終端20使用其中的另外兩芯以CAN總線結構進行數據連接。遊動系統14為獨立智能子單元。遊動系統14在絞車滾筒3上安裝 旋轉編碼器，用於檢測遊車移動狀態；在絞車滾筒3的剎車系統上安裝 剎車控制單元，用於控制剎車系統。遊動系統14根據檢測計算遊車的 運行方向、高度、速度；並根據高度、速度、鉤載、絞車滾筒3的剎車 系統的性能對遊車進行剎車控制，從而防止遊車上碰與下砸。遊動系統 14通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接，遊動 系統14的數據連接包括向其他單元發送各種檢測、計算的結果、數據、 狀態，接收處理終端20的設置數據與控制命令，接收大鉤懸重15發送 的鉤載數據。大鉤懸重15為獨立智能子單元。大鉤懸重15在死繩器2的死繩端 的液壓迴路安裝壓力傳感器，用於檢測遊車鉤載。大鉤懸重15通過連 接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接，大鉤懸重15 的數據連接包括向其他單元發送鉤載數據，接收處理終端20的設置數 據。
液位檢測16為獨立智能子單元。液位檢測16在泥漿罐6、泥漿罐7、 泥漿罐8、泥漿罐9上安裝液位傳感器，用於檢測泥漿罐的泥漿高度。 液位檢測16通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據 連接，液位檢測16的數據連接包括向其他單元發送泥漿罐高度數據， 接收處理終端20的設置數據。液位檢測16根據泥槳罐數量進行配置。
溢流檢測17為獨立智能子單元。溢流檢測17在泥漿回流口 4安裝 回流傳感器，用於檢測泥漿回流狀態。溢流檢測17通過連接電纜21的 兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接，溢流檢測17的數據連接包 括向其他單元發送泥漿回流狀態。
補漿監控18為獨立智能子單元。補漿監控18在補漿電機5的控制 電線上安裝控制接口和斷相檢測傳感器，用於控制補漿電機5和檢測補 漿電機5的狀態。補漿監控18通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與 控制裝置進行數據連接，補漿監控18的數據連接包括向其他單元發送 補漿控制狀態和補漿電機5工作狀態，接收處理終端20的控制命令及 溢流檢測17的泥漿回流狀態。
報警控制19為獨立智能子單元，可重複安裝在任意位置，報警控制 19通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接。報警控制19用於接收並執行處理終端20的報警控制命令。 處理終端20分為泥漿工終端、司鑽終端和技術員終端，其中泥漿工終 端安裝在泥漿工房IO，司鑽終端安裝在司鑽房l，技術員終端安裝在技 術員房11，處理終端20通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝 置進行數據連接。處理終端20為該控制裝置的核心部分，由工控機和 工業計算機組成，其作用為第一為人機對話接口，用於接收技術員、 司鑽、泥漿工對該控制裝置的初始化設置、安全參數設置、各種控制命 令，顯示各種設置參數、檢測數據、工作與控制狀態；其二用於對接收 到的其他獨立智能子單元發送來的檢測數據、狀態進行計算、分析、記 錄，並根據分析計算結果發布控制命令與各種報警。分析計算包括根據 遊車的運動狀態及變化、遊車的鉤載及變化、泥漿罐6、泥漿罐7、泥 漿罐8、泥漿罐9的泥漿高度、體積及變化，、泥漿的回流口4的回流狀 態及變化，並根據系統的設置如泥漿罐6、泥漿罐7、泥漿罐8、泥槳罐 9的參數、鑽杆參數、泥漿漏失參數等，系統將進行作業工況自動判斷， 進而進行井漏井湧監測，當出現異常情況時，系統將進行報警；通過對 工況的自動判斷，結合遊車的運動狀態及變化、泥漿的回流口4的回流 狀態及變化，並根據系統的設置如補漿立根數、補漿最長時間間隔等進 行自動補槳控制。
權利要求1、一種鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，它由電源適配器(13)、遊動系統(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(16)、溢流檢測(17)、補漿監控(18)、報警控制(19)、處理終端(20)及連接電纜(21)構成，其特徵在於電源適配器(13)、遊動系統(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(16)、溢流檢測(17)、補漿監控(18)、報警控制(19)、處理終端(20)通過連接電纜(21)相連；連接電纜(21)為四芯電纜，電源適配器(13)使用其中的兩芯與遊動系統(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(16)、溢流檢測(17)、補漿監控(18)、報警控制(19)及處理終端(20)相連接；遊動系統(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(16)、溢流檢測(17)、補漿監控(18)、報警控制(19)及處理終端(20)使用其中的另外兩芯以CAN總線結構進行數據連接；處理終端(20)分為泥漿工終端、司鑽終端和技術員終端；液位檢測(16)根據泥漿罐(6)、泥漿罐(7)、泥漿罐(8)、泥漿罐(9)的數量進行配置。
2、 根據權利要求1所述的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，其特徵 在於所述的遊動系統(14)為獨立智能子單元，遊動系統(14)在絞 車滾筒(3)上安裝檢測遊車移動狀態的旋轉編碼器，在絞車滾筒(3) 的剎車系統上安裝剎車控制單元，遊動系統(14)通過連接電纜(21) 的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接。
3、 根據權利要求1所述的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，其特徵 在於所述的大鉤懸重(15)為獨立智能子單元，大鉤懸重(15)在死 繩器(2)的死繩端安裝檢測遊車鉤載的壓力傳感器，大鉤懸重(15) 通過連接電纜(21)的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接。
4、 根據權利要求1所述的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，其特徵 在於所述的液位檢測(16)為獨立智能子單元，液位檢測(16)在泥 漿罐(6)、泥漿罐(7)、泥漿罐(8)、泥漿罐(9)上安裝檢測泥漿罐 泥漿高度的液位傳感器，液位檢測(16)通過連接電纜(21)的兩芯CAN 連接線與控制裝置進行數據連接。
5、 根據權利要求1所述的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，其特徵 在於所述的溢流檢測(17)為獨立智能子單元，溢流檢測(17)在泥 漿的回流口 (4)安裝檢測泥漿回流狀態的回流傳感器，溢流檢測(17) 通過連接電纜(21)的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接。
6、 根據權利要求1所述的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，其特徵 在於所述的補漿監控(18)為獨立智能子單元，補漿監控(18)在補 漿電機(5)的控制電線上安裝控制接口和斷相檢測傳感器，補漿監控(18)通過連接電纜(21)的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連 接。
7、 根據權利要求1所述的鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，其特徵 在於所述的處理終端(20)分為泥漿工終端、司鑽終端和技術員終端， 其中泥漿工終端安裝在泥漿工房(10)，司鑽終端安裝在司鑽房(1)， 技術員終端安裝在技術員房(11),處理終端(20)通過連接電纜(21) 的兩芯CAN連接線與控制裝置進行數據連接。
專利摘要本實用新型涉及一種鑽、修井作業自動灌漿控制裝置，屬於油田鑽、修井設備的附件裝置領域。它由電源適配器、遊動系統、大鉤懸重、液位檢測、溢流檢測、補漿監控、報警控制、處理終端及連接電纜構成。電源適配器、遊動系統、大鉤懸重、液位檢測、溢流檢測、補漿監控、報警控制、處理終端作為該控制裝置的子單元掛接在連接電纜上。它是通過檢測遊車的運動狀態與鉤載、泥漿罐的液位高度、泥漿回流口的回流狀態並通過分析計算，適時進行剎車控制、灌漿控制，發布井漏、井湧等報警。從而保障鑽、修井作業安全。該控制裝置改變了傳統的灌漿方式，杜絕不適時灌漿的各種因素，減輕司鑽、泥漿工的工作壓力，使技術員、司鑽、泥漿工有機地結合為一個整體。
文檔編號E21B49/08GK201386552SQ200920085210
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月27日 優先權日2009年4月27日
發明者王治雲, 白義才 申請人:荊州市元澤石油設備有限公司