專利名稱：鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，屬于油田鉆、 修井設(shè)備的附件裝置領(lǐng)域。
技術(shù)背景在鉆、修井作業(yè)中，由于司鉆、泥漿工操作疲勞，或追求進(jìn)尺而不 嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，或?yàn)楸Ｕ香@臺(tái)清潔等諸多因素，從而導(dǎo)致不能適時(shí) 灌漿。不適時(shí)灌漿將會(huì)導(dǎo)致井底失壓，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致井漏井涌事故發(fā)生。 在傳統(tǒng)的機(jī)械拖動(dòng)鉆、修井機(jī)上，罐漿采用由司鉆通過步話機(jī)或報(bào)警聲 通知泥漿工進(jìn)行灌漿，或由泥漿工隨時(shí)注意鉆井過程，自己進(jìn)行灌漿。 但泥漿房離灌槳操作處相對(duì)遙遠(yuǎn)，所以即使司鉆、泥漿工的工作十分完 美，灌漿操作也極為不便；在現(xiàn)有的新技術(shù)中，均未能做到真正的自動(dòng) 灌漿，例如需要人工輸入作業(yè)工況等。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種改變傳統(tǒng)的灌漿方式，在鉆、修 井作業(yè)中能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)灌漿，杜絕為追求進(jìn)尺或保障鉆臺(tái)清潔，不適時(shí) 灌漿的人為因素；同時(shí)減輕司鉆、泥漿工的工作壓力，進(jìn)而保障鉆、修 井作業(yè)安全，提高工作效率，使技術(shù)員、司鉆和泥漿工有機(jī)地結(jié)合為一 個(gè)整體的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置。本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的一種鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，它由電源適配器、 動(dòng)系統(tǒng)、大鉤懸重、液位檢測(cè)、溢流檢測(cè)、補(bǔ)漿監(jiān)控、報(bào)警控制、處理終端及連 接電纜構(gòu)成，其特征在于電源適配器、游動(dòng)系統(tǒng)、大鉤懸重、液位檢 測(cè)、溢流檢測(cè)、補(bǔ)漿監(jiān)控、報(bào)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游動(dòng)系統(tǒng)、大鉤懸重、 液位檢測(cè)、溢流檢測(cè)、補(bǔ)漿監(jiān)控、報(bào)警控制及處理終端相連接；游動(dòng)系 統(tǒng)、大鉤懸重、液位檢測(cè)、溢流檢測(cè)、補(bǔ)漿監(jiān)控、報(bào)警控制及處理終端 使用其中的另外兩芯以CAN總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接；處理終端分為泥 漿工終端、司鉆終端和技術(shù)員終端；液位檢測(cè)根據(jù)泥槳罐的數(shù)量進(jìn)行配 置。 '
所述的游動(dòng)系統(tǒng)為獨(dú)立智能子單元，游動(dòng)系統(tǒng)在絞車滾筒上安裝檢 測(cè)游車移動(dòng)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)編碼器，在絞車滾筒的剎車系統(tǒng)上安裝剎車控制 單元，游動(dòng)系統(tǒng)通過連接電纜的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù) 連接。
所述的大鉤懸重為獨(dú)立智能子單元，大鉤懸重在死繩器的死繩端安 裝檢測(cè)游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(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
所述的液位檢測(cè)為獨(dú)立智能子單元，液位檢測(cè)在泥漿罐上安裝檢測(cè) 泥漿罐泥漿高度的液位傳感器，液位檢測(cè)通過連接電纜的兩芯CAN連 接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
所述的溢流檢測(cè)為獨(dú)立智能子單元，溢流檢測(cè)在泥漿的回流口安裝 檢測(cè)泥漿回流狀態(tài)的回流傳感器，溢流檢測(cè)通過連接電纜的兩芯CAN 連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。所述的補(bǔ)漿監(jiān)控為獨(dú)立智能子單元，補(bǔ)漿監(jiān)控在補(bǔ)漿電機(jī)的控制電 線上安裝控制接口和斷相檢測(cè)傳感器，補(bǔ)漿監(jiān)控通過連接電纜的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。所述的處理終端分為泥漿工終端、司鉆終端和技術(shù)員終端，其中泥 漿工終端安裝在泥漿工房，司鉆終端安裝在司鉆房，技術(shù)員終端安裝在 技術(shù)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(jìn)行 數(shù)據(jù)連接。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于1、 通過安裝本控制裝置，使在鉆、修井作業(yè)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌漿，從而 杜絕不適時(shí)灌漿的各種因素，保障鉆、修井作業(yè)安全。2、 本控制裝置提供的灌漿方式既能嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，又能保證鉆 臺(tái)清潔，從而提高工作效率。3、 本控制裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌漿，極大地減輕了司鉆、泥漿工的工作壓 力，從而杜絕不適時(shí)灌槳的人為因素。4、 本控制裝置使技術(shù)員、司鉆和泥漿工有機(jī)地結(jié)合為一個(gè)整體，可 直接發(fā)送命令、檢查工作、數(shù)據(jù)共享；其實(shí)時(shí)記錄又是管理的好幫手。5、 其任意對(duì)插的連接方式使本控制裝置有更好的環(huán)境適用性、現(xiàn)場(chǎng) 使用性。


圖1為鉆、修井作業(yè)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置方框圖。圖中1、司鉆房，2、死繩器，3、絞車滾筒，4、回流口， 5、補(bǔ)漿電機(jī)，6、泥漿罐，7、泥漿罐，8、泥漿罐，9、泥漿罐，10、泥漿工 房，11、技術(shù)員房，12、 二層平臺(tái)，13、電源適配器，14、游動(dòng)系統(tǒng)， 15、大鉤懸重，16、液位檢測(cè)，17、溢流檢測(cè)，18、補(bǔ)漿監(jiān)控，19、報(bào) 警控制，20、處理終端，21、連接電纜。
具體實(shí)施方式
該鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置由電源適配器13、游動(dòng)系統(tǒng)14、 大鉤懸重15、液位檢測(cè)16、溢流檢測(cè)17、補(bǔ)漿監(jiān)控18、報(bào)警控制19、 處理終端20及連接電纜21構(gòu)成(參見圖2)。連接電纜21為四芯電纜。電源適配器13使用其中的兩芯與游動(dòng)系 統(tǒng)14、大鉤懸重15、液位檢測(cè)16、溢流檢測(cè)17、補(bǔ)槳監(jiān)控18、報(bào)警控 制19及處理終端20相連接，為該控制裝置提供電源；游動(dòng)系統(tǒng)14、大 鉤懸重15、液位檢測(cè)16、溢流檢測(cè)17、補(bǔ)漿監(jiān)控18、報(bào)警控制19及 處理終端20使用其中的另外兩芯以CAN總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。游動(dòng)系統(tǒng)14為獨(dú)立智能子單元。游動(dòng)系統(tǒng)14在絞車滾筒3上安裝 旋轉(zhuǎn)編碼器，用于檢測(cè)游車移動(dòng)狀態(tài)；在絞車滾筒3的剎車系統(tǒng)上安裝 剎車控制單元，用于控制剎車系統(tǒng)。游動(dòng)系統(tǒng)14根據(jù)檢測(cè)計(jì)算游車的 運(yùn)行方向、高度、速度；并根據(jù)高度、速度、鉤載、絞車滾筒3的剎車 系統(tǒng)的性能對(duì)游車進(jìn)行剎車控制，從而防止游車上碰與下砸。游動(dòng)系統(tǒng) 14通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，游動(dòng) 系統(tǒng)14的數(shù)據(jù)連接包括向其他單元發(fā)送各種檢測(cè)、計(jì)算的結(jié)果、數(shù)據(jù)、 狀態(tài)，接收處理終端20的設(shè)置數(shù)據(jù)與控制命令，接收大鉤懸重15發(fā)送 的鉤載數(shù)據(jù)。大鉤懸重15為獨(dú)立智能子單元。大鉤懸重15在死繩器2的死繩端 的液壓回路安裝壓力傳感器，用于檢測(cè)游車鉤載。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(jìn)行數(shù)據(jù)連接，大鉤懸重15 的數(shù)據(jù)連接包括向其他單元發(fā)送鉤載數(shù)據(jù)，接收處理終端20的設(shè)置數(shù) 據(jù)。
液位檢測(cè)16為獨(dú)立智能子單元。液位檢測(cè)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，用于檢測(cè)泥漿罐的泥漿高度。 液位檢測(cè)16通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù) 連接，液位檢測(cè)16的數(shù)據(jù)連接包括向其他單元發(fā)送泥漿罐高度數(shù)據(jù)， 接收處理終端20的設(shè)置數(shù)據(jù)。液位檢測(cè)16根據(jù)泥槳罐數(shù)量進(jìn)行配置。
溢流檢測(cè)17為獨(dú)立智能子單元。溢流檢測(cè)17在泥漿回流口 4安裝 回流傳感器，用于檢測(cè)泥漿回流狀態(tài)。溢流檢測(cè)17通過連接電纜21的 兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，溢流檢測(cè)17的數(shù)據(jù)連接包 括向其他單元發(fā)送泥漿回流狀態(tài)。
補(bǔ)漿監(jiān)控18為獨(dú)立智能子單元。補(bǔ)漿監(jiān)控18在補(bǔ)漿電機(jī)5的控制 電線上安裝控制接口和斷相檢測(cè)傳感器，用于控制補(bǔ)漿電機(jī)5和檢測(cè)補(bǔ) 漿電機(jī)5的狀態(tài)。補(bǔ)漿監(jiān)控18通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與 控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，補(bǔ)漿監(jiān)控18的數(shù)據(jù)連接包括向其他單元發(fā)送 補(bǔ)漿控制狀態(tài)和補(bǔ)漿電機(jī)5工作狀態(tài)，接收處理終端20的控制命令及 溢流檢測(cè)17的泥漿回流狀態(tài)。
報(bào)警控制19為獨(dú)立智能子單元，可重復(fù)安裝在任意位置，報(bào)警控制 19通過連接電纜21的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。報(bào)警控制19用于接收并執(zhí)行處理終端20的報(bào)警控制命令。 處理終端20分為泥漿工終端、司鉆終端和技術(shù)員終端，其中泥漿工終 端安裝在泥漿工房IO，司鉆終端安裝在司鉆房l，技術(shù)員終端安裝在技 術(shù)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(jìn)行數(shù)據(jù)連接。處理終端20為該控制裝置的核心部分，由工控機(jī)和 工業(yè)計(jì)算機(jī)組成，其作用為第一為人機(jī)對(duì)話接口，用于接收技術(shù)員、 司鉆、泥漿工對(duì)該控制裝置的初始化設(shè)置、安全參數(shù)設(shè)置、各種控制命 令，顯示各種設(shè)置參數(shù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)、工作與控制狀態(tài)；其二用于對(duì)接收 到的其他獨(dú)立智能子單元發(fā)送來的檢測(cè)數(shù)據(jù)、狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算、分析、記 錄，并根據(jù)分析計(jì)算結(jié)果發(fā)布控制命令與各種報(bào)警。分析計(jì)算包括根據(jù) 游車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及變化、游車的鉤載及變化、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(tài)及變化，并根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置如泥漿罐6、泥漿罐7、泥漿罐8、泥槳罐 9的參數(shù)、鉆桿參數(shù)、泥漿漏失參數(shù)等，系統(tǒng)將進(jìn)行作業(yè)工況自動(dòng)判斷， 進(jìn)而進(jìn)行井漏井涌監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警；通過對(duì) 工況的自動(dòng)判斷，結(jié)合游車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及變化、泥漿的回流口4的回流 狀態(tài)及變化，并根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置如補(bǔ)漿立根數(shù)、補(bǔ)漿最長(zhǎng)時(shí)間間隔等進(jìn) 行自動(dòng)補(bǔ)槳控制。
權(quán)利要求1、一種鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，它由電源適配器(13)、游動(dòng)系統(tǒng)(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(cè)(16)、溢流檢測(cè)(17)、補(bǔ)漿監(jiān)控(18)、報(bào)警控制(19)、處理終端(20)及連接電纜(21)構(gòu)成，其特征在于電源適配器(13)、游動(dòng)系統(tǒng)(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(cè)(16)、溢流檢測(cè)(17)、補(bǔ)漿監(jiān)控(18)、報(bào)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)使用其中的兩芯與游動(dòng)系統(tǒng)(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(cè)(16)、溢流檢測(cè)(17)、補(bǔ)漿監(jiān)控(18)、報(bào)警控制(19)及處理終端(20)相連接；游動(dòng)系統(tǒng)(14)、大鉤懸重(15)、液位檢測(cè)(16)、溢流檢測(cè)(17)、補(bǔ)漿監(jiān)控(18)、報(bào)警控制(19)及處理終端(20)使用其中的另外兩芯以CAN總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接；處理終端(20)分為泥漿工終端、司鉆終端和技術(shù)員終端；液位檢測(cè)(16)根據(jù)泥漿罐(6)、泥漿罐(7)、泥漿罐(8)、泥漿罐(9)的數(shù)量進(jìn)行配置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，其特征 在于所述的游動(dòng)系統(tǒng)(14)為獨(dú)立智能子單元，游動(dòng)系統(tǒng)(14)在絞 車滾筒(3)上安裝檢測(cè)游車移動(dòng)狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)編碼器，在絞車滾筒(3) 的剎車系統(tǒng)上安裝剎車控制單元，游動(dòng)系統(tǒng)(14)通過連接電纜(21) 的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，其特征 在于所述的大鉤懸重(15)為獨(dú)立智能子單元，大鉤懸重(15)在死 繩器(2)的死繩端安裝檢測(cè)游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(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，其特征 在于所述的液位檢測(cè)(16)為獨(dú)立智能子單元，液位檢測(cè)(16)在泥 漿罐(6)、泥漿罐(7)、泥漿罐(8)、泥漿罐(9)上安裝檢測(cè)泥漿罐 泥漿高度的液位傳感器，液位檢測(cè)(16)通過連接電纜(21)的兩芯CAN 連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，其特征 在于所述的溢流檢測(cè)(17)為獨(dú)立智能子單元，溢流檢測(cè)(17)在泥 漿的回流口 (4)安裝檢測(cè)泥漿回流狀態(tài)的回流傳感器，溢流檢測(cè)(17) 通過連接電纜(21)的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，其特征 在于所述的補(bǔ)漿監(jiān)控(18)為獨(dú)立智能子單元，補(bǔ)漿監(jiān)控(18)在補(bǔ) 漿電機(jī)(5)的控制電線上安裝控制接口和斷相檢測(cè)傳感器，補(bǔ)漿監(jiān)控(18)通過連接電纜(21)的兩芯CAN連接線與控制裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)連 接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，其特征 在于所述的處理終端(20)分為泥漿工終端、司鉆終端和技術(shù)員終端， 其中泥漿工終端安裝在泥漿工房(10)，司鉆終端安裝在司鉆房(1)， 技術(shù)員終端安裝在技術(shù)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(jìn)行數(shù)據(jù)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鉆、修井作業(yè)自動(dòng)灌漿控制裝置，屬于油田鉆、修井設(shè)備的附件裝置領(lǐng)域。它由電源適配器、游動(dòng)系統(tǒng)、大鉤懸重、液位檢測(cè)、溢流檢測(cè)、補(bǔ)漿監(jiān)控、報(bào)警控制、處理終端及連接電纜構(gòu)成。電源適配器、游動(dòng)系統(tǒng)、大鉤懸重、液位檢測(cè)、溢流檢測(cè)、補(bǔ)漿監(jiān)控、報(bào)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(cè)游車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與鉤載、泥漿罐的液位高度、泥漿回流口的回流狀態(tài)并通過分析計(jì)算，適時(shí)進(jìn)行剎車控制、灌漿控制，發(fā)布井漏、井涌等報(bào)警。從而保障鉆、修井作業(yè)安全。該控制裝置改變了傳統(tǒng)的灌漿方式，杜絕不適時(shí)灌漿的各種因素，減輕司鉆、泥漿工的工作壓力，使技術(shù)員、司鉆、泥漿工有機(jī)地結(jié)合為一個(gè)整體。
文檔編號(hào)E21B49/08GK201386552SQ200920085210
公開日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者王治云, 白義才 申請(qǐng)人:荊州市元澤石油設(shè)備有限公司