專利名稱：修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，即通過遠(yuǎn)程智能控制程序?qū)崿F(xiàn)修井機(jī)智能作業(yè)。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，修井機(jī)起下油管作業(yè)過程，全部需要由人工進(jìn)行操作。起油管作業(yè):司鉆人員需要先松開滾筒剎車，同時(shí)接合滾筒離合器并加大柴油機(jī)油門，使?jié)L筒纏繞鋼絲繩通過井架天車與游車大鉤組成的游動(dòng)系統(tǒng)使油管柱快速上提，當(dāng)提出的油管接近一根油管的長度時(shí)，減小柴油機(jī)油門，減緩油管柱上提速度；當(dāng)油管柱的接箍提出井口后，剎緊滾筒剎車，同時(shí)斷開滾筒離合器，使游車大鉤及油管柱懸停在相對的位置，人工將油管吊卡放置在井口法蘭上，使油管吊卡扣合在油管柱接箍下部的油管上，調(diào)整滾筒剎車，使游車大鉤及油管柱緩速下放，油管柱的接箍落在油管吊卡上；人工推動(dòng)并操作液壓油管鉗，使油管鉗扣合住油管柱上面的油管，操作液壓油管鉗進(jìn)行卸扣，卸扣完成后松開油管鉗，并使油管鉗脫離油管，人工將卸下的油管下端推離井口，控制滾筒剎車使游車大鉤及卸下的油管下放，將油管下放至管排架上后，摘開油管吊卡上的吊環(huán)，并將吊環(huán)掛在井口上面的吊卡上進(jìn)行下一次油管的上提作業(yè)。下油管作業(yè):控制滾筒剎車，下放游車大鉤人工將吊環(huán)掛在管排架上的油管吊卡上，松開剎車同時(shí)接合滾筒離合器，控制柴油機(jī)油門，使游車大鉤以適宜的速度提起油管，人工扶正油管，使提在游車大鉤上的油管公扣，對正通過油管吊卡懸掛在井內(nèi)油管柱接箍的母扣，緩慢下放游車大鉤，使油管公扣與接箍母扣對接，剎緊剎車，人工推動(dòng)并操作液壓油管鉗，使油管鉗扣合住油管，操作液壓油管鉗進(jìn)行上扣，上扣完成后松開油管鉗，并使油管鉗脫離油管，松開剎車并接合滾筒離合器，將游車大鉤輕微上提，將井口法蘭上的油管吊卡拆下移出井口法蘭，并扣合在管排架油管接箍端，松開剎車下放管柱，當(dāng)管柱上的吊卡接近井口時(shí)，調(diào)整剎車，使吊卡緩慢座在井口法蘭上，摘開吊環(huán)并掛在管排架上的油管的吊卡上，進(jìn)行下一根油管的下放工作。以上作業(yè)過程，司鉆人員必須精力集中，不能有絲毫分心，否則將會(huì)造成設(shè)備或人身事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于對于上述過程中的不足，對司鉆操作的部分環(huán)節(jié)采用機(jī)電一體化控制，提供一種安全性高、司鉆半自動(dòng)控制的修井作業(yè)智能控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)采用可編程程序控制器與剎車控制單元、滾筒離合器控制單元、柴油機(jī)油門控制單元、滾筒絕對值編碼器、游車大鉤負(fù)荷壓力變送器及井口反饋信號(hào)單元連接?？删幊坛绦蚩刂破鳛門TC60可編程程序控制器。剎車控制單元采用美國進(jìn)口 SM4系列電磁比例伺服控制閥，控制剎車系統(tǒng)的工作鉗液壓缸和安全鉗液壓缸。滾筒離合器控制單元采用MFH-3-1/2-TT40-SA電磁控制氣閥，控制滾筒離合器的壓縮空氣的供給或停止供給。安裝在滾筒上的RSA698多圈絕對值編碼器采集的信號(hào)，經(jīng)程序控制器運(yùn)算后，實(shí)時(shí)反饋游車大鉤的速度及相對位置。游車大鉤負(fù)荷壓力變送器采用HM22高精度壓力變送器，通過大鉤負(fù)荷反饋信號(hào)，判定大鉤不承受管柱重量后，結(jié)束智能控制下放程序。采用手控和電控雙模式液壓盤式剎車，手控模式用于非正常參數(shù)作業(yè)剎車控制及緊急情況剎車控制，電控模式用于智能系統(tǒng)信號(hào)控制，便于接收程序控制器發(fā)出的控制指令；采用德國西門子公司生產(chǎn)的RSA698多圈絕對值編碼器，采集滾筒信號(hào)，經(jīng)程序控制器運(yùn)算，反應(yīng)游車大鉤速度、位置、往復(fù)循環(huán)次數(shù)等參數(shù)；柴油機(jī)、液力變速箱各參數(shù)均通過CAN總線輸入程序控制器，并通過控制器發(fā)出的反饋指令修正和調(diào)整柴油機(jī)和變速箱輸出參數(shù)；采用南京宏沐科技有限公司與德國HELM公司聯(lián)合開發(fā)生產(chǎn)的HM22高精度壓力變送器，采集游車大鉤負(fù)荷信號(hào)，輸送給程序控制器；應(yīng)用德國西門子公司生產(chǎn)的TTC60可編程程序控制器接收以上各種參數(shù)信號(hào)，通過運(yùn)算和處理，通過程序控制器設(shè)定的程序，向各執(zhí)行元件發(fā)出動(dòng)作指令，實(shí)現(xiàn)智能式修井作業(yè)；應(yīng)用德國西門子公司生產(chǎn)的ZBC0M-100/200IE無線通訊模塊，對修井作業(yè)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)利用遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)有效監(jiān)控修井現(xiàn)場作業(yè)情況。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):1、減輕了司鉆人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。2、避免修井過程中造成設(shè)備及人身事故。3、提高了修井機(jī)科技含量及自動(dòng)化水平。4、實(shí)現(xiàn)了對修井作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1是本實(shí)用新型控制模塊框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)包括可編程程序控制器，可編程程序控制器與剎車控制單元、滾筒離合器控制單元、柴油機(jī)油門控制單元、滾筒絕對值編碼器、游車大鉤負(fù)荷壓力變送器及井口反饋信號(hào)單元連接?？刂圃?起油管作業(yè):完成起油管作業(yè)準(zhǔn)備后，控制系統(tǒng)切換到智能控制狀態(tài)，TTC60程序控制器向剎車控制單元(應(yīng)用美國進(jìn)口 SM4系列電磁比例伺服控制閥，控制剎車系統(tǒng)的工作鉗液壓缸和安全鉗液壓缸)、滾筒離合器控制單元(應(yīng)用MFH-3-1/2-TT40-SA電磁控制氣閥，控制滾筒離合器的壓縮空氣的供給或停止供給)及柴油機(jī)油門控制單元(柴油機(jī)本身自帶，由與TTC60聯(lián)接的CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸)發(fā)出動(dòng)作指令，滾筒離合器接合同時(shí)剎車系統(tǒng)松開剎車，柴油機(jī)油門加大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，游車大鉤快速上提油管柱；安裝在滾筒上的RSA698多圈絕對值編碼器采集的信號(hào)，經(jīng)程序控制器運(yùn)算后，實(shí)時(shí)反饋游車大鉤的速度及相對位置，當(dāng)游車大鉤提出的油管接近一根油管的長度時(shí)，程序控制器向柴油機(jī)油門控制單元發(fā)出指令，降低柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)提出的油管柱長度為比一根油管的長度多500_時(shí)，程序控制器向剎車控制單元及滾筒離合單元發(fā)出動(dòng)作指令，剎住剎車并松開離合器，游車大鉤懸停在相對位置；井口操作人員將油管吊卡扣合在管柱油管接箍下面的油管上，然后人工向程序控制器輸出反饋信號(hào)，程序控制器接到井口反饋信號(hào)后，向剎車控制單元發(fā)出動(dòng)作指令，緩慢釋放剎車，游車大鉤緩慢下放，使管柱通過管柱接箍座在井口吊卡上；通過大鉤負(fù)荷反饋信號(hào)，判定大鉤不承受管柱重量后，結(jié)束智能控制程序。井口操作人員操作液壓油管鉗實(shí)現(xiàn)油管卸扣，卸扣完成后，司鉆人工控制游車大鉤與井口操作人員配合，將提出的油管引導(dǎo)至井場管排架上，人工從已卸下的油管上摘下吊環(huán)及吊卡，并將吊環(huán)掛在井口吊卡上。開啟智能控制系統(tǒng)，進(jìn)行下一根油管上提程序。下油管作業(yè):司鉆與井口操作人員配合，控制滾筒剎車，下放游車大鉤人工將吊環(huán)掛在管排架上的油管吊卡上，松開剎車同時(shí)接合滾筒離合器，控制柴油機(jī)油門，使游車大鉤以適宜的速度提起油管，人工扶正油管，使提在游車大鉤上的油管公扣，對正通過油管吊卡懸掛在井內(nèi)油管柱接箍的母扣，緩慢下放游車大鉤，使油管公扣與接箍母扣對接，剎緊剎車，井口操作人員操作油管鉗實(shí)現(xiàn)油管上扣，液壓油管鉗完成上扣并歸位后，司鉆人工操作上提油管柱500mm并懸停住，井口操作人員將吊卡從井口法蘭移出，然后人工向程序控制器輸出反饋信號(hào)，程序控制器接到井口反饋信號(hào)后，開始智能控制下放油管作業(yè)程序:程序控制器向剎車控制單元發(fā)出指令，松開剎車，下放管柱，安裝在滾筒上的多圈絕對值編碼器采集的信號(hào)，經(jīng)程序控制器運(yùn)算后，實(shí)時(shí)反饋游車大鉤的速度及相對位置，根據(jù)游車大鉤的位置參數(shù)，判定吊卡接近井口時(shí)，程序控制器向剎車單元發(fā)出動(dòng)作及參數(shù)指令，控制管柱上的吊卡緩慢座在井口上，通過大鉤負(fù)荷反饋信號(hào)，判定大鉤不承受管柱重量后，結(jié)束智能控制下放程序。
權(quán)利要求1.一種修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于可編程程序控制器與剎車控制單元、滾筒離合器控制單元、柴油機(jī)油門控制單元、滾筒絕對值編碼器、游車大鉤負(fù)荷壓力變送器及井口反饋信號(hào)單元連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于可編程程序控制器為TTC60可編程程序控制器。
3.按照權(quán)利要求1所述的修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于剎車控制單元采用美國進(jìn)口 SM4系列電磁比例伺服控制閥，控制剎車系統(tǒng)的工作鉗液壓缸和安全鉗液壓缸。
4.按照權(quán)利要求1所述的修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于滾筒離合器控制單元采用MFH-3-1/2-TT40-SA電磁控制氣閥，控制滾筒離合器的壓縮空氣的供給或停止供給。
5.按照權(quán)利要求1所述的修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于安裝在滾筒上的RSA698多圈絕對值編碼器采集的信號(hào)，經(jīng)程序控制器運(yùn)算后，實(shí)時(shí)反饋游車大鉤的速度及相對位置。
6.按照權(quán)利要求1所述的修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，其特征在于游車大鉤負(fù)荷壓力變送器采用HM22高精度壓力變送器，通過大鉤負(fù)荷反饋信號(hào)，判定大鉤不承受管柱重量后，結(jié)束智能控制下放程序。
專利摘要本實(shí)用新型涉及石油修井機(jī)遠(yuǎn)程智能控制系統(tǒng)，即通過遠(yuǎn)程智能控制程序?qū)崿F(xiàn)修井機(jī)智能作業(yè)。采用可編程程序控制器與剎車控制單元、滾筒離合器控制單元、柴油機(jī)油門控制單元、滾筒絕對值編碼器、游車大鉤負(fù)荷壓力變送器及井口反饋信號(hào)單元連接。減輕了司鉆人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免修井過程中造成設(shè)備及人身事故，提高了修井機(jī)科技含量及自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)了對修井作業(yè)現(xiàn)場作業(yè)參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
文檔編號(hào)E21B19/00GK203048433SQ201320081249
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者許原春, 白麗艷, 吳娟, 王彥萍, 劉金花, 苗紅 申請人:通化石油化工機(jī)械制造有限責(zé)任公司