分布式钻井模拟系统及操作方法

专利名称：分布式钻井模拟系统及操作方法
技术领域：
本发明涉及一种钻井模拟系统和操作方法，特别是涉及一种分布式钻井模拟系统
及操作方法。
背景技术：
目前，国内外现有的钻井模拟器多采用集中式的系统结构，其可靠性和强壮性较 低；加之其采用普通的动画技术，图像显示模糊，不流畅，缺乏真实感；并且显示屏幕采用 普通大小的屏幕来展示钻井过程，图形展示缺乏必要的冲击力和沉浸感。另外，目前国内外 新型钻机大多配备顶部驱动钻井装置，但现有的钻井模拟器大多实现的是基于转盘驱动的 模拟，即使采用了顶驱方式，但其模拟较为粗糙，而且对于钻井事故和井下复杂情况的模拟 也不够全面和详细，缺乏一定的实际意义。

发明内容
本发明的目的在于克服现有钻井模拟器的不足，提供一种分布式钻井模拟系统及 操作方法，该钻井模拟器采用基于先进的计算机网络及分布式系统结构，前端学员控制台 操作系统采用嵌入式系统设计，系统设计、制造和测试采用工业标准，系统运行稳定、可靠； 图形动画采用全三维实时动画技术，操作者能根据图形反映的位置及状态进行钻井操作， 真实感强；图形展示采用大环幕图形展示技术，钻井过程中的所有画面具有更大的显示尺 寸、更宽的视野、更多的显示内容以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果；钻井驱动方式采用 高度仿真的顶部驱动模拟，更能适应技术的变化，满足市场的需求；基于事件驱动的钻井事 故与井下复杂情况处理技术可对钻井员工进行事前仿真培训，提高安全性。
本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的分布式钻井模拟系统，它包括节 流管汇、高压管汇、防喷器控制台、阻流器控制台、远程控制台、司钻控制台、教师控制台和 图形投影单元；其中，司钻控制台模拟实现对绞车的升降控制，对转盘的转速控制、对泥浆 泵的调速控制；采集绞车离合器位置、绞车档位、转盘离合器位置、转盘档位、泵调节器位 置、柴油机功率调节器位置等；监测悬重、钻压、钻机气源压力、泥浆密度、泥浆黏度以及泥 浆失水等参数。防喷器控制台的基本功能是对防喷器中各组件进行开、关控制；对立管压 力、套管压力、钻机气源等进行监视。阻流器控制台的基本功能是关井后及压井作业时监视 立管压力和套管压力；压井时控制立管压力和套管压力；压井时计量排量(替入量)。远程 控制台由PLC控制步进电机带动手柄完成对防喷器中各组件进行开、关控制。高压管汇仿 真控制钻井液流通路径。节流管汇仿真控制钻井液流通路径，通过液压阀控制井口立管压 力套管压力。教师控制台由2台高性能计算机构成，分别是主控计算机和图形处理计算机。 主控计算机的基本功能是存储和设置模拟参数、运行主控程序、图形控制、计算并绘制参数 曲线、成绩评定及学员管理、采集前端设备参数及控制前端全部受控仪表及执行机构等。图 形处理计算机与主控计算机通过以太网络连接，采用TCP/IP通讯协议，基本功能是显示静 态背景图、显示转盘工作、钻柱运动、地层分层等受控动态图形、显示自动动画、显示记录曲线。图形投影单元由以较高分辨率和亮度的高性能投影仪及大尺寸屏幕构成，图形投影单
元与图形处理计算机连接，将全部图形投影到大屏幕幕布上。司钻控制台、远程控制台、防
喷器控制台和阻流器控制台通过西门子点到点协议PPI协议互联，教师控制台通过PPI接
口与PPI协议连接，节流管汇与阻流器控制台连接，高压管汇与防喷器控制台连接。 司钻控制台包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面包括司钻台正面控制面
板，机箱的侧面设置有司钻台侧面控制面板，其中所述的司钻台正面控制面板上设置有压
力表组、指重表、转盘扭矩表、备用表、开关组、按钮组A、显示器组、绞车速度调节手柄和刹
车手柄，所述的压力表组包括气源压力表、冷却水压表、绞车油压表、转盘油压表、猫头压力
表、泵压表、大钳压力表、左钳压力表、右钳压力表和安全钳压力表，所述的开关组包括左猫
头开关、右猫头开关、液压站卸荷开关、保护复位开关、气喇叭开关、转盘惯刹开关、气动微
调开关、备用开关、紧急制动开关和驻车制动开关，所述的按钮组包括一号按钮、二号按钮、
三号按钮、四号按钮、五号按钮、六号按钮、七号按钮、八号按钮、九号按钮、十号按钮、十一
号按钮、十二号按钮、十三号按钮和十四号按钮，所述的显示器组包括参数显示器、泥浆密
度显示器、泥浆粘度显示器和泥浆失水显示器；所述的内部控制板包括司钻台可编程控制
器PLC1和司钻台可编程控制器PLC2，司钻台可编程控制器PLC1的CPU模块分别通过AD
模块与绞车速度调节手柄和刹车手柄相连，通过DA模块与气源压力表、冷却水压表、绞车
油压表、转盘油压表、猫头压力表、转盘扭矩表、泵压表、大钳压力表、备用表、左钳压力表、
右钳压力表和安全钳压力表连接，通过数字输入输出DIO扩展模块与指重表、紧急制动开
关和驻车制动开关连接，通过其开关量输出端口与指重表控制器的输入端连接，指重表控
制器输出端和指重表连接，通过其开关量输入端口与左猫头开关、右猫头开关、液压站卸荷
开关、保护复位开关、气喇叭开关、转盘惯刹开关、气动微调开关、备用开关、一号按钮、二号
按钮、三号按钮、四号按钮、五号按钮、六号按钮、七号按钮、八号按钮、九号按钮、十号按钮、
十一号按钮、十二号按钮、十三号按钮和十四号按钮连接，同时还通过开关量输出端口与一
号按钮、二号按钮、三号按钮、四号按钮、五号按钮、六号按钮、七号按钮和八号按钮连接，司
钻台可编程控制器PLC1的CPU模块还通过串口与数据收发板连接，数据收发板通过并口
与泥浆密度显示器、泥浆粘度显示器和泥浆失水显示器连接；所述的司钻台侧面控制面板
包括指示灯组、选择阀组、按钮组B、调节阀组、扭矩表和转速表，所述的指示灯组包括可编
程控制器PLC1指示灯、可编程控制器PLC2指示灯、发动机1指示灯、发动机2指示灯、发
动机3指示灯、发动机4指示灯、泥桨泵A指示灯、泥桨泵B指示灯、泥桨泵C指示灯、绞车
A指示灯、绞车B指示灯、钻盘指示灯、恒速送钻或恒压送钻指示灯、内防喷器指示灯、液压
泵运行指示灯、回转头锁紧指示灯、刹车指示灯、故障报警指示灯和就绪指示灯，所述的选
择阀组包括PLC工作选择阀、电机工作选择阀、绞车工作选择阀、泥浆泵A工作选择阀、泥浆
泵B工作选择阀、泥浆泵C工作选择阀、转盘工作选择阀、绞车恒速送钻或恒压送钻工作选
择阀、吊环回转选择阀、内防喷器工作选择阀、液压泵选择阀、回转头锁紧选择阀、背钳工作
选择阀、吊环倾斜选择阀、刹车工作方式选择阀、辅助操作选择阀、风机工作选择阀、电机选
择阀、操作方式选择阀和旋转方向选择阀，所述的按钮组包括整机紧急停车按钮、变频系统
紧急停车按钮、钻盘扭矩调节旋钮、泥浆泵A调节旋钮、泥浆泵B调节旋钮、泥浆泵C调节旋
钮、转盘转速调节旋钮、恒压送钻钻压调节旋钮、吊环中位按钮、静音按钮和急停按钮，所述
的调节阀组包括上扣扭矩限定调节阀、钻井扭矩限定调节阀和转速设定调节阀；司钻台可编程控制器PLC2的CPU模块分别通过AD模块与钻盘扭矩调节旋钮、泥浆泵A调节旋钮、泥
浆泵B调节旋钮、泥浆泵C调节旋钮、转盘转速调节旋钮、恒压送钻钻压调节旋钮、上扣扭矩
限定调节阀、钻井扭矩限定调节阀和转速设定调节阀连接，通过DA模块与扭矩表和转速表
连接，通过DIO扩展模块与刹车指示灯、故障报警指示灯、就绪指示灯、静音按钮和急停按
钮、刹车工作方式选择阀、辅助操作选择阀、风机工作选择阀、电机选择阀、操作方式选择阀
和旋转方向选择阀连接，通过其开关量输出端口与PLC1指示灯、PLC2指示灯、发动机1指
示灯、发动机2指示灯、发动机3指示灯、发动机4指示灯、泥桨泵A指示灯、泥桨泵B指示
灯、泥浆泵C指示灯、绞车A指示灯、绞车B指示灯、钻盘指示灯、恒速送钻或恒压送钻指示
灯、内防喷器指示灯、液压泵运行指示灯和回转头锁紧指示灯连接，通过其开关输入端口与
PLC工作选择阀、电机工作选择阀、绞车工作选择阀、整机紧急停车按钮、变频系统紧急停车
按钮、泥浆泵A工作选择阀、泥浆泵B工作选择阀、泥浆泵C工作选择阀、转盘工作选择阀、
绞车恒速送钻或恒压送钻工作选择阀、吊环回转选择阀、吊环中位按钮、内防喷器工作选择
阀、液压泵选择阀、回转头锁紧选择阀、背钳工作选择阀和吊环倾斜选择阀连接。 其中，司钻台数据收发板包括串口芯片、单片机、锁存器和总线缓冲器，串口芯片
输入端通过串口与司钻台可编程控制器PLC1的串行端口连接，串口芯片输出端分别与单
片机的发送数据线和接收数据线连接，单片机还通过总线分别连接锁存器和总线缓冲器，
锁存器和总线缓冲器的输出端口通过并口与泥浆密度显示器、泥浆粘度显示器和泥浆失水
显示器连接。所述的泥浆密度显示器、泥浆粘度显示器和泥浆失水显示器均包括地址缓冲
器、数据缓冲器、比较器、译码器、拨码开关、数码管驱动芯片和数码管，地址缓冲器、数据缓
冲器的输入端口均连接并口 ，数据缓冲器输出端口连接数码管驱动芯片，地址缓冲器输出
端口分别连接比较器的一个输入端和译码器，比较器的另一个输入端连拨码开关，输出端
口连接译码器的使能端，译码器输出端与数码管驱动芯片相连，数码管驱动芯片输出端连
接数码管。 司钻台控制程序工作流程大致为当控制程序启动，初始化端口对PLC的端口 Portl进行初始化，以实现与LED显示控制板的数据通信，然后读入开关量并存入到发送缓 冲区，再读取A/D结果并存入到发送缓冲区，调用泥浆密度、粘度、失水调节子程序，再调用 XMT子程序，发送数据到LED显示控制板，如接通左猫，则输出800到D/A，让左猫显示正常 工作压力值；否则输出0到D/A，然后判断右猫是否接通，若接通则输出800到D/A，让右猫 显示正常工作压力值；否则输出0到D/A，然后调用按钮指示灯控制子程序，而后调指重表 控制子程序，根据指重表的悬重值来输出步进脉冲，控制步进电机转动，以使悬重指针指到 对应值，最后返回端口初始化，如此循环。 司钻台泥浆密度调节子程序工作流程大致为子程序开始运行，读入开关量，如果 选择增大按钮被按下，则密度值增加0. Ol，否则判断减小按钮是否被按下操作，若是则密度 值减小O.Ol，然后返回子程序开始状态，如不是也返回子程序开始状态，如此循环。
司钻台指重表控制子程序，根据指重表的悬重值来输出步进脉冲，控制步进电机 转动，以使悬重指针指到对应值，其工作流程大致可描述为子程序开始运行，从接收缓冲 区读取指重表悬重值，如果悬重值为0并且悬重指针本身也处在零点时，直接返回；如果悬 重值为0而悬重指针不在零点时就控制步进电机逆时针转动直至悬重指针到零点，当悬重 值不为0时，首先判断是否发生额变化，如果没有变化则直接返回，有变化时，再判断悬重
10值是变大还是变小，如变大的话则置步进电机方向控制标志为1 (顺时针转)，如变小则置 步进电机方向控制标志为0 (逆时针转)，然后计算悬重变化差值，输出1个步进脉冲悬重差 值减1直到0后返回。 司钻台侧面控制面板主控程序工作流程大致为程序开始，初始化就绪指示灯，读 入开关量并存入到发送缓冲区，读入A/D结果并存入到发送缓冲区，判断内防喷器是否关 闭，若是内防喷器指示灯亮，然后判断液压泵是否运行，如是则液压泵运行指示灯亮，如不 是则灭，再判断回转头是否锁紧若是则回转头锁紧指示灯亮，否则灭，然后调转速设定子程 序和扭矩设定子程序，若转速设定标志为0 (该标志值是在转速设定子程序中被设定)则从 接收缓冲区读转速数据输出到D/A，若不是转速表就显示从主机PC发送过来的转速值，再 判断扭矩设定标志是否为0，若是则从接收缓冲区读扭矩数据输出到D/A，然后返回，否则 直接返回。 司钻台钻井扭矩设定程序，工作流程大致可叙述为子程序启动，读取A/D结果， 判断设定旋钮是否在被调节，当有变化时表示操作人员正在设定钻井扭矩上限值，此时，仪 表就实时显示当前调节值，在3秒内没有再发生变化的情况下，就视为已设定，之后该仪表 将显示来自主机PC发送过来的钻井扭矩值，最后返回子程序。 远程控制台包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面包括一个远控台控制面 板，远控台控制面板上设有环形油压调节阀、管汇压力调节阀、管汇压力表、储能压力表、环 形油压表、旁通阀、放喷阀、半封闸板控制阀、全封闸板控制阀、剪切闸板控制阀、环形闸板 控制阀、储能器总开关、左路储能器开关和右路储能器开关，所述的内部控制板包括一个远 控台可编程控制器PLC和一个阀门控制器，远控台可编程控制器PLC的CPU模块分别通过 AD模块与管汇压力调节阀和环形油压调节阀连接，通过DA模块1与管汇压力表和储能器 压力表连接，通过DA模块2与环形油压表连接，还分别通过其开关量输入端口与储能器总 开关、左路储能器开关和右路储能器开关连接，远控台可编程控制器PLC的CPU模块还通过 十二路开关量输出(这十二路开关量输出分别用作旁通阀启动控制信号、旁通阀打开或关 闭控制信号、放喷阀启动控制信号，放喷阀打开或关闭控制信号、半封闸板控制阀启动控制 信号、半封闸板控制阀打开或关闭控制信号、全封闸板控制阀启动控制信号、全封闸板控制 阀打开或关闭控制信号、剪切闸板控制阀启动控制信号、剪切闸板控制阀打开或关闭控制 信号、环形闸板控制阀启动控制信号和环形闸板控制阀打开或关闭控制信号)连接阀门控 制器的控制输入端，阀门控制器的输出分别与旁通阀、放喷阀、半封闸板控制阀、全封闸板 控制阀、剪切闸板控制阀和环形闸板控制阀连接，旁通阀、放喷阀、半封闸板控制阀、全封闸 板控制阀、剪切闸板控制阀和环形闸板控制阀分别通过反馈信号线接入远控台可编程控制 器PLC的12路开关量输入端(这十二路开关量输入分别用作旁通阀开/关反馈信号、放喷 阀开/关反馈信号、半封闸板控制阀开/关反馈信号、全封闸板控制阀开/关反馈信号、剪 切闸板控制阀开/关反馈信号和环形闸板控制阀开/关反馈信号)。 其中，管汇压力调节阀用于调节管汇压力大小，环形油压调节阀用于调节环形油 压大小，管汇压力表显示管汇压力值，储能器压力表显示储能器压力值，环形油压表显示环 形油压值，旁通阀用于打开或关闭旁通管线，反馈回旁通闸板的开关状态，放喷阀用于打开 或关闭放喷管线，反馈回放喷阀的开关状态，储能器总开关用于打开或关闭储能器总管线。
远控台控制程序工作流程大致可描述为当控制程序启动，初始化端口对PLC的
11端口 Portl进行初始化，以实现与防喷器点对点通信，同时显示仪表初始化，读入开关量并 存入到内部缓冲区以便后续处理使用；再读取A/D结果并存入到发送缓冲区，然后再调用 NE乙RW与防喷器控制台收发数据，调用环形、半封、放喷、剪切控制子程序，根据防喷器手柄 操作控制步进电机转动，以接通个防喷器的控制油路，从而控制防喷器开或关；如果左右及 油路总开关均接通，则发送环形压力调节值到环形仪表显示缓冲区，若选择旁通开则送汇 管压力调节值到汇管压力仪表显示缓冲区，否则发送21MPa显示值到仪表显示缓冲区；如 果左右及油路总开关均不接通，则发送0值到仪表显示缓冲区；然后从仪表显示缓冲区读 取数据到D/A，最后返回读入开关量并存入到内部缓冲区，以此循环。 远控台控制子程序工作流程大致可叙述为子程序开始运行，从接收缓冲区读取 防喷器操作手柄状态，读出用于判断防喷器操作手柄是否有操作，只有当防喷器操作手柄 有操作时步进电机转动，如果步进电机不转动则返回开始状态；否则控制步进电机转动标 志置位，根据开或关来选择步进电机的转动方向，若是开则置位方向控制标志为O(表示左 转)，如果关到位了则控制步进电机转动标志清零，然后返回开始状态，如果没有关到位也 返回；若是关则置位方向控制标志为l(表示右转)，如果开到位了则控制步进电机转动标 志清零，然后返回开始状态，如果没有开到位也返回；如此循环。 节流管汇由节流管和安装在节流管上的阀门组成，节流管安装在节流管汇机架 上，节流管由横管和立管垂直交叉分布，横管和立管上均设置有多个平板阀，横管包括节流 管汇上横管和节流管汇下横管，节流管汇上横管的两端固接在机架上，节流管汇上横管一 端设置有分离器出口，另一端设置有备用出口 ；立管包括溢流入口管、液动节流管和手动节 流管，溢流入口管、液动节流管和手动节流管下端分别设置溢流入口、液动节流阀和手动节 流阀，溢流入口管上端固接在节流管汇机架上。 溢流入口管与节流管汇上横管和节流管汇下横管均呈"十"字交叉连接，形成交叉 点a和交叉点b，交叉点a的上部溢流入口管上安装有平板阀A，交叉点a与交叉点b之间 的溢流入口管上顺次安装有平板阀B、平板阀C，交叉点b处设置有压力表，交叉点b下部溢 流入口管上安装有放喷阀开关指示灯；节流管汇下横管的两端分别固接在液动节流管和手 动节流管上，形成节点c和节点d，交叉点b和节点c之间的节流管汇下横管上安装有平板 阀D、平板阀E，交叉点b和节点d之间的节流管汇下横管上安装有平板阀F、平板阀G ;液动 节流管和手动节流管上端分别与节流管汇上横管相接，形成节点e和节点f，节点c与节点 e之间的液动节流管上安装有平板阀H，节点c下部液动节流管上安装有液动指示灯，端部 设置有液动节流阀；节点d与节点f之间的手动节流管上安装有平板阀I，在节点d下部手 动节流管端部设置有手动节流阀；节点e和备用出口之间的节流管汇上横管上设置有平板 阀J，节点f和分离器出口之间的节流管汇上横管上设置有平板阀K。 高压管汇由高压管和安装在高压管上的阀门组成，高压管安装在高压管汇机架 上，高压管由横管和立管垂直连接分布，且在中部由高压管汇上横管、高压管汇下横管、左 立管、右立管接合构成矩形，横管和立管上均设置有多个平板阀，横管还包括左泥浆入口 管、右泥浆入口管、灌浆出口管，左泥浆入口管的左端固接在机架上，左泥浆入口管的左端 端部设置有泥浆入口 I ，右泥浆入口管的右端固接在机架上，右泥浆入口管的右端端部设置 有泥浆入口 II，灌浆出口管左端固接在机架上，灌浆出口管左端端部设置有灌浆出口 ；立 管还包括上立管、下立管，上立管上端固接在机架上，上立管上端端部设置有备用入口 ，下立管下端固接在高压管汇机架上，下立管下端端部设置有立管出口 。 左泥浆入口管、右泥浆入口管分别与矩形的左立管和右立管呈"T"字连接，形成节 点h和节点i，节点h的上部左立管上安装有平板阀L，节点h的下部左立管上安装有平板 阀M，节点i的上部右立管上安装有平板阀N，节点i的下部右立管上安装有平板阀O ;上立 管，下立管分别与矩形的高压管汇上横管，高压管汇下横管呈"T"字连接，形成节点g和节 点j ;灌浆出口管与下立管呈"T"字连接，形成节点k，灌浆出口管上安装有平板阀P，节点k 的下部下立管上安装有平板阀Q。 防喷器控制台包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面包括一个防喷器控制面
板，防喷器控制面板上设有储能器压力表、环形防喷器油压表、气源压力表、管汇压力表、环
形闸板开关、环形闸板开/关指示灯、气源开关、旁通闸板开关、上半封闸板开关、上半封闸
板开/关指示灯、全封闸板开关、全封闸板开/关指示灯、压井管汇闸板开关、压井管汇开/
关指示灯、放喷阀开关、放喷阀关/开指示灯、下半封闸板开关和下半封闸板开/关指示灯，
所述的内部控制板包括一个防喷器可编程控制器PLC，防喷器可编程控制器PLC的CPU模块
分别通过DA模块1与储能器压力表和环形防喷器油压表连接，通过DA模块2与气源压力表
和管汇压力表连接，防喷器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与
环形闸板开关、气源开关、旁通闸板开关、上半封闸板开关、全封闸板开关、压井管汇闸板开
关、放喷阀开关和下半封闸板开关连接，通过其开关量输出端口与环形闸板开指示灯环形
闸板关指示灯、上半封闸板开指示灯、上半封闸板关指示灯、全封闸板开指示灯全封闸板关
指示灯、压井管汇开指示灯、压井管汇关指示灯、放喷阀关指示灯、放喷阀开指示灯、下半封
闸板开指示灯和下半封闸板关指示灯连接；防喷器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通
过其开关量输入端口与高压管汇中安装在高压管上的平板阀L、平板阀M、平板阀N、平板阀
0、平板阀P和平板阀Q连接。其中，储能器压力表用于显示储能器压力值，环形防喷器油压
表用于显示环形防喷器油压值，气源压力表显示气源压力值，管汇压力表显示管汇压力表，
环形闸板开关用于打开或关闭环形闸板，环形闸板开/开指示灯用于指示环形闸板打开/关闭。 防喷控制程序工作流程大致可描述为当控制程序启动，初始化端口对PLC的端 口 Portl进行初始化，以实现与远控台点对点通信，同时指示灯和显示仪表均显示初始化， 然后读入开关量并存入到内部缓冲器，以供PC直接读取，再调用NET_RW与远程控制台收发 数据，调用环形、半封、放喷、剪切控制子程序，它们是根据防喷器操作手柄及开关时间控制 指示灯，以显示各防喷器是否开关到位，然后将指示灯状态(用于指示防喷器的开/关状 态)存入发送缓冲区，再从接收缓冲区读取警报控制标准，若选择报警则接通警报，如选择 不报警则断开警报，最后均返回读入开关量并存入发送缓冲区，以此循环。
环形防喷器控制子程序工作流程大致可叙述为子程序开始运行，读入开关状态 包括防喷器的操作手柄状态和远控台的操作手柄状态，如连接有远程台，若选择防喷器上 气源开并且环形开或远控台上环形开，则若是定时8秒时间到，环形防喷器开指示灯亮，环 形防喷器关指示灯灭，然后子程序返回，否则子程序返回；如果选择防喷器上气源开并且环 形关或远控台上环形关则定时8秒到，环形防喷器关指示灯亮，环形防喷器开指示灯灭，然 后子程序返回，否则子程序返回；如果没有连接远程台，防喷器上气源开并且环形开，则定 时8秒，环形防喷器开指示灯亮，环形防喷器关指示灯灭，然后子程序返回，若不定时8秒仍是子程序返回；防喷器上气源开并且环形关，则若是定时8秒时间到，环形防喷器关指示灯亮，环形防喷器开指示灯灭，然后子程序返回，否则子程序返回。 阻流器控制台包括机箱和内部控制板，机箱的正面包括一个阻流器控制面板，阻流器控制面板上设有立管压力表、泵速表、套管压力表、液动阻流阀选择指示灯、双泵选择开关、阻流阀选择开关、泵冲数显示器、阻流阀开度表、手动阻流阀选择指示灯、复位按钮、钻机气源开关、阻流器控制阀开关和阻流阀速度调节旋钮，内部控制板包括一个阻流器可编程控制器PLC，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与阻流阀速度调节旋钮连接，通过DA模块1与立管压力表和套管压力表连接，通过DA模块2与泵速表和阻流阀开度表连接，通过串口与阻流器数据收发板连接，阻流器数据收发板通过并口与泵冲数显示器连接，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输出端口与液动阻流阀选择指示灯和手动阻流阀选择指示灯连接，通过其开关量输入端口与双泵选择开关、阻流阀选择开关、复位按钮、钻机气源开关和阻流器控制阀开关)连接。阻流器可编程控制器PLC的CPU模块通过网络接口与上位机连接；阻流器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与节流管汇中安装在节流管上的平板阀A、平板阀B、平板阀C、平板阀D、平板阀E、平板阀F、平板阀G、平板阀H、平板阀1、平板阀J和平板阀K连接，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与节流管汇中的手动节流阀(135)连接，通过DA模块1与压力表连接。其中，立管压力表用于指示立管压力大小，套管压力表用于指示套管压力大小，泵速表用于指示泵速大小，阻流阀开度表用于指示阻流阀开度大小，双泵选择开关用于选择1号泵、2号泵或双泵，泵冲数显示器用于显示累计泵冲数，阻流阀选择开用于选择手动阻流阀或液动阻流阀，手动阻流阀选择指示灯用于指示选择手动阻流阀，液动阻流阀选择指示灯用于指示选择液动阻流阀，复位按钮用于将泵冲数复位，钻机气源开关用于打开或关闭钻机气源，阻流器控制阀开关用于增大或减小阻流调节阀开度，阻流阀速度调节旋钮用于增大或减小阻流阀调节速度。 阻流器数据收发板包括串口芯片、单片机、锁存器和总线缓冲器，串口芯片输入端通过串口与阻流器可编程控制器PLC的串行端口连接，串口芯片输出端分别与单片机的发送数据线和接收数据线连接，单片机还通过总线分别连接锁存器和总线缓冲器，锁存器和总线缓冲器输出端口通过并口连接泵冲数显示器。 泵冲数显示器包括地址缓冲器、数据缓冲器、比较器、译码器、拨码开关、数码管驱动芯片和数码管，地址缓冲器、数据缓冲器的输入端口均连接并口 ，数据缓冲器输出端口连接数码管驱动芯片，地址缓冲器输出端口分别连接比较器和译码器，比较器的另一个输入端口连拨码开关，输出端口连接译码器的使能端，译码器输出端与数码管驱动芯片相连，数码管驱动芯片输出端连接数码管。 阻流器控制程序工作流程大致可描述为当控制程序启动，初始化端口对PLC的端口 Portl进行初始化，以实现与LED显示控制板的数据通信，然后读入开关量(包括双泵选择开关、阻流阀选择开关、复位开关、钻机气源开关以及阻流阀控制开关的开关量输入)，并存入发送缓冲区，以供PC通信直接读取；再读入A/D结果并存入到发送缓冲区，以供PC通信直接读取。然后判断是液动模式还是手动模式，如果选择液动模式，则点亮液动指示灯；如果选择是手动模式，则点亮手动指示灯。然后，从接收缓冲区中读取数据输出到D/A，用来控制立管压力、套管压力、泵速和节流速度等仪器的显示。再用串口将数据发送到LED
14显示控制板中，而后重新读入开关量并存入发送缓冲区，如此循环。另外，由于整个系统是由一台PC和多台PLC构成的总线式网络，PC作为主站，多个PLC作为从站，每次通信都是由主站发起，从站监听并判断是否有与本站的收发请求。其工作流程大致为主站发出信号，若从站监听到有与本站的收发请求，同意接受请求则接受数据并存入到接受缓冲区，然后返回继续监听；如没有监听到有与本站的收发请求或者不接受请求且不发送请求都返回监听；若不接受请求但同意发送请求则从发送缓冲区读取数据并发送，然后返回监听状态，如此循环。 分布式钻井模拟系统的操作方法，它包括以下步骤(l)下钻；(2)起钻；(3)钻进；(4)事故及复杂情况处理；(5)关井；(6)压井； 其中，下钻步骤模拟下钻工艺过程，要求受训学员正确掌握下钻的工艺流程，做到平稳下钻，其包括如下实际流程 (a)正常下钻流程为开始本次作业，起控吊卡，然后摆立柱上扣，再移开吊卡，下
放钻具，摘开吊环，判断是否下钻，如果是返回起控吊卡，否则结束本次作业。
(b)下钻遇阻流程开始本次作业，正常下钻，如果下钻遇阻则冲阻，划眼，结束本
次作业，如果未遇阻则返回。 (c)控制波动压力下钻流程开始本次作业，起控吊卡，然后摆立柱上扣，再移开吊卡，慢速下放钻具，按下相应按钮摘开吊环，判断是否继续下钻，如果是返回开始本次作业，否则结束本次作业。 起钻步骤模拟起钻的工艺过程，要求受训学员正确掌握起钻的工艺流程，做到平稳起钻，其实际操作流程如下 (a)正常起钻流程开始本次作业，提升钻具，卸下立柱，灌注泥浆，判断是否起钻，如果是则返回开始本次作业，否则结束本次作业。 (b)起钻遇卡流程开始本次作业，正常下钻，如果起钻遇卡则循环解卡，倒划眼，结束本次作业，如果未遇卡则返回正常起钻。 (c)控制抽吸压力起钻流程开始本次作业，慢速提升钻具，卸下立柱，灌注泥浆，判断是否继续起钻，如果是则返回慢速提升钻具，否则结束本次作业。 钻进步骤模拟典型钻井工况，要求受训学员正确掌握钻进工艺流程，做到均匀钻进，同时掌握复杂地层的钻进技术，其实际操作流程为 (a)正常钻进及接立柱流程开始本次作业，循环泥浆，轻压跑合，正常钻井，接立柱，下放一定深度后，结束本次作业。 (b)不同地层可钻性条件下的钻进流程开始本次作业，循环泥浆，轻压跑合，在第一种地层钻进1米，在第二种地层钻进1米，在第三种地层钻进1米，提出钻柱，结束本次作业。 (c)憋跳下的钻进流程开始本次作业，正常钻进，如果未出现憋跳则正常钻进，如果出现憋跳则上提钻柱，改变转速、钻压，下放钻进，判断憋跳是否减弱，若憋跳未减弱则返回上提钻柱，循环至憋跳减弱，然后对憋跳段划眼，结束本次作业。
(d)高压地层钻进流程开始本次作业，循环泥浆，正常钻进，判断是否出现溢流，若未出现溢流则正常钻进，否则加大泥浆密度，继续钻进，接立柱，最后结束本次作业。
(e)低压地层钻进流程开始本次作业，循环泥浆，正常钻进，判断是否出现漏失，若未出现漏失则正常钻进，否则加大泥浆密度，继续钻进，接立柱，最后结束本次作业。
事故及复杂情况处理步骤模拟钻井过程中常见的故障及复杂情况。模拟系统随机产生事故，要求受训学员通过模拟器反应出的现象(主要是各种仪表的变化)判断事故类型，并正确处理事故。其具体操作流程如下 (a)粘附卡钻判断及处理流程开始本次作业，起钻柱，判断地面是否有故障，若没有故障则继续起钻柱，若有故障则间断下放钻具，活动钻具，循环泥浆，活动钻具解卡，再判断是否已解卡，如果没有返回继续解卡，直到解卡完毕，结束本次作业。 (b)沉砂卡钻判断及处理流程开始本次作业，正常起钻，判断是否沉砂卡钻，如没有则返回正常起钻，如果沉砂卡钻则活动钻具，小排量循环泥浆，判断泵压是否正常，如果不正常则返回循环泥浆，如果泵压正常则大排量循环泥浆，最后结束本次作业。
(c)泥包卡钻判断及处理流程开始本次作业，轻压跑合，正常钻进，判断是否泥包卡钻，如果没有则返回正常起钻，如果泥包卡钻则加大排量循环泥浆，高速划眼，调整泥浆性能，继续钻进，最后结束本次作业。
(d)公锥打捞处理流程开始本次作业，冲洗鱼头，下探落鱼，判断是否探到，若没有探到，则返回继续下探；若探到，则引扣，造扣，试提钻柱，提出落鱼，最后结束本次作业。
(e)落物磨铣处理流程开始本次作业，冲洗井底，磨铣2次，继续磨铣直到磨鞋破损，结束本次作业。 关井步骤模拟四种关井工况。要求学员能及时发现溢流，并能按照"四、七"动作的要求安全、迅速的关井，其实际操作流程如下 (a)正常钻井与关井操作流程开始本次作业，正常钻进，判断是否出现溢流，若未出现溢流则正常钻进，若出现溢流，打开节流管汇，关闭环形防喷器、上半封防喷器、环形防喷器、节流阀、J2A平板阀，然后录井，结束本次作业。
(b)起钻与关井操作流程开始本次作业，卸方钻杆，起立杆，判断是否溢流，若未
发现溢流则返回起立杆，若发现溢流则抢接钻具防喷器，关井，录井，最后结束本次作业。
(c)起钻铤与关井操作流程开始本次作业，起钻铤，判断是否溢流，若未发现溢
流则返回起钻铤，若发现溢流则抢接防喷单杆，关井，录井，最后结束本次作业。
(d)空井与关井操作流程开始本次作业，起完钻铤，判断溢流量是否大，如果溢
流量大则关井，录井，最后结束本次作业；如果溢流量小则抢接防喷单杆，关井，录井，最后
结束本次作业。 压井步骤模拟三种常规压井作业。要求学员能正确控制井口压力，做到一次压井成功。其实际操作流程如下 (a)司钻法压井操作流程开始本次作业，设置泥浆泵冲数，排出受侵污泥浆，判断是否排完，如果没有排完则返回排出受侵污泥浆；如果已经排完，则加大泥浆密度，重泥浆压井，判断是否压井完毕，如果没有则返回继续压井，如果已经压井完毕则结束本次作业。 (b)工程师法压井操作流程开始本次作业，设置泥浆泵冲数，加大泥浆密度，然后重泥浆压井，判断是否压井完毕，如果没有则返回继续压井，如果已经压井完毕则结束本次作业。
(c)超重泥浆司钻法压井操作流程开始本次作业，准备超重泥浆，泵入超重泥浆，判断循环是否完毕，如果循环已完，然后调整泥浆密度，压井泥浆压井，判断是否压井完毕，如果没有则返回继续压井，如果已经压井完毕则结束本次作业。 本发明具有以下优点实现了高度仿真的顶部驱动钻井模拟，增强了教学培训的现场感，縮短了培训周期、提高了培训效果、降低了培训成本。


图1分布式钻井模拟器总体结构示意图 图2司钻控制台的正面控制面板结构示意图 图3司钻控制台的侧面控制面板结构示意图
图4司钻控制台内部控制板与正面控制面板上主要部件的连接关系图 图5司钻控制台内部控制板与侧面控制面板上主要部件的连接关系图 图6远程控制台控制面板的结构示意图 图7远程控制台内部控制板与控制面板上主要部件的连接关系图 图8节流管汇结构示意图 图9高压管汇结构示意图 图10防喷器控制面板的结构示意图 图11防喷器控制台内部控制板与控制面板上主要部件的连接关系图 图12阻流器控制面板的结构示意图 图13阻流器内部控制板与控制面板上主要部件的连接关系图 图14司钻台数据收发板的组成原理图 图15司钻控制台中泥浆密度显示器、泥浆粘度显示器和泥浆失水显示器的组成原理16司钻台控制程序工作流程17司钻控制台泥浆密度调节子程序工作流程18司钻控制台的指重表控制子程序工作流程19司钻台侧面控制面板主控程序工作流程20司钻控制台的钻井扭矩设定程序工作流程21远程控制台控制流程22远程控制台控制子程序流程23节流管汇液动方式平板阀开关示意24节流管汇手动方式平板阀开关示意25高压管汇选择I号泵，灌浆方式平板阀开关示意26高压管汇选择I号泵，循环方式平板阀开关示意27高压管汇选择II号泵，灌浆方式平板阀开关示意28高压管汇选择II号泵，循环方式平板阀开关示意29高压管汇选择双泵，灌浆方式平板阀开关示意30高压管汇选择双泵，循环方式平板阀开关示意31防喷器控制流程32防喷器控制子程序流程图
图33阻流器中泵冲数显示器的组成原理图 图34阻流器控制程序流程图 图35阻流器与PC通信的流程图 图36阻流器数据收发板的组成原理图 图37正常下钻流程图 图38下钻遇阻流程图 图39控制波动压力下钻流程图 图40正常起钻流程图 图41起钻遇卡流程图 图42控制抽吸压力起钻流程图 图43正常钻进及接立柱流程图 图44不同地层可钻性条件下的钻进流程图 图45憋跳下的钻进流程图 图46高压地层钻进流程图 图47低压地层钻进流程图 图48粘附卡钻判断及处理流程图 图49沉砂卡钻判断及处理流程图 图50泥包卡钻判断及处理流程图 图51公锥打捞处理流程图 图52落物磨铣处理流程图 图53正常钻井与关井操作流程图 图54起钻与关井操作流程图 图55起钻铤与关井操作流程图 图56空井与关井操作流程图 图57司钻法压井操作流程图 图58工程师法压井操作流程图 图59超重泥浆司钻法压井操作流程图 图中，l-司钻台正面控制面板，2-气源压力表，3-冷却水压表，4-绞车油压表， 5_转盘油压表，6-指重表，7_猫头压力表，8-参数显示器，9-转盘扭矩表，10-泵压表， 11-大钳压力表，12-备用表，13-左钳压力表，14-右钳压力表，15-安全钳压力表，16-左猫 头开关，17-右猫头开关，18-液压站卸荷开关，19-保护复位开关，20-气喇叭开关，21-转盘 惯刹开关，22-气动微调开关，23-备用开关，24-绞车速度调节手柄，25- —号按钮，26- 二 号按钮，27-三号按钮，28-四号按钮，29-五号按钮，30-六号按钮，31-七号按钮，32-八 号按钮，33-九号按钮，34-十号按钮，35- i^ —号按钮，36-十二号按钮，37-十三号按钮， 38-十四号按钮，39-泥浆密度显示器，40-泥浆粘度显示器，41-泥浆失水显示器，42-刹车 手柄，43-紧急制动开关，44-驻车制动开关，45-司钻台侧面控制面板，46-可编程控制器 PLC1指示灯，47-可编程控制器PLC2指示灯，48-发动机1指示灯，49_发动机2指示灯， 50-发动机3指示灯，51-发动机4指示灯，52-泥桨泵A指示灯，53-泥桨泵B指示灯，54-泥 浆泵C指示灯，55-绞车A指示灯，56-绞车B指示灯，57-钻盘指示灯，58-恒速送钻或恒压送钻指示灯，59-PLC工作选择阀，eo-电机工作选择阀，61-绞车工作选择阀，62-整机紧急 停车按钮，63-变频系统紧急停车按钮，64-钻盘扭矩调节旋钮，65-泥浆泵A工作选择阀， 66-泥浆泵B工作选择阀，67-泥浆泵C工作选择阀，68-转盘工作选择阀，69-绞车恒速送钻 或恒压送钻工作选择阀，70-泥浆泵A调节旋钮，71-泥浆泵B调节旋钮，72-泥浆泵C调节 旋钮，73-转盘转速调节旋钮，74-恒压送钻钻压调节旋钮，75-内防喷器指示灯，76-液压泵 运行指示灯，77-回转头锁紧指示灯，78-吊环回转选择阀，79-吊环中位按钮，80-刹车指示 灯，81-就绪指示灯，82-内防喷器工作选择阀，83-液压泵选择阀，84-回转头锁紧选择阀， 85-背钳工作选择阀，86-吊环倾斜选择阀，87-刹车工作方式选择阀，88-静音按钮，89-急 停按钮，90-辅助操作选择阀，91-风机工作选择阀，92-电机选择阀，93-操作方式选择阀， 94-旋转方向选择阀，95-上扣扭矩限定调节阀，96-扭矩表，97-转速表，98-故障报警指示 灯，99-钻井扭矩限定调节阀，100-转速设定调节阀，101-节流管汇，102-高压管汇，103-防 喷器控制台，104-阻流器控制台，105-远程控制台，106-司钻操作台，107-教师控制台， 108-投影系统，109-远控台控制面板，110-环形油压调节阀，111-管汇压力调节阀，112-管 汇压力表，113-储能压力表，114-环形油压表，115-旁通阀，116-放喷阀，117-半封闸板控 制阀，118-全封闸板控制阀，119-剪切闸板控制阀，120-环形闸板控制阀，121-储能器总开 关，122-左路储能器开关，123-右路储能器开关，124-节流管汇机架，125-节流管汇上横 管，126-节流管汇下横管，127-分离器出口 ， 128-备用出口 ， 129-溢流入口管，130-液动节 流管，131-手动节流管，132-溢流入口 ， 133-放喷阀开关指示灯，134-液动节流阀，135-手 动节流阀，136-液动指示灯，A、B、C、D、E、F、G、H、 I、 J、K-平板阀，a、b-交叉点，c、d、e、f-节 点，137-高压管汇机架，138-高压管汇上横管，139-高压管汇下横管，140-左立管，141-右 立管，142-左泥桨入口管，143-灌桨出口管，144-泥桨入口 1，145-泥桨入口 11，146_灌桨 出口 ， 147-上立管，148-下立管，149-备用入口 ， 150-立管出口 ， 151-右泥桨入口管，L、 M、 N、 0、 P、 Q-平板阀，g、 h、 i、 j、 k-节点，152-防喷器控制面，153-储能器压力表，154-环形 防喷器油压表，155-气源压力表，156-管汇压力表，157-环形闸板开关，158-环形闸板开指 示灯，159-环形闸板关指示灯，160-气源开关，161-上半封闸板开关，162-上半封闸板开指 示灯，163-上半封闸板关指示灯，164-旁通闸板开关，165-全封闸板开关，166-全封闸板开 指示灯，167-全封闸板关指示灯，168-压井管汇闸板开关，169-压井管汇开指示灯，170-压 井管汇关指示灯，171-放喷阀开关，172-放喷阀关指示灯，173-放喷阀开指示灯，174-下半 封闸板开关，175-下半封闸板开指示灯，176-下半封闸板关指示灯，177-阻流器控制面板， 178-立管压力表，179-泵速表，180-套管压力表，181-液动阻流阀选择指示灯，182-双泵选 择开关，183-阻流阀选择开关，184-泵冲数显示器，185-阻流阀开度表，186-手动阻流阀选 择指示灯，187-复位按钮，188-钻机气源开关，189-阻流器控制阀开关，190-阻流阀速度调 节旋钮
具体实施例方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案如图1所示，分布式钻井模拟器，包 括节流管汇101、高压管汇102、防喷器控制台103、阻流器控制台104、远程控制台105、司钻 控制台106、教师控制台107和投影系统108，投影系统108包括两台投影仪和一个大尺寸 屏幕，教师控制台107由主控计算机和图形处理计算机组成，司钻控制台106、主控计算机和图形处理计算机通过TCP/IP协议互联，司钻控制台106、远程控制台105、防喷器控制台 103和阻流器控制台104通过SIEMENS PPI协议互联，教师控制台107通过PPI接口与PPI 协议连接，PPI接口为西门子CP5611卡，节流管汇101与阻流器控制台104连接，高压管汇 102与防喷器控制台103连接。 如图2所示，所述的司钻控制台，它包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面设 有司钻台正面控制面板1，机箱的侧面设有司钻台侧面控制面板45，其中所述的司钻台正 面控制面板1上设置有压力表组、指重表6、转盘扭矩表9、备用表12、开关组、按钮组A、显 示器组、绞车速度调节手柄24和刹车手柄42，所述的压力表组包括气源压力表2、冷却水 压表3、绞车油压表4、转盘油压表5、猫头压力表7、泵压表10、大钳压力表11、左钳压力表 13、右钳压力表14和安全钳压力表15，所述的开关组包括左猫头开关16、右猫头开关17、液 压站卸荷开关18、保护复位开关19、气喇叭开关20、转盘惯刹开关21、气动微调开关22、备 用开关23、紧急制动开关43和驻车制动开关44，所述的按钮组包括一号按钮25、二号按钮
26、 三号按钮27、四号按钮28、五号按钮29、六号按钮30、七号按钮31、八号按钮32、九号按 钮33、十号按钮34、i^一号按钮35、十二号按钮36、十三号按钮37和十四号按钮38，所述 的显示器组包括参数显示器8、泥桨密度显示器39、泥桨粘度显示器40和泥桨失水显示器 41 ;所述的内部控制板包括司钻台可编程控制器PLC1和司钻台可编程控制器PLC2，司钻台 可编程控制器PLC1和司钻台可编程控制器PLC2均为西门子S7-200，如图4所示，司钻台 可编程控制器PLC1的CPU模块分别通过AD模块与绞车速度调节手柄24和刹车手柄42相 连，通过DA模块与气源压力表2、冷却水压表3、绞车油压表4、转盘油压表5、猫头压力表7、 转盘扭矩表9、泵压表10、大钳压力表11、备用表12、左钳压力表13、右钳压力表14和安全 钳压力表15连接，通过数字输入输出DIO扩展模块与指重表6、紧急制动开关43和驻车制 动开关44连接，通过其开关量输出端口与指重表控制器的输入端连接，指重表控制器输出 端和指重表连接，通过其开关量输入端口与左猫头开关16、右猫头开关17、液压站卸荷开 关18、保护复位开关19、气喇叭开关20、转盘惯刹开关21、气动微调开关22、备用开关23、 一号按钮25、二号按钮26、三号按钮27、四号按钮28、五号按钮29、六号按钮30、七号按钮 31、八号按钮32、九号按钮33、十号按钮34、i^一号按钮35、十二号按钮36、十三号按钮37 和十四号按钮38连接，同时还通过开关量输出端口与一号按钮25、二号按钮26、三号按钮
27、 四号按钮28、五号按钮29、六号按钮30、七号按钮31和八号按钮32连接，司钻台可编 程控制器PLC1的CPU模块还通过串口与司钻台数据收发板连接，司钻台数据收发板通过并 口与泥浆密度显示器39、泥浆粘度显示器40和泥浆失水显示器41连接；如图3所示，所述 的司钻台侧面控制面板45包括指示灯组、选择阀组、按钮组B、调节阀组、扭矩表96和转速 表97，所述的指示灯组包括可编程控制器PLC1指示灯46、可编程控制器PLC2指示灯47、 发电机1指示灯48 、发电机2指示灯49 、发电机3指示灯50 、发电机4指示灯51 、泥浆泵A 指示灯52、泥桨泵B指示灯53、泥桨泵C指示灯54、绞车A指示灯55、绞车B指示灯56、钻 盘指示灯57、恒速送钻或恒压送钻指示灯58、内防喷器指示灯75、液压泵运行指示灯76、回 转头锁紧指示灯77、刹车指示灯80、故障报警指示灯98和就绪指示灯81，所述的选择阀组 包PLC工作选择阀59、电机工作选择阀60、绞车工作选择阀61、泥浆泵A工作选择阀65、泥 浆泵B工作选择阀66、泥浆泵C工作选择阀67转盘工作选择阀68、绞车恒速送钻或恒压送 钻工作选择阀69、吊环回转选择阀78、内防喷器工作选择阀82、液压泵选择阀83、回转头锁
20紧选择阀84、背钳工作选择阀85、吊环倾斜选择阀86、刹车工作方式选择阀87、辅助操作选 择阀90、风机工作选择阀91、电机选择阀92、操作方式选择阀93和旋转方向选择阀94，所 述的按钮组包括整机紧急停车按钮62、变频系统紧急停车按钮63、钻盘扭矩调节旋钮64、 泥浆泵A调节旋钮70、泥浆泵B调节旋钮71、泥浆泵C调节旋钮72、转盘转速调节旋钮73、 恒压送钻钻压调节旋钮74、吊环中位按钮79、静音按钮88和急停按钮89，所述的调节阀组 包括上扣扭矩限定调节阀95、钻井扭矩限定调节阀99和转速设定调节阀100 ;如图5所示， 司钻台可编程控制器PLC2的CPU模块分别通过AD模块与钻盘扭矩调节旋钮64、泥浆泵A 调节旋钮70、泥浆泵B调节旋钮71、泥浆泵C调节旋钮72、转盘转速调节旋钮73、恒压送钻 钻压调节旋钮74、上扣扭矩限定调节阀95、钻井扭矩限定调节阀99和转速设定调节阀100 连接，通过DA模块2与扭矩表96和转速表97连接，通过DIO扩展模块与刹车指示灯80、 故障报警指示灯98、就绪指示灯81、静音按钮88和急停按钮89、刹车工作方式选择阀87、 辅助操作选择阀90、风机工作选择阀91、电机选择阀92、操作方式选择阀93和旋转方向选 择阀94连接，通过其开关量输出端口与PLC1指示灯46、 PLC2指示灯47、发电机1指示灯 48、发电机2指示灯49、发电机3指示灯50、发电机4指示灯51、泥浆泵A指示灯52、泥浆 泵B指示灯53、泥桨泵C指示灯54、绞车A指示灯55、绞车B指示灯56、钻盘指示灯57、恒 速送钻或恒压送钻指示灯58、内防喷器指示灯75、液压泵运行指示灯76和回转头锁紧指示 灯77连接，通过其开关输入端口与PLC工作选择阀59、电机工作选择阀60、绞车工作选择 阀61、整机紧急停车按钮62、变频系统紧急停车按钮63、泥浆泵A工作选择阀65、泥浆泵B 工作选择阀66、泥浆泵C工作选择阀67、转盘工作选择阀68、绞车恒速送钻或恒压送钻工 作选择阀69、吊环回转选择阀78、吊环中位按钮79、内防喷器工作选择阀82、液压泵选择阀 83、回转头锁紧选择阀84、背钳工作选择阀85和吊环倾斜选择阀86连接。
如图14所示，司钻台数据收发板包括串口芯片、单片机、锁存器和总线缓冲器，串 口芯片输入端通过串口与司钻台可编程控制器PLC1的串行端口连接，串口芯片输出端分 别与单片机的发送数据线和接收数据线连接，单片机还通过总线分别连接锁存器和总线缓 冲器，锁存器和总线缓冲器输出端口通过并口与泥浆密度显示器39、泥浆粘度显示器40和 泥浆失水显示器41连接。 如图15所示，泥浆密度显示器39、泥浆粘度显示器40和泥浆失水显示器41均包 括地址缓冲器、数据缓冲器、比较器、译码器、拨码开关、数码管驱动芯片和数码管，地址缓 冲器、数据缓冲器的输入端口均连接并口 ，数据缓冲器输出端口连接数码管驱动芯片，地址 缓冲器输出端口分别连接比较器的一个输入端和译码器，比较器的另一个输入端连拨码开 关，输出端口连接译码器的使能端，译码器输出端与数码管驱动芯片相连，数码管驱动芯片 输出端连接数码管。 图16是司钻台控制程序流程图，其工作流程大致可描述为当控制程序启动，初 始化端口对PLC的端口 Portl进行初始化，以实现与LED显示控制板的数据通信，然后读 入开关量并存入到发送缓冲区，然后读取A/D结果并存入到发送缓冲区，调用泥浆密度、粘 度、失水调节子程序，再调用XMT子程序，发送数据到LED显示控制板，如接通左猫，则输出 800到D/A，让左猫显示正常工作压力值；否则输出0到D/A，然后选择右猫是否接通，若接 通则输出800到D/A，让右猫显示正常工作压力值；否则输出0到D/A，然后调用按钮指示灯 控制子程序，而后调指重表控制子程序，根据指重表的悬重值来输出步进脉冲，控制步进电机转动，以使悬重指针指到对应值，最后返回端口初始化，如此循环。 图17是泥浆密度调节子程序工作流程图，其工作流程大致可叙述为子程序开始 运行，读入开关量，如果选择增大按钮被按下，则密度值增加0. Ol，否则执行减小按钮是否 被按下操作，若是则密度值减小0. Ol，然后返回子程序开始状态，如不是也返回子程序开始 状态，如此循环。 图18是指重表控制子程序图，根据指重表的悬重值来输出步进脉冲，控制步进电 机转动，以使悬重指针指到对应值，其工作流程大致可描述为子程序开始运行，从接收缓 冲区读取指重表悬重值，如果悬重值为0并且悬重指针本身也处在零点时，直接返回；如果 悬重值为0而悬重指针不在零点时就控制步进电机逆时针转动直至悬重指针到零点，当悬 重值不为0时，首先判断是否发生额变化，如果没有变化则直接返回，有变化时，再判断悬 重值是变大还是变小，如变大的话则置步进电机方向控制标志为1 (顺时针转)，如变小则 置步进电机方向控制标志为0 (逆时针转)，然后计算悬重变化差值，输出1个步进脉冲悬重 差值减1直到0后返回。 图19是司钻台侧面控制面板主控程序流程图，其工作流程大致为程序开始，初 始化就绪指示灯，读入开关量并存入到发送缓冲区，读入A/D结果并存入到发送缓冲区，判 断内防喷器是否关闭，若是内防喷器指示灯亮，然后判断液压泵是否运行，如是则液压泵运 行指示灯亮，如不是则灭，再判断回转头是否锁紧若是则回转头锁紧指示灯亮，否则灭，然 后调转速设定子程序和扭矩设定子程序，若转速设定标志为0(该标志值是在转速设定子 程序中被设定)则从接收缓冲区读转速数据输出到D/A，若不是转速表就显示从主机PC发 送过来的转速值，再判断扭矩设定标志是否为O，若是则从接收缓冲区读扭矩数据输出到 D/A，然后返回，否则直接返回。 图20是钻井扭矩设定程序流程图，工作流程大致可叙述为子程序启动，读取A/D 结果，判断设定旋钮是否在被调节，当有变化时表示操作人员正在设定钻井扭矩上限值，此 时，仪表就实时显示当前调节值，在3秒内没有再发生变化的情况下，就视为已设定，之后 该仪表将显示来自主机PC发送过来的钻井扭矩值，最后返回子程序。 如图6所示，所述的远程控制台105，它包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正 面包括一个远控台控制面板109，远控台控制面板109上设有环形油压调节阀110、管汇压 力调节阀111、管汇压力表112、储能压力表113、环形油压表114、旁通阀115、放喷阀116、 半封闸板控制阀117、全封闸板控制阀118、剪切闸板控制阀119、环形闸板控制阀120、储能 器总开关121、左路储能器开关122和右路储能器开关123，所述的内部控制板包括一个远 控台可编程控制器PLC和一个阀门控制器，远控台可编程控制器PLC2为西门子S7-200，如 图7所示，远控台可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与管汇压力调节阀111和 环形油压调节阀IIO连接，通过DA模块1与管汇压力表112和储能器压力表113连接，通 过DA模块2与环形油压表114连接，通过其开关量输入端口与储能器总开关121、左路储 能器开关122和右路储能器开关123，远控台可编程控制器PLC的CPU模块还通过十二路 开关量输出(十二路开关量输出分别用作旁通阀启动控制信号、旁通阀打开或关闭控制信 号、放喷阀启动控制信号，放喷阀打开或关闭控制信号、半封闸板控制阀启动控制信号、半 封闸板控制阀打开或关闭控制信号、全封闸板控制阀启动控制信号、全封闸板控制阀打开 或关闭控制信号、剪切闸板控制阀启动控制信号、剪切闸板控制阀打开或关闭控制信号、环形闸板控制阀启动控制信号和环形闸板控制阀打开或关闭控制信号)连接阀门控制器的 控制输入端，阀门控制器的输出分别与旁通阀115、放喷阀116、半封闸板控制阀117、全封 闸板控制阀118、剪切闸板控制阀119和环形闸板控制阀120连接，旁通阀115、放喷阀116、 半封闸板控制阀117、全封闸板控制阀118、剪切闸板控制阀119和环形闸板控制阀120分 别通过反馈信号线接入远控台可编程控制器PLC的十二路开关量输入端(十二路开关量输 入分别用作旁通阀开/关反馈信号、放喷阀开/关反馈信号、半封闸板控制阀开/关反馈信 号、全封闸板控制阀开/关反馈信号、剪切闸板控制阀开/关反馈信号和环形闸板控制阀开 /关反馈信号)。 其中，管汇压力调节阀用于调节管汇压力大小，环形油压调节阀用于调节环形油 压大小，管汇压力表显示管汇压力值，储能器压力表显示储能器压力值，环形油压表显示环 形油压值，旁通阀用于打开或关闭旁通管线，反馈回旁通闸板的开关状态，放喷阀用于打开 或关闭放喷管线，反馈回放喷阀的开关状态，储能器总开关用于打开或关闭储能器总管线。
图21是远程控制台控制流程图，工作流程大致可描述为当控制程序启动，初始 化端口对PLC的端口 Portl进行初始化，以实现与防喷器点对点通信，同时显示仪表初始 化，读入开关量并存入到内部缓冲区以便后续处理使用；再读取A/D结果并存入到发送缓 冲区，然后再调用NE乙RW与防喷器控制台收发数据，调用环形、半封、放喷、剪切控制子程 序，根据防喷器手柄操作控制步进电机转动，以接通个防喷器的控制油路，从而控制防喷器 开或关；如果左右及油路总开关均接通，则发送环形压力调节值到环形仪表显示缓冲区，若 选择旁通开则送汇管压力调节值到汇管压力仪表显示缓冲区，否则发送21MPa显示值到仪 表显示缓冲区；如果左右及油路总开关均不接通，则发送O值到仪表显示缓冲区；然后从仪 表显示缓冲区读取数据到D/A，最后返回读入开关量并存入到内部缓冲区，以此循环。
图22是远程控制台控制子程序流程图，子程序工作流程大致可叙述为子程序开 始运行，从接收缓冲区读取防喷器操作手柄状态，读出用于判断防喷器操作手柄是否有操 作，只有当防喷器操作手柄有操作时步进电机转动，如果步进电机不转动则返回开始状态； 否则控制步进电机转动标志置位，根据开或关来选择步进电机的转动方向，若是开则置位 方向控制标志为0 (表示左转)，如果关到位了则控制步进电机转动标志清零，然后返回开 始状态，如果没有关到位也返回；若是关则置位方向控制标志为l(表示右转)，如果开到位 了则控制步进电机转动标志清零，然后返回开始状态，如果没有开到位也返回；如此循环。
如图8所示，所述的节流管汇101它由节流管和安装在节流管上的阀门组成，节流 管安装在节流管汇机架124上，节流管由横管和立管垂直交叉分布，横管和立管上均设置 有多个平板阀，横管包括节流管汇上横管125和节流管汇下横管126，节流管汇上横管125 的两端固接在节流管汇机架124上，节流管汇上横管125—端设置有分离器出口 127，另一 端设置有备用出口 128 ;立管包括溢流入口管129、液动节流管130和手动节流管131，溢流 入口管129、液动节流管130和手动节流管131下端分别设置溢流入口 132、液动节流阀134 和手动节流阀135，溢流入口管129上端固接在节流管汇机架124上。 其中，溢流入口管129与节流管汇上横管125和节流管汇下横管126均呈"十"字 交叉连接，形成交叉点a和交叉点b，交叉点a的上部溢流入口管129上安装有平板阀A，交 叉点a与交叉点b之间的溢流入口管129上顺次安装有平板阀B、平板阀C，交叉点b处设 置有压力表191，交叉点b下部溢流入口管129上安装有放喷阀开关指示灯133 ;节流管汇
23下横管126的两端分别固接在液动节流管130和手动节流管131上，形成节点c和节点d， 交叉点b和节点c之间的节流管汇下横管126上安装有平板阀D、平板阀E，交叉点b和节 点d之间的节流管汇下横管126上安装有平板阀F、平板阀G ;液动节流管130和手动节流 管131上端分别与节流管汇上横管125相接，形成节点e和节点f，节点c与节点e之间的 液动节流管130上安装有平板阀H，节点c下部液动节流管131上安装有液动指示灯136， 端部设置有液动节流阀134 ;节点d与节点f之间的手动节流管131上安装有平板阀I，在 节点d下部手动节流管131端部设置有手动节流阀135 ;节点e和备用出口 128之间的节 流管汇上横管125上设置有平板阀J，节点f和分离器出口 127之间的节流管汇上横管125 上设置有平板阀K。 节流管汇的工作原理为所有作业开始时，节流管汇应设置为半开状态。在阻流器 控制台上，若选择液动节流方式如图23所示，打开平板阀D、平板阀E、平板阀H、平板阀G、 平板阀B和平板阀J ;关闭针形阀、平板阀F、平板阀C、平板阀1、平板阀A、平板阀K和手动 节流阀12。 在阻流器控制台上，若选择手动节流方式如图24所示，打开平板阀F、平板阀G、 平板阀1、平板阀K、平板阀B、平板阀D和手动节流阀12 ;关闭平板阀E、平板阀H、平板阀C、 平板阀A和平板阀J。 如图9所示，所述的高压管汇102，它由高压管和安装在高压管上的阀门组成，高 压管安装在高压管汇机架137上，高压管由横管和立管垂直连接分布，且在中部由高压管 汇上横管138、高压管汇下横管139、左立管140、右立管141接合构成矩形，横管和立管上均 设置有多个平板阀，横管还包括左泥浆入口管142、右泥浆入口管143、灌浆出口管143，左 泥浆入口管142的左端固接在高压管汇机架137上，左泥浆入口管142的左端端部设置有 泥浆入口 I 144，右泥浆入口管151的右端固接在高压管汇机架137上，右泥浆入口管151 的右端端部设置有泥浆入口 11145，灌浆出口管143左端固接在高压管汇机架137上，灌浆 出口管143左端端部设置有灌桨出口 146 ;立管还包括上立管147、下立管148，上立管147 上端固接在高压管汇机架137上，上立管147上端端部设置有备用入口 149，下立管148下 端固接在高压管汇机架137上，下立管148下端端部设置有立管出口 150。
其中，所述的左泥浆入口管142、右泥浆入口管151分别与矩形的左立管140和右 立管141呈"T"字连接，形成节点h和节点i，节点h的上部左立管140上安装有平板阀L， 节点h的下部左立管140上安装有平板阀M，节点i的上部右立管141上安装有平板阀N， 节点i的下部右立管141上安装有平板阀0 ;上立管147，下立管148分别与矩形的高压管 汇上横管138，高压管汇下横管139呈"T"字连接，形成节点g和节点j ;灌浆出口管143与 下立管148呈"T"字连接，形成节点k，灌浆出口管143上安装有平板阀P，节点k的下部下 立管148上安装有平板阀Q。 高压管汇的工作原理为所有作业开始时，高压管汇应设置为正确的灌浆或循环 状态。在阻流器控制台上，若选择I号泵，设置为灌浆状态如图25所示，打开平板阀M、平 板阀P、平板阀N ;关闭平板阀L、平板阀0、平板阀Q。设置为循环状态如图26所示，打开 平板阀M、平板阀Q、平板阀N ;关闭平板阀L、平板阀0、平板阀P。 在阻流器控制台上，若选择II号泵，设置为灌浆状态如图27所示，打开平板阀 0、平板阀P、平板阀L ;关闭平板阀M、平板阀N、平板阀Q。设置为循环状态如图28所示，
24打开平板阀0、平板阀Q、平板阀L ;关闭平板阀M、平板阀N、平板阀P。 在阻流器控制台上，若选择双泵，设置为灌浆状态如图29所示，打开平板阀M、平 板阀0、平板阀P ;关闭平板阀L、平板阀N、平板阀Q。设置为循环状态如图30所示，打开 平板阀M、平板阀0、平板阀Q ;关闭平板阀L、平板阀N、平板阀P。 如图10所示，所述的防喷器控制台103，其特征在于它包括机箱和内部控制板，所 述的机箱的正面包括一个防喷器控制面板152，防喷器控制面板152上设有储能器压力表 153、环形防喷器油压表154、气源压力表155、管汇压力表156、环形闸板开关157、环形闸板 开指示灯158、环形闸板关指示灯159、气源开关160、旁通闸板开关164、上半封闸板开关 161、上半封闸板开指示灯162、上半封闸板关指示灯163、全封闸板开关165、全封闸板开指 示灯166、全封闸板关指示灯167、压井管汇闸板开关168、压井管汇开指示灯169、压井管汇 关指示灯170、放喷阀开关171、放喷阀关指示灯172、放喷阀开指示灯173、下半封闸板开关 174、下半封闸板开指示灯175和下半封闸板关指示灯176，所述的内部控制板包括一个防 喷器可编程控制器PLC，防喷器可编程控制器PLC2为西门子S7-200，如图11所示，防喷器 可编程控制器PLC的CPU模块分别通过DA模块1与储能器压力表153和环形防喷器油压 表154连接，通过DA模块2与气源压力表155和管汇压力表156连接，防喷器可编程控制器 PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与环形闸板开关157、气源开关160、旁通闸板 开关164、上半封闸板开关161、全封闸板开关165、压井管汇闸板开关168、放喷阀开关171 和下半封闸板开关174连接，通过其开关量输出端口与环形闸板开指示灯158、环形闸板关 指示灯159、上半封闸板开指示灯162、上半封闸板关指示灯163、全封闸板开指示灯166全 封闸板关指示灯167、压井管汇开指示灯169、压井管汇关指示灯170、放喷阀关指示灯172、 放喷阀开指示灯173、下半封闸板开指示灯175和下半封闸板关指示灯176连接；防喷器可 编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与高压管汇中安装在高压管上的 平板阀L、平板阀M、平板阀N、平板阀0、平板阀P和平板阀Q连接。 图31是防喷器控制流程图，其工作流程大致可描述为当控制程序启动，初始化 端口对PLC的端口 Portl进行初始化，以实现与远控台点对点通信，同时指示灯和显示仪表 均显示初始化，然后读入开关量并存入到内部缓冲器，以供PC直接读取，再调用NET RW与 远程控制台收发数据，调用环形、半封、放喷、剪切控制子程序，它们是根据防喷器操作手柄 及开关时间控制指示灯，以显示各防喷器是否开关到位，然后将指示灯状态(用于指示防 喷器的开/关状态)存入发送缓冲区，再从接收缓冲区读取警报控制标准，若选择报警则接 通警报，如选择不报警则断开警报，最后均返回读入开关量并存入发送缓冲区，以此循环。
图32是环形防喷器控制子程序流程图，其工作流程大致可叙述为子程序开始运
行，读入开关状态包括防喷器的操作手柄状态和远程控制台的操作手柄状态，如连接有远 程台，若选择防喷器上气源开并且环形开或远程控制台上环形开，则若是定时8秒时间到，
环形防喷器开指示灯亮，环形防喷器关指示灯灭，然后子程序返回，否则子程序返回；如果 选择防喷器上气源开并且环形关或远程控制台上环形关则定时8秒到，环形防喷器关指示 灯亮，环形防喷器开指示灯灭，然后子程序返回，否则子程序返回；如果没有连接远程台，防 喷器上气源开并且环形开，则定时8秒，环形防喷器开指示灯亮，环形防喷器关指示灯灭， 然后子程序返回，若不定时8秒仍是子程序返回；防喷器上气源开并且环形关，则若是定时 8秒时间到，环形防喷器关指示灯亮，环形防喷器开指示灯灭，然后子程序返回，否则子程序返回。 如图12所示，所述的阻流器控制台103，它包括机箱和内部控制板，所述的机箱 的正面包括一个阻流器控制面板177，阻流器控制面板177上设有立管压力表178、泵速表 179、套管压力表180、液动阻流阀选择指示灯181、双泵选择开关182、阻流阀选择开关183、 泵冲数显示器184、阻流阀开度表185、手动阻流阀选择指示灯186、复位按钮187、钻机气源 开关188、阻流器控制阀开关189和阻流阀速度调节旋钮190，所述的内部控制板包括一个 阻流器可编程控制器PLC，阻流器可编程控制器PLC2为西门子S7-200，如图13所示，阻流 器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与阻流阀速度调节旋钮190连接，通过DA 模块1与立管压力表178和套管压力表180连接，通过DA模块2与泵速表179和阻流阀开 度表185连接，通过串口与阻流器数据收发板连接，阻流器数据收发板通过并口与泵冲数 显示器184连接，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输出端口与液 动阻流阀选择指示灯181和手动阻流阀选择指示灯186连接，通过其开关量输入端口与双 泵选择开关182、阻流阀选择开关(183)、复位按钮187、钻机气源开关188和阻流器控制阀 开关189连接。阻流器可编程控制器PLC的CPU模块通过网络接口与上位机连接；阻流器 可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与节流管汇中安装在节流管上 的平板阀A、平板阀B、平板阀C、平板阀D、平板阀E、平板阀F、平板阀G、平板阀H、平板阀I、 平板阀J和平板阀K连接，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与节流管 汇中的手动节流阀135连接，通过DA模块1与压力表191连接。。 如图36所示，阻流器数据收发板包括串口芯片、单片机、锁存器和总线缓冲器，串 口芯片输入端通过串口与阻流器可编程控制器PLC的串行端口连接，串口芯片输出端分别 与单片机的发送数据线和接收数据线连接，单片机还通过总线分别连接锁存器和总线缓冲 器，锁存器和总线缓冲器输出端口通过并口连接泵冲数显示器184。泵冲数显示器184包 括地址缓冲器、数据缓冲器、比较器、译码器、拨码开关、数码管驱动芯片和数码管，地址缓 冲器、数据缓冲器的输入端口均连接并口 ，数据缓冲器输出端口连接数码管驱动芯片，地址 缓冲器输出端口分别连接比较器的一个输入端和译码器，比较器的另一个输入端连拨码开 关，输出端口连接译码器的使能端，译码器输出端与数码管驱动芯片相连，数码管驱动芯片 输出端连接数码管。 图34是阻流器控制流程图，其控制程序工作流程大致可叙述为当控制程序启 动，初始化端口对PLC的端口 Portl进行初始化，以实现与LED显示控制板的数据通信，然 后读入开关量(包括双泵选择开关、阻流阀选择开关、复位开关、钻机气源开关以及阻流阀 控制开关的开关量输入)，并存入发送缓冲区，以供PC通信直接读取；再读入A/D结果并存 入到发送缓冲区，以供PC通信直接读取。然后判断是液动模式还是手动模式，如果选择液 动模式，则点亮液动指示灯；如果选择是手动模式，则点亮手动指示灯。然后，从接收缓冲区 中读取数据输出到D/A，用来控制立管压力、套管压力、泵速和节流速度等仪器的显示。再用 串口将数据发送到LED显示控制板中，而后重新读入开关量并存入发送缓冲区，如此循环。 另外，由于整个系统是由一台PC和多台PLC构成的总线式网络，PC作为主站，多个PLC作 为从站，每次通信都是由主站发起，从站监听并判断是否有与本站的收发请求。
图35是阻流器与PC通信的流程图，其工作流程大致可描述为主站发出信号，若 从站监听到有与本站的收发请求，同意接受请求则接受数据并存入到接受缓冲区，然后返回继续监听；如没有监听到有与本站的收发请求或者不接受请求且不发送请求都返回监 听；若不接受请求但同意发送请求则从发送缓冲区读取数据并发送，然后返回监听状态，如 此循环。 图37是正常下钻流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，起控吊卡，然 后摆立柱上扣，再移开吊卡，下放钻具，摘开吊环，判断是否下钻，如果是返回起控吊卡，否 则结束本次作业。 图38是下钻遇阻流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，正常下钻，如 果下钻遇阻则冲阻，划眼，结束本次作业，如果未遇阻则返回。 图39是控制波动压力下钻流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，起 控吊卡，然后摆立柱上扣，再移开吊卡，慢速下放钻具，按下相应按钮摘开吊环，判断是否继 续下钻，如果是返回开始本次作业，否则结束本次作业。
图40是正常起钻流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，提升钻具，卸
下立柱，灌注泥浆，判断是否起钻，如果是则返回开始本次作业，否则结束本次作业。
图41是起钻遇卡流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，正常下钻，如
果起钻遇卡则循环解卡，倒划眼，结束本次作业，如果未遇卡则返回正常起钻。
图42是控制抽吸压力起钻流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，慢
速提升钻具，卸下立柱，灌注泥浆，判断是否继续起钻，如果是则返回慢速提升钻具，否则结
束本次作业。 图43是正常钻进及接立柱流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，循 环泥浆，轻压跑合，正常钻井，接立柱，下放一定深度后，结束本次作业。 图44是不同地层可钻性条件下的钻进流程图，其工作流程大致可描述为开始本 次作业，循环泥浆，轻压跑合，在第一种地层钻进1米，在第二种地层钻进1米，在第三种地 层钻进1米，提出钻柱，结束本次作业。 图45是憋跳下的钻进流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，正常钻 进，如果未出现憋跳则正常钻进，如果出现憋跳则上提钻柱，改变转速、钻压，下放钻进，判 断憋跳是否减弱，若憋跳未减弱则返回上提钻柱，循环至憋跳减弱，然后对憋跳段划眼，结 束本次作业。 图46是高压地层钻进流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，循环泥 浆，正常钻进，判断是否出现溢流，若未出现溢流则正常钻进，否则加大泥浆密度，继续钻 进，接立柱，最后结束本次作业。 图47是低压地层钻进流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，循环泥 浆，正常钻进，判断是否出现漏失，若未出现漏失则正常钻进，否则加大泥浆密度，继续钻 进，接立柱，最后结束本次作业。 图48是粘附卡钻判断及处理流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业， 起钻柱，判断地面是否有故障，若没有故障则继续起钻柱，若有故障则间断下放钻具，活动 钻具，循环泥浆，活动钻具解卡，再判断是否已解卡，如果没有返回继续解卡，直到解卡完 毕，结束本次作业。 图49是沉砂卡钻判断及处理流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业， 正常起钻，判断是否沉砂卡钻，如没有则返回正常起钻，如果沉砂卡钻则活动钻具，小排量循环泥浆，判断泵压是否正常，如果不正常则返回循环泥浆，如果泵压正常则大排量循环泥 桨，最后结束本次作业。 图50是泥包卡钻判断及处理流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业， 轻压跑合，正常钻进，判断是否泥包卡钻，如果没有则返回正常起钻，如果泥包卡钻则加大 排量循环泥浆，高速划眼，调整泥浆性能，继续钻进，最后结束本次作业。 图51是公锥打捞处理流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，冲洗鱼 头，下探落鱼，判断是否探到，若没有探到，则返回继续下探；若探到，则引扣，造扣，试提钻 柱，提出落鱼，最后结束本次作业。 图52是落物磨铣处理流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，冲洗井 底，磨铣2次，继续磨铣直到磨鞋破损，结束本次作业。 图53是正常钻井与关井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业， 正常钻进，判断是否出现溢流，若未出现溢流则正常钻进，若出现溢流，打开节流管汇，关闭 环形防喷器、上半封防喷器、环形防喷器、节流阀、J2A平板阀，然后录井，结束本次作业。
图54是起钻与关井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，卸方 钻杆，起立杆，判断是否溢流，若未发现溢流则返回起立杆，若发现溢流则抢接钻具防喷器， 关井，录井，最后结束本次作业。 图55是起钻铤与关井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，起 钻铤，判断是否溢流，若未发现溢流则返回起钻铤，若发现溢流则抢接防喷单杆，关井，录 井，最后结束本次作业。 图56是空井与关井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，起完 钻铤，判断溢流量是否大，如果溢流量大则关井，录井，最后结束本次作业；如果溢流量小则 抢接防喷单杆，关井，录井，最后结束本次作业。 图57是司钻法压井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，设置 泥浆泵冲数，排出受侵污泥桨，判断是否排完，如果没有排完则返回排出受侵污泥浆；如果 已经排完，则加大泥浆密度，重泥浆压井，判断是否压井完毕，如果没有则返回继续压井，如 果已经压井完毕则结束本次作业。 图58是工程师法压井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作业，设 置泥浆泵冲数，加大泥浆密度，然后重泥浆压井，判断是否压井完毕，如果没有则返回继续 压井，如果已经压井完毕则结束本次作业。 图59是超重泥浆司钻法压井操作流程图，其工作流程大致可描述为开始本次作 业，准备超重泥浆，泵入超重泥浆，判断循环是否完毕，如果循环已完，然后调整泥浆密度， 压井泥浆压井，判断是否压井完毕，如果没有则返回继续压井，如果已经压井完毕则结束本 次作业。
权利要求
分布式钻井模拟系统，其特征在于它包括节流管汇(101)、高压管汇(102)、防喷器控制台(103)、阻流器控制台(104)、远程控制台(105)、司钻控制台(106)、教师控制台(107)和图形投影单元(108)；教师控制台(107)由主控计算机和图形计算机组成，司钻控制台(106)、主控计算机和图形计算机通过TCP/IP协议互联，图形投影单元(108)与图形处理计算机连接，司钻控制台(106)、远程控制台(105)、防喷器控制台(103)和阻流器控制台(104)通过西门子点到点协议PPI协议互联，教师控制台通过PPI接口与PPI协议互联，节流管汇(101)与阻流器控制台(104)连接，高压管汇(102)与防喷器控制台(103)连接；司钻控制台(106)包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面设有司钻台正面控制面板(1)，机箱的侧面设有司钻台侧面控制面板(45)，其中所述的司钻台正面控制面板(1)上设置有压力表组、指重表(6)、转盘扭矩表(9)、备用表(12)、开关组、按钮组A、显示器组、绞车速度调节手柄(24)和刹车手柄(42)，所述的压力表组包括气源压力表(2)、冷却水压表(3)、绞车油压表(4)、转盘油压表(5)、猫头压力表(7)、泵压表(10)、大钳压力表(11)、左钳压力表(13)、右钳压力表(14)和安全钳压力表(15)，所述的开关组包括左猫头开关(16)、右猫头开关(17)、液压站卸荷开关(18)、保护复位开关(19)、气喇叭开关(20)、转盘惯刹开关(21)、气动微调开关(22)、备用开关(23)、紧急制动开关(43)和驻车制动开关(44)，所述的按钮组包括一号按钮(25)、二号按钮(26)、三号按钮(27)、四号按钮(28)、五号按钮(29)、六号按钮(30)、七号按钮(31)、八号按钮(32)、九号按钮(33)、十号按钮(34)、十一号按钮(35)、十二号按钮(36)、十三号按钮(37)和十四号按钮(38)，所述的显示器组包括参数显示器(8)、泥浆密度显示器(39)、泥浆粘度显示器(40)和泥浆失水显示器(41)；司钻控制台(106)内部控制板包括司钻台可编程控制器PLC1和司钻台可编程控制器PLC2，司钻台可编程控制器PLC1的CPU模块分别通过AD模块与绞车速度调节手柄(24)和刹车手柄(42)相连，通过DA模块与气源压力表(2)、冷却水压表(3)、绞车油压表(4)、转盘油压表(5)、猫头压力表(7)、转盘扭矩表(9)、泵压表(10)、大钳压力表(11)、备用表(12)、左钳压力表(13)、右钳压力表(14)和安全钳压力表(15)连接，通过数字输入输出扩展模块与指重表(6)、紧急制动开关(43)和驻车制动开关(44)连接，通过其开关量输出端口与指重表控制器的输入端连接，指重表控制器输出端和指重表连接，通过其开关量输入端口与左猫头开关(16)、右猫头开关(17)、液压站卸荷开关(18)、保护复位开关(19)、气喇叭开关(20)、转盘惯刹开关(21)、气动微调开关(22)、备用开关(23)、一号按钮(25)、二号按钮(26)、三号按钮(27)、四号按钮(28)、五号按钮(29)、六号按钮(30)、七号按钮(31)、八号按钮(32)、九号按钮(33)、十号按钮(34)、十一号按钮(35)、十二号按钮(36)、十三号按钮(37)和十四号按钮(38)连接，同时还通过开关量输出端口与一号按钮(25)、二号按钮(26)、三号按钮(27)、四号按钮(28)、五号按钮(29)、六号按钮(30)、七号按钮(31)和八号按钮(32)连接，司钻台可编程控制器PLC1的CPU模块还通过串口与司钻台数据收发板连接，司钻台数据收发板通过并口与泥浆密度显示器(39)、泥浆粘度显示器(40)和泥浆失水显示器(41)连接；司钻台侧面控制面板(45)包括指示灯组、选择阀组、按钮组B、调节阀组、扭矩表(96)和转速表(97)，所述的指示灯组包括可编程控制器PLC1指示灯(46)、可编程控制器PLC2指示灯(47)、发电机1指示灯(48)、发电机2指示灯(49)、发电机3指示灯(50)、发电机4指示灯(51)、泥浆泵A指示灯(52)、泥浆泵B指示灯(53)、泥浆泵C指示灯(54)、绞车A指示灯(55)、绞车B指示灯(56)、钻盘指示灯(57)、恒速送钻或恒压送钻指示灯(58)、内防喷器指示灯(75)、液压泵运行指示灯(76)、回转头锁紧指示灯(77)、刹车指示灯(80)、故障报警指示灯(98)和就绪指示灯(81)，所述的选择阀组包括PLC工作选择阀(59)、电机工作选择阀(60)、绞车工作选择阀(61)、泥浆泵A工作选择阀(65)、泥浆泵B工作选择阀(66)、泥浆泵C工作选择阀(67)转盘工作选择阀(68)、绞车恒速送钻或恒压送钻工作选择阀(69)、吊环回转选择阀(78)、内防喷器工作选择阀(82)、液压泵选择阀(83)、回转头锁紧选择阀(84)、背钳工作选择阀(85)、吊环倾斜选择阀(86)、刹车工作方式选择阀(87)、辅助操作选择阀(90)、风机工作选择阀(91)、电机选择阀(92)、操作方式选择阀(93)和旋转方向选择阀(94)，所述的按钮组包括整机紧急停车按钮(62)、变频系统紧急停车按钮(63)、钻盘扭矩调节旋钮(64)、泥浆泵A调节旋钮(70)、泥浆泵B调节旋钮(71)、泥浆泵C调节旋钮(72)、转盘转速调节旋钮(73)、恒压送钻钻压调节旋钮(74)、吊环中位按钮(79)、静音按钮(88)和急停按钮(89)，所述的调节阀组包括上扣扭矩限定调节阀(95)、钻井扭矩限定调节阀(99)和转速设定调节阀(100)；司钻台可编程控制器PLC2的CPU模块分别通过AD模块与钻盘扭矩调节旋钮(64)、泥浆泵A调节旋钮(70)、泥浆泵B调节旋钮(71)、泥浆泵C调节旋钮(72)、转盘转速调节旋钮(73)、恒压送钻钻压调节旋钮(74)、上扣扭矩限定调节阀(95)、钻井扭矩限定调节阀(99)和转速设定调节阀(100)连接，通过DA模块与扭矩表(96)和转速表(97)连接，通过数字输入输出扩展模块与刹车指示灯(80)、故障报警指示灯(98)、就绪指示灯(81)、静音按钮(88)和急停按钮(89)、刹车工作方式选择阀(87)、辅助操作选择阀(90)、风机工作选择阀(91)、电机选择阀(92)、操作方式选择阀(93)和旋转方向选择阀(94)连接，通过其开关量输出端口与PLC1指示灯(46)、PLC2指示灯(47)、发电机1指示灯(48)、发电机2指示灯(49)、发电机3指示灯(50)、发电机4指示灯(51)、泥浆泵A指示灯(52)、泥浆泵B指示灯(53)、泥浆泵C指示灯(54)、绞车A指示灯(55)、绞车B指示灯(56)、钻盘指示灯(57)、恒速送钻或恒压送钻指示灯(58)、内防喷器指示灯(75)、液压泵运行指示灯(76)和回转头锁紧指示灯(77)连接，通过其开关输入端口与PLC工作选择阀(59)、电机工作选择阀(60)、绞车工作选择阀(61)、整机紧急停车按钮(62)、变频系统紧急停车按钮(63)、泥浆泵A工作选择阀(65)、泥浆泵B工作选择阀(66)、泥浆泵C工作选择阀(67)、转盘工作选择阀(68)、绞车恒速送钻或恒压送钻工作选择阀(69)、吊环回转选择阀(78)、吊环中位按钮(79)、内防喷器工作选择阀(82)、液压泵选择阀(83)、回转头锁紧选择阀(84)、背钳工作选择阀(85)和吊环倾斜选择阀(86)连接；远程控制台(105)包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面包括一个远控台控制面板(109)，远控台控制面板(109)上设有环形油压调节阀(110)、管汇压力调节阀(111)、管汇压力表(112)、储能压力表(113)、环形油压表(114)、旁通阀(115)、放喷阀(116)、半封闸板控制阀(117)、全封闸板控制阀(118)、剪切闸板控制阀(119)、环形闸板控制阀(120)、储能器总开关(121)、左路储能器开关(122)和右路储能器开关(123)，所述的内部控制板包括一个远控台可编程控制器PLC和一个阀门控制器，远控台可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与管汇压力调节阀(111)和环形油压调节阀(110)连接，通过DA模块1与管汇压力表(112)和储能器压力表(113)连接，通过DA模块2与环形油压表(114)连接，通过其开关量输入端口与储能器总开关(121)、左路储能器开关(122)和右路储能器开关(123)，远控台可编程控制器PLC的CPU模块还通过十二路开关量输出连接阀门控制器的控制输入端，阀门控制器的输出分别与旁通阀(115)、放喷阀(116)、半封闸板控制阀(117)、全封闸板控制阀(118)、剪切闸板控制阀(119)和环形闸板控制阀(120)连接，旁通阀(115)、放喷阀(116)、半封闸板控制阀(117)、全封闸板控制阀(118)、剪切闸板控制阀(119)和环形闸板控制阀(120)分别通过反馈信号线接入远控台可编程控制器PLC的十二路开关量输入端口；节流管汇(101)它由节流管和安装在节流管上的阀门组成，节流管安装在节流管汇机架(124)上，节流管由横管和立管垂直交叉分布，横管和立管上均设置有多个平板阀，横管包括节流管汇上横管(125)和节流管汇下横管(126)，节流管汇上横管(125)的两端固接在节流管汇机架(124)上，节流管汇上横管(125)一端设置有分离器出口(127)，另一端设置有备用出口(128)；立管包括溢流入口管(129)、液动节流管(130)和手动节流管(131)，溢流入口管(129)、液动节流管(130)和手动节流管(131)下端分别设置溢流入口(132)、液动节流阀(134)和手动节流阀(135)，溢流入口管(129)上端固接在节流管汇机架(124)上；高压管汇(102)由高压管和安装在高压管上的阀门组成，高压管安装在高压管汇机架(137)上，高压管由横管和立管垂直连接分布，且在中部由高压管汇上横管(138)、高压管汇下横管(139)、左立管(140)、右立管(141)接合构成矩形，横管和立管上均设置有多个平板阀，横管还包括左泥浆入口管(142)、右泥浆入口管(143)、灌浆出口管(143)，左泥浆入口管(142)的左端固接在高压管汇机架(137)上，左泥浆入口管(142)的左端端部设置有泥浆入口I(144)，右泥浆入口管(151)的右端固接在高压管汇机架(137)上，右泥浆入口管(151)的右端端部设置有泥浆入口II(145)，灌浆出口管(143)左端固接在高压管汇机架(137)上，灌浆出口管(143)左端端部设置有灌浆出口(146)；立管还包括上立管(147)、下立管(148)，上立管(147)上端固接在高压管汇机架(137)上，上立管(147)上端端部设置有备用入口(149)，下立管(148)下端固接在高压管汇机架(137)上，下立管(148)下端端部设置有立管出口(150)；防喷器控制台(103)包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面包括一个防喷器控制面板(152)，防喷器控制面板(152)上设有储能器压力表(153)、环形防喷器油压表(154)、气源压力表(155)、管汇压力表(156)、环形闸板开关(157)、环形闸板开指示灯(158)、环形闸板关指示灯(159)、气源开关(160)、旁通闸板开关(164)、上半封闸板开关(161)、上半封闸板开指示灯(162)、上半封闸板关指示灯(163)、全封闸板开关(165)、全封闸板开指示灯(166)、全封闸板关指示灯(167)、压井管汇闸板开关(168)、压井管汇开指示灯(169)、压井管汇关指示灯(170)、放喷阀开关(171)、放喷阀关指示灯(172)、放喷阀开指示灯(173)、下半封闸板开关(174)、下半封闸板开指示灯(175)和下半封闸板关指示灯(176)，所述的内部控制板包括一个防喷器可编程控制器PLC，防喷器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过DA模块1与储能器压力表(153)和环形防喷器油压表(154)连接，通过DA模块2与气源压力表(155)和管汇压力表(156)连接，防喷器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与环形闸板开关(157)、气源开关(160)、旁通闸板开关(164)、上半封闸板开关(161)、全封闸板开关(165)、压井管汇闸板开关(168)、放喷阀开关(171)和下半封闸板开关(174)连接，通过其开关量输出端口与环形闸板开指示灯(158)、环形闸板关指示灯(159)、上半封闸板开指示灯(162)、上半封闸板关指示灯(163)、全封闸板开指示灯(166)全封闸板关指示灯(167)、压井管汇开指示灯(169)、压井管汇关指示灯(170)、放喷阀关指示灯(172)、放喷阀开指示灯(173)、下半封闸板开指示灯(175)和下半封闸板关指示灯(176)连接；防喷器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与高压管汇中安装在高压管上的平板阀L、平板阀M、平板阀N、平板阀0、平板阀P和平板阀Q连接；阻流器控制台(103)包括机箱和内部控制板，所述的机箱的正面包括一个阻流器控制面板(177)，阻流器控制面板(177)上设有立管压力表(178)、泵速表(179)、套管压力表(180)、液动阻流阀选择指示灯(181)、双泵选择开关(182)、阻流阀选择开关(183)、泵冲数显示器(184)、阻流阀开度表(185)、手动阻流阀选择指示灯(186)、复位按钮(187)、钻机气源开关(188)、阻流器控制阀开关(189)和阻流阀速度调节旋钮(190)，所述的内部控制板包括一个阻流器可编程控制器PLC，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与阻流阀速度调节旋钮(190)连接，通过DA模块1与立管压力表(178)和套管压力表(180)连接，通过DA模块2与泵速表(179)和阻流阀开度表(185)连接，通过串口与阻流器数据收发板连接，阻流器数据收发板通过并口与泵冲数显示器(184)连接，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输出端口与液动阻流阀选择指示灯(181)和手动阻流阀选择指示灯(186)连接，通过其开关量输入端口与双泵选择开关(182)、阻流阀选择开关(183)、复位按钮(187)、钻机气源开关(188)和阻流器控制阀开关(189)连接；阻流器可编程控制器PLC的CPU模块还分别通过其开关量输入端口与节流管汇中安装在节流管上的平板阀A、平板阀B、平板阀C、平板阀D、平板阀E、平板阀F、平板阀G、平板阀H、平板阀I、平板阀J和平板阀K连接，阻流器可编程控制器PLC的CPU模块分别通过AD模块与节流管汇中的手动节流阀(135)连接，通过DA模块1与压力表(191)连接。
2. 根据权利要求1所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于所述的司钻台数据收发板 包括串口芯片、单片机、锁存器和总线缓冲器，串口芯片输入端通过串口与司钻台可编程控 制器PLC1的串行端口连接，串口芯片输出端分别与单片机的发送数据线和接收数据线连 接，单片机还通过总线分别连接锁存器和总线缓冲器，锁存器和总线缓冲器的输出端口通 过并口与泥浆密度显示器(39)、泥浆粘度显示器(40)和泥浆失水显示器(41)连接。
3. 根据权利要求2所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于所述的泥浆密度显示器 (39)、泥浆粘度显示器(40)和泥浆失水显示器(41)均包括地址缓冲器、数据缓冲器、比较 器、译码器、拨码开关、数码管驱动芯片和数码管，地址缓冲器、数据缓冲器的输入端口均连 接并口，数据缓冲器输出端口连接数码管驱动芯片，地址缓冲器输出端口分别连接比较器 的一个输入端和译码器，比较器的另一个输入端连拨码开关，输出端口连接译码器的使能 端，译码器输出端与数码管驱动芯片相连，数码管驱动芯片输出端连接数码管。
4. 根据权利要求1所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于所述的阻流器数据收发 板包括串口芯片、单片机、锁存器和总线缓冲器，串口芯片输入端通过串口与阻流器可编程 控制器PLC的串行端口连接，串口芯片输出端分别与单片机的发送数据线和接收数据线连 接，单片机还通过总线分别连接锁存器和总线缓冲器，锁存器和总线缓冲器输出端口通过 并口连接泵冲数显示器(184)。
5. 根据权利要求1和4所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于所述的泵冲数显示器 (184)包括地址缓冲器、数据缓冲器、比较器、译码器、拨码开关、数码管驱动芯片和数码管， 地址缓冲器、数据缓冲器的输入端口均连接并口 ，数据缓冲器输出端口连接数码管驱动芯 片，地址缓冲器输出端口分别连接比较器的一个输入端和译码器，比较器的另一个输入端 连拨码开关，输出端口连接译码器的使能端，译码器输出端与数码管驱动芯片相连，数码管 驱动芯片输出端连接数码管。
6. 根据权利要求l所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于节流管汇(101)的溢流入 口管(129)与节流管汇上横管(125)和节流管汇下横管(126)均呈"十"字交叉连接，形成 交叉点a和交叉点b，交叉点a的上部溢流入口管(129)上安装有平板阀A，交叉点a与交 叉点b之间的溢流入口管(129)上顺次安装有平板阀B、平板阀C，交叉点b处设置有压力 表(191)，交叉点b下部溢流入口管(129)上安装有放喷阀开关指示灯(133);节流管汇下 横管(126)的两端分别固接在液动节流管(130)和手动节流管(131)上，形成节点c和节 点d，交叉点b和节点c之间的节流管汇下横管(126)上安装有平板阀D、平板阀E，交叉 点b和节点d之间的节流管汇下横管(126)上安装有平板阀F、平板阀G;液动节流管(130) 和手动节流管(131)上端分别与节流管汇上横管(125)相接，形成节点e和节点f，节点c 与节点e之间的液动节流管(130)上安装有平板阀H，节点c下部液动节流管(131)上安 装有液动指示灯(136)，端部设置有液动节流阀(134);节点d与节点f之间的手动节流管 (131)上安装有平板阀I，在节点d下部手动节流管(131)端部设置有手动节流阀(135); 节点e和备用出口 (128)之间的节流管汇上横管(125)上设置有平板阀J，节点f和分离器 出口 (127)之间的节流管汇上横管(125)上设置有平板阀K。
7. 根据权利要求l所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于高压管汇(102)的左泥浆 入口管(142)、右泥浆入口管(151)分别与矩形的左立管(140)和右立管(141)呈"T"字 连接，形成节点h和节点i，节点h的上部左立管(140)上安装有平板阀L，节点h的下部左 立管(140)上安装有平板阀M，节点i的上部右立管(141)上安装有平板阀N，节点i的下 部右立管(141)上安装有平板阀0 ;上立管(147)，下立管(148)分别与矩形的高压管汇上 横管(138)，高压管汇下横管(139)呈"T"字连接，形成节点g和节点j ;灌浆出口管(143) 与下立管(148)呈"T"字连接，形成节点k，灌浆出口管(143)上安装有平板阀P，节点k的 下部下立管(148)上安装有平板阀Q。
8. 根据权利要求1所述的分布式钻井模拟系统，其特征在于所述的投影系统(108)包 括一台或多台投影仪和一个大尺寸屏幕。
9. 分布式钻井模拟系统的操作方法，其特征在于它包括以下步骤(1)下钻；(2)起钻；(3)钻进;(4)事故及复杂情况处理;(5)关井;(6)压井;其中，所述的下钻步骤还包括以下子步骤(a)正常下钻；(b)下钻遇阻；(C)控制波动 压力下钻；所述的起钻步骤还包括以下子步骤(a)正常起钻；(b)起钻遇卡；(C)控制抽吸压力 起钻；所述的钻进步骤还包括以下子步骤(a)正常钻进及接立柱；(b)不同地层可钻性；(C) 憋跳下的钻进；(d)高压地层钻进；(e)低压地层钻进；所述的事故及复杂情况处理步骤还包括以下子步骤(a)粘附卡钻；(b)沉砂卡钻；(C)泥包卡钻；(d)公锥打捞；(e)落物磨铣；所述的关井步骤还包括以下子步骤(a)正常钻进及关井操作；(b)起钻杆关井操作； (C)起钻挺关井操作；(d)空井与关井操作；所述的压井步骤还包括以下子步骤(a)司钻法压井；(b)工程师阀压井；(C)超重泥 浆司钻法压井。
全文摘要
本发明公开了分布式钻井模拟系统及操作方法，包括节流管汇(101)、高压管汇(102)、防喷器控制台(103)、阻流器控制台(104)、远程控制台(105)、司钻控制台(106)、教师控制台(107)和图形投影单元(108)，司钻控制台(106)、远程控制台(105)、防喷器控制台(103)、阻流器控制台(104)、节流管汇(101)和高压管汇(102)通过PPI协议互联，教师控制台(107)通过PPI接口与PPI协议连接。操作方法下钻、起钻、钻进、事故及复杂情况处理、关井、压井等步骤。本发明的有益效果实现了高度仿真的顶部驱动钻井模拟，增强了教学培训的现场感，缩短了培训周期、降低了培训成本。
文档编号G09B9/00GK101789191SQ20091021612
公开日2010年7月28日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者梅大成, 田永生, 胡卫东, 赵刚, 郑巧, 陈利学, 龚捷 申请人:西南石油大学