一种钻井操作流程集成控制的系统及装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种钻井操作流程集成控制的系统及装置。所述系统的1号、2号、3号和4号工业机用NET网络分别与主司钻CPU和副司钻CPU相连接，主司钻CPU与副司钻CPU用连接网络耦合器相连接，主司钻CPU通过BUS1分别与主司钻1号、2号、3号和4号网络耦合器与阀岛远程站、主机控制器、顶驱控制器、仪表控制器、自动送钻控制器相连接，副司钻CPU通过BUS2和副司钻1号、2号和3号网络耦合器分别于猫道控制器、排管控制器和铁钻工控制器相连接。该系统采用主司钻模式选择为主，副司钻从动操作的方式，提高了主副司钻之间的联系和互锁，该装置规定了顺序执行步骤，减少误操作，提高设备安全性。
【专利说明】
一种钻井操作流程集成控制的系统及装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及到石油钻井设备自动化集成控制领域，特别涉及到一种钻井操作流程集成控制的系统及装置。
【背景技术】
[0002]随着各大油田减员增效的作业要求，目前油田钻井装备逐渐向配备了自动化操作工具的自动化钻机方向发展。现有常规司钻集成控制系统大多包括以下一些系统:高度集成的司钻一体化多功能操作椅，防止各子系统之间干涉、碰撞的智能防碰撞系统，数据记录和信息管理系统。但整个自动化钻机的集成操作，没有按照钻井操作的工艺模式进行模式分类操作，造成系统操作的流程性不强，无法进一步提升系统整体的自动化程度和作业效率。由于系统一般分为主副司钻协同操作，需要主副司钻之间的协同配合和信息交互，在没有钻井模式的控制下，许多主副司钻之间的操作配合都是靠操作人员去识别判断和沟通，无法很好的保证操作的安全性和作业效率。为此，从钻井操作工艺入手，结合各工具控制系统的特点，立足于提升自动化钻机操作的便捷性、安全性和可靠性，开发一套基于钻井操作流程的集成控制系统是非常有必要的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种钻井操作流程集成控制的系统及装置，其目的一为:通过设置起钻、下钻、钻进、建立根和自由操作5种钻井操作模式，让主司钻、副司钻在设定的5种模式下，按照顺序进行操作；目的二为:系统设置有主、副司钻触摸屏交互提示和纠错提醒；目的三为:在集成控制的基础上，极大提高了系统操作的效率，保证系统操作的安全性。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0005]—种钻井操作流程集成控制的系统，包括I号工业机、2号工业机、3号工业机、4号工业机、主司钻CPU、连接网络耦合器、副司钻CPU、主司钻I号网络耦合器、主司钻2号网络耦合器、主司钻3号网络耦合器、副司钻I号网络耦合器、副司钻2号网络耦合器、副司钻3号网络耦合器、主机控制器、顶驱控制器、仪器控制器、阀岛远程站、猫道控制器、排管控制器、铁钻工控制器、自动送钻控制器、主司钻4号网络耦合器、主司钻控制板、副司钻控制板、绞车手柄、盘刹手柄、主司钻操作面板、主司钻报警、显示装置、吊卡卡瓦装置、电子防碰装置、主司钻模拟输入(Al)模块、主司钻模拟输出(AO)模块、主司钻数字输入(DI)模块、主司钻数字输出(DO)模块、主司钻I号数字输出输入(DODI)模块、主司钻2号数字输出输入(DODI)模块、主司钻3号数字输入输出输入(DODI)模块、主司钻4号数字输入输出输入(DODI)模块、电子刹车装置、排管抓管手柄、排管导向手柄、副司钻操作面板、副司钻报警、显示装置、副司钻模拟输入(Al)模块、副司钻模拟输出(AO)模块、副司钻数字输入(DI)模块、副司钻数字输出(DO)模块、副司钻2号数字输出输入(DODI)模块、副司钻3号输出输入(DODI)模块、动力鼠洞装置、扶正机械手装置和副司钻I号数字输出输入(DODI)模块，所述的控制系统的I号工业机和2号工业机用NET网络与主司钻CPU相连接，3号工业机和4号工业机用NET网络与副司钻CPU相连接，主司钻CPU与副司钻CPU用连接网络耦合器相连接，主司钻CPU通过BUSl分别与主司钻I号网络耦合器、主司钻2号网络耦合器、主司钻3号网络耦合器、主司钻4号网络耦合器和阀岛远程站相连接，主司钻I号网络耦合器与主机控制器相连接，主司钻2号网络耦合器与顶驱控制器相连接，主司钻3号网络耦合器与仪表控制器相连接，主司钻4号网络耦合器与自动送钻控制器相连接，副司钻CPU通过BUS2分别与副司钻I号网络耦合器、副司钻2号网络耦合器和副司钻3号网络耦合器相连接，副司钻I号网络耦合器与猫道控制器相连接，副司钻2号网络耦合器与排管控制器相连接，副司钻3号网络耦合器与铁钻工控制器相连接，所述集成控制装置在主司钻控制板的印刷电路上分别装有:主司钻CPU、主司钻模拟输入(Al)模块、主司钻模拟输出(AO)模块、主司钻数字输入(DI)模块、主司钻数字输出(DO)模块、主司钻I号数字输出输入(DODI)模块、主司钻2号数字输出输入(DODI)模块、主司钻3号数字输出输入(DODI)模块和主司钻4号数字输出输入(DODI)模块，主司钻CPU分别与主司钻模拟输入(Al)模块、主司钻模拟输出(AO)模块、主司钻I号数字输出输入(DODI)模块、主司钻2号数字输出输入(DODI)模块、主司钻3号数字输出输入(DODI)模块和主司钻4号数字输出输入(D0DI)模块相连接，副司钻控制板的印刷电路上分别装有:副司钻CPU、副司钻模拟输入(Al)模块、副司钻模拟输出(AO)模块、副司钻数字输入(DI)模块、副司钻数字输出(DO)模块、副司钻I号数字输出输入(DODI)模块、副司钻2号数字输出输入(DODI)模块和副司钻3号数字输出输入(DODI)模块，副司钻CPU分别与副司钻模拟输出(A0)模块、副司钻数字输入(DI)模块、副司钻数字输出(DO)模块、副司钻I号数字输出输入(DODI)模块、副司钻2号数字输出输入(DODI)模块和副司钻3号数字输出输入(DODI)模块相连接。
[0006]所述控制系统的主司钻控制模式分为:起钻模式、下钻模式、钻进模式、建立根模式和自由模式，当主司钻控制模式为起钻模式、下钻模式、钻进模式、建立根模式中的任意一种时，主司钻控制模式与副司钻控制模式为互锁状态，当主司钻控制模式为自由模式时，主司钻控制模式与副司钻控制模式为取消互锁状态。
[0007]一种钻井操作流程集成控制装置，包括主司钻CPU、主司钻控制板、副司钻控制板、绞车手柄、盘刹手柄、主司钻操作面板、主司钻报警、显示装置、吊卡卡瓦装置、电子防碰装置、主司钻模拟输入(Al)模块、主司钻模拟输出(AO)模块、主司钻数字输入(DI)模块、主司钻数字输出(D0)模块、主司钻I号数字输出输入(DODI)模块、主司钻2号数字输出输入(D0DI)模块、主司钻3号数字输入输出输入(D0DI)模块、主司钻4号数字输入输出输入(DODI)模块、电子刹车装置、排管抓管手柄、排管导向手柄、副司钻操作面板、副司钻报警、显示装置、副司钻模拟输入(Al)模块、副司钻模拟输出(AO)模块、副司钻数字输入(DI)模块、副司钻数字输出(DO)模块、副司钻2号数字输出输入(DODI)模块、副司钻3号输出输入(DODI)模块、动力鼠洞装置、扶正机械手装置和副司钻I号数字输出输入(DODI)模块，所述集成控制装置在主司钻控制板的印刷电路上分别装有:主司钻CPU、主司钻模拟输入(Al)模块、主司钻模拟输出(AO)模块、主司钻数字输入(DI)模块、主司钻数字输出(DO)模块、主司钻I号数字输出输入(D0DI)模块、主司钻2号数字输出输入(D0DI)模块、主司钻3号数字输出输入(DODI)模块和主司钻4号数字输出输入(DODI)模块，主司钻CPU分别与主司钻模拟输A(AI)模块、主司钻模拟输出(AO)模块、主司钻I号数字输出输入(DODI)模块、主司钻2号数字输出输入(DODI)模块、主司钻3号数字输出输入(DODI)模块和主司钻4号数字输出输入(DODI)模块相连接，副司钻控制板的印刷电路上分别装有:副司钻CPU、副司钻模拟输入(Al)模块、副司钻模拟输出(AO)模块、副司钻数字输入(DI)模块、副司钻数字输出(DO)模块、副司钻I号数字输出输入(D0DI)模块、副司钻2号数字输出输入(D0DI)模块和副司钻3号数字输出输入(DODI)模块，副司钻CPU分别与副司钻模拟输出(AO)模块、副司钻数字输入(DI)模块、副司钻数字输出(DO)模块、副司钻I号数字输出输入(DODI)模块、副司钻2号数字输出输入(DODI)模块和副司钻3号数字输出输入(DODI)模块相连接。
[0008]所述的主司钻模拟输入(Al)模块与绞车手柄相连接，主司钻模拟输出(AO)模块与盘刹手柄相连接，主司钻数字输入(DI)模块与主司钻操作面板相连接，主司钻数字输出(DO)模块与主司钻报警、显不装置相连接，主司钻2号数字输出输入(DODI)模块与电子防碰装置相连接，主司钻3号数字输出输入(DODI)模块与吊卡卡瓦装置相连接，主司钻4号数字输出输入(DODI)模块与电子刹车装置相连接。
[0009]所述的副司钻模拟输入(Al)模块与排管抓管手柄相连接，副司钻模拟输出(AO)模块与排管导向手柄相连接，副司钻数字输入(DI)模块与副司钻操作面板相连接，副司钻数字输出(DO)模块与副司钻报警、显示装置相连接，副司钻2号数字输出输入(DODI)模块与动力鼠洞装置相连接，副司钻3号数字输出输入(DODI)模块与扶正机械手装置相连接。
[0010]所述的主司钻CPU通过主司钻I号数字输出输入(D0DI)模块经副司钻I号数字输出输入(DODI)模块与副司钻CPU相连接。
[0011 ]本实用新型的积极效果为:
[0012]1、通过在软件程序中设置钻进、起钻、下钻、建立根和自由操作五种模式控制，规定了顺序执行步骤，减少误操作，提高设备安全性；
[0013]2、系统采用主司钻模式选择为主，副司钻从动操作的方式，提高了主副司钻之间的联系和互锁；
[0014]3、人机界面依托钻井流程，编制动画式操作流程画面，能生动形象的起到数据监视、报警提示和流程化操作提示功能；
[0015]4、通过在钻井工艺衔接点设置相应传感器，提高工具之间的自动配合水平，可逐步提高整套钻机的自动化操作水平。
【附图说明】
[0016]图1、钻井操作流程集成控制系统连接框图；
[0017]图2、钻井操作流程集成控制装置连接框图；
[0018]图3、钻井操作流程集成控制系统控制模式框图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过实施例并结合附图1-3进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0020]实施例一
[0021]主司钻控制模式49下的起钻模式50
[0022]参见附图1-3，在I号工业机I或2号工业机2上设置系统为起钻模式50，I号工业机I或2号工业机2所设置的起钻模式50通过NET网络传输至主司钻CPU5上，主司钻CPU5通过连接网络耦合器6将起钻模式50传输至副司钻CPU7，副司钻CPU7通过NET网络将起钻模式50信号传输给3号工业机3或4号工业机4，传输完成后，起钻模式50自动分别通过主司钻数字输入(DI)模块31和副司钻数字输入(DI)模块42进入主司钻操作面板25和副司钻操作面板38上。起钻模式50下，主司钻CPU5通过BUSl网络将信号传输至阀岛远程站17高挡挂合，盘刹手柄24通过主司钻模拟输入(Al)模块29将信号输入主司钻CPU5中，主司钻CPU5通过主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59将信号输入至电子刹车装置58，并使盘刹系统松开，还通过主司钻数字输出(DO)模块32将完成信号输至主司钻报警、显示装置26上显示出来，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29将信号传输至主司钻CPU5中，主司钻CPU5通过BUSl网络和主司钻I号网络耦合器8将信号传输至主机控制器14并控制放下大钩，当判断条件达到后，主司钻CPU5通过主司钻模拟输出(AO)模块30将信号通过主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59将信号输入至电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，主司钻CPU5再通过NET网络在I号工业机I或2号工业机2上提示初始化完成。主司钻CPU5通过装在主司钻控制板56上的主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35将信号传输至吊卡卡瓦装置27，并使卡瓦系统关闭，当检测到条件满足时，主司钻CPU5通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35再将卡瓦系统打开。具体操作时，盘刹手柄24通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻模拟输出(AO)模块30，通过主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59将信号输入至电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5、BUS1网络和主司钻I号网络耦合器8，使主机控制器14将大钩提升，盘刹手柄24通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻4号数字输出输入(DODI)模块由电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，主司钻CPU5通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35，使吊卡卡瓦装置27关闭。此时主司钻系统处于等待锁定状态，通过主司钻I号数字输出输入(DODI)模块33经副司钻I号数字输出输入(DODI)模块48将副司钻系统提升激活，3号工业机3或4号工业机4通过NET网络将副司钻3号网络耦合器13传输的信号，通过BUS2网络输入到副司钻CPU7中，副司钻CPU7通过BUS2网络和副司钻3号网络耦合器13给铁钻工控制器20卸扣，当状态完成时，副司钻系统处于从动状态，当主司钻系统的盘刹系统松开，提升大钩到达高度时，主司钻系统再次处于等待模式，副司钻系统再次被激活，副司钻CPU7通过BUS2网络和副司钻2号网络耦合器12控制排管控制器19，排管抓管手柄36和排管导向手柄37通过装在副司钻控制板57上的副司钻模拟输入(Al)模块40将信号传输至副司钻CPU7中，再通过BUS2网络和副司钻2号网络耦合器12控制排管控制器19关闭，使抓手接住管柱。当主司钻CPU5判断接立柱完后时，通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35控制吊卡卡瓦装置27，使吊卡打开。当主司钻CPU5判断条件完成后，通过主司钻I号数字输出输入(DODI)模块33经副司钻I号数字输出输入(DODI)模块48将副司钻系统再次激活，排管抓管手柄36和排管导向手柄37通过副司钻模拟输入(Al)模块40将信号传输至副司钻CPU7中，再通过BUS2网络和副司钻2号网络耦合器12输出至排管控制器19，使排管控制器19执行排管操作。当主司钻CPU5判断条件完成后，主司钻系统处于激活状态，可进行下一根管柱操作。当主司钻或副司钻系统出现误操作或操作故障时，通过主司钻数字输出(DO)模块32或副司钻数字输出(DO)模块43，使主司钻报警、显示装置26或副司钻报警、显示装置39发出报警信号。在操作过程中，主司钻CPU5通过主司钻2号数字输出输入(DODI)模块34，控制电子防碰装置28，主司钻系统和副司钻系统中的各种仪表通过主司钻3号网络耦合器10和仪表控制器16来进行控制或显示。
[0023] 实施例二
[0024]主司钻控制模式49下的下钻模式51
[0025]参见图1-3，在I号工业机I或2号工业机2上设置下钻模式51，I号工业机I和2号工业机2所设置的下钻模式51，通过NET网络传输至主司钻CPU5上，再通过连接网络耦合器6传输至副司钻CPU7，副司钻CPU7通过NET网络将信号传输给3号工业机3或4号工业机4，传输完成后，下钻模式51自动分别通过主司钻数字输入(DI)模块31和副司钻数字输入(DI)模块42进入主司钻操作面板25和副司钻操作面板38。下钻模式51下，主司钻CPU5将高挡信号，通过BUSl网络传输给阀岛远程站17高挡挂合，此时盘刹手柄24将模拟量通过主司钻模拟输入模块29传输至主司钻CPU5，并通过主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59将信号输入电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23将模拟量通过主司钻模拟输入(Al)模块29传输至主司钻CPU5，并通过BUSl网络和主司钻I号网络耦合器8传输至主机控制器14，并上提大钩。判断条件达到后，主司钻CPU5通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35，使吊卡卡瓦装置27关闭，再通过主司钻模拟输出(AO)模块30和主司钻4号数字输出输入(DODI)模块58，使盘刹系统刹车。在主司钻报警、显示装置26上提示I号工业机I或2号工业机2初始化完成。排管抓管手柄36和排管导向手柄37将模拟量通过副司钻模拟输入(Al)模块40传输至副司钻CPU7，并通过BUS2网络和排管控制器19送出管柱，此时主司钻CPU5收到吊卡信号，通过主司钻3号输出输入模块35，使吊卡卡瓦装置27关闭。排管抓管手柄36和排管导向手柄37通过副司钻CPU7和排管控制器19使抓手回位，判断条件达到后，盘刹手柄24通过主司钻CPU5、主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开。3号工业机3和4号工业机4将铁钻工信号传输至副司钻CPU7上，并通过副司钻3号网络耦合器13给铁钻工控制器20上扣，状态完成后，主司钻CPU5通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35使吊卡卡瓦装置27打开，盘刹手柄24通过主司钻CPU5、主司钻模拟输出模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23通过主司钻CPU5，使主机控制器14放下大钩，判断条件达到后，主司钻CPU5控制吊卡卡瓦装置27关闭，使盘刹系统刹车，同时通过主司钻3号输出输入(DODI)模块35使吊卡卡瓦系统打开。判断条件达到后，主司钻CPU5处于激活状态，可进行下一根管柱的操作。操作过程中的主司钻报警、显示装置26、副司钻报警、显示装置39和电子防碰装置28的使用与起钻模式50中相同。
[0026]实施例三
[0027]主司钻控制模式49下的建立根模式53
[0028]参见图1-3，在I号工业机I或2号工业机2上设置建立根模式53，通过NET网络传输至主司钻CPU5上，再通过连接网络耦合器6传输至副司钻CPU7，副司钻CPU7通过NET网络将信号传输给3号工业机3或4号工业机4，传输完成后，建立根模式53自动分别通过主司钻数字输入(DI)模块31和副司钻数字输入(DI)模块42进入主司钻操作面板25和副司钻操作面板38。建立根模式53下，主司钻CPU5将高挡信号通过BUSl网络传输给阀岛远程站17高挡挂合，此时，盘刹手柄24通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5、主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开。绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主机控制器14，使大钩上提。当判断条件达到后，通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开，同时通过主司钻3号数字输出输入(D0DI)模块35，使吊卡卡瓦装置27打开，此时I号工业机I或2号工业机2的初始化完成。3号工业机3或4号工业机4将猫道信号传输至副司钻CPU7，当判断条件达到后，通过BUS2网络和副司钻I号网络耦合器11使猫道控制器18自动上管，当条件达到后，盘刹手柄24通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5、主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23将模拟量通过主司钻模拟输入(Al)模块29传输至主司钻CPU5，并通过BUSl网络和主司钻I号网络耦合器8传输至主机控制器14，将大钩放下。判断条件达到后，通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(D0DI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统刹车。通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35，使吊卡系统翻转，当判断条件达到后，通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35使吊卡系统关闭，再通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻I号网络耦合器8，使主机控制器14将大钩上提，副司钻CPU7通过副司钻3号数字输出输入(DODI)模块45使扶正机械手装置47伸出，当进行单根钻杆判断时，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻I号网络親合器8，使主机控制器14将大钩放下，副司钻CPU7通过副司钻2号数字输出输入(D0DI)模块44开启动力鼠洞装置46，直至钻杆放置鼠洞完成，通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35使吊卡系统闭合。使用上述流程完成第二根钻杆的制备，3号工业机3或4号工业机4将猫道信号传输给副司钻CPU7，并通过副司钻3号网络耦合器13给铁钻工控制器20上扣，通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻I号网络耦合器8，使主机控制器14将大钩上提，当条件达到后，通过主司钻模拟输出(A0)、主司钻4号数字输出输入(D0DI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，等待第三根钻杆送人鼠洞。当条件达到后，通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统松开，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻I号网络耦合器8，使主机控制器14将大钩放下，当条件达到后，3号工业机3或4号工业机4将猫道信号传输给副司钻CPU7，通过副司钻3号网络耦合器13给铁钻工控制器20上扣，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻I号网络耦合器8，使主机控制器14将大钩上提，当条件达到后，通过主司钻模拟输出模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，排管抓管手柄36和排管导向手柄37通过副司钻模拟输入(Al)模块40、副司钻CPU7和副司钻2号网络耦合器12控制排管控制器19进行排管作业。作业完成后，进入下一建立根模式操作。操作过程中的主司钻报警、显示装置26、副司钻报警、显示装置39和电子防碰装置28的使用与起钻模式50和下钻模式51中相同。
[0029]实施例四
[0030]主司钻控制模式49下的钻进模式52
[0031]参见图1-3，在I号工业机I或2号工业机2上设置钻进模式52，I号工业机I或2号工业机2通过NET网络、主司钻CPU5、连接网络耦合器6和副司钻CPU7将钻进模式52，传输至3号工业机3或4号工业机4，传输完成后，钻进模式52自动分别通过主司钻数字输入(DI)模块31和副司钻数字输入(DI)模块42进入主司钻操作面板25和副司钻操作面板38上显示。钻进模式52下，主司钻CPU5通过BUSl网络、主司钻2号网络耦合器9和主司钻4号网络耦合器22分别各控制自顶驱控制器15和自动送钻控制器21，当条件设置完成后，自动送钻开始，当判断单根立柱送钻完成后，主司钻CPU5通过通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35使卡瓦系统关闭，同时使吊卡系统打开，绞车手柄23通过主司钻模拟输入(Al)模块29、主司钻CPU5和主司钻I号网络耦合器8，使主机控制器14将大钩上提，条件达到后，通过主司钻模拟输出(AO)模块30、主司钻4号数字输出输入(DODI)模块59和电子刹车装置58，使盘刹系统刹车，排管抓管手柄36和排管导向手柄37通过副司钻模拟输入(Al)模块40、副司钻CPU7和副司钻2号网络耦合器12控制排管控制器19送出管柱。主司钻CPU5通过主司钻3号数字输出输入(DODI)模块35使吊卡系统关闭，排管抓管手柄36和排管导向手柄37通过副司钻模拟输入(Al)模块40、副司钻CPU7和副司钻2号网络耦合器12控制排管控制器19，使抓手回位。条件达到后，自动进行钻进作业，整个钻进作业中主司钻CPU5通过主司钻2号网络耦合器9和主司钻4号网络耦合器22分别对顶驱控制器15和自动送钻控制器21进行操作控制，在钻进过程中，当主司钻或副司钻系统出现误操作或故障时，通过主司钻数字输出(DO)模块32和副司钻数字输出(DO)模块43分别在主司钻报警、显示装置26或副司钻报、警显示装置39上显示出报警信号。操作过程中，电子防碰装置28的使用与起钻模式50、下钻模式51和建立根模式53中相同。
[0032]实施例五
[0033]主司钻控制模式49下的自由模式54
[0034]参见图1-3，在I号工业机I或2号工业机2上设置自由模式54，1号工业机I或2号工业机2通过NET网络、主司钻CPU5、连接网络耦合器6和副司钻CPU7将自由模式54传输至3号工业机3或4号工业机4，传输完成后，自由模式54自动分别通过主司钻数字输入(DI)模块31和副司钻数字输入(DI)模块42进入主司钻操作面板25和副司钻操作面板38上显示。此时，主司钻控制模式49和副司钻控制模式55分别处于开放状态，副司钻控制模式55跳出主司钻控制模式49的流程式控制系统，主司钻控制模式49和副司钻控制模式55均可独立进行操作。
[0035]以上所述仅是本实用新型的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种钻井操作流程集成控制的系统，包括I号工业机(I)、2号工业机(2)、3号工业机(3)、4号工业机(4)、主司钻0?1](5)、连接网络耦合器(6)、副司钻0?1](7)、主司钻1号网络耦合器(8)、主司钻2号网络耦合器(9)、主司钻3号网络耦合器(10)、副司钻I号网络耦合器(11)、副司钻2号网络耦合器(12)、副司钻3号网络耦合器(13)、主机控制器(14)、顶驱控制器(15)、仪器控制器(16)、阀岛远程站(17)、猫道控制器(18)、排管控制器(19)、铁钻工控制器(20)、自动送钻控制器(21)、主司钻4号网络耦合器(22)、主司钻控制板(56)、副司钻控制板(57)、绞车手柄(23)、盘刹手柄(24)、主司钻操作面板(25)、主司钻报警、显示装置(26)、吊卡卡瓦装置(27)、电子防碰装置(28)、主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻数字输入模块(31)、主司钻输出模块(30)、主司钻数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)、主司钻4号数字输出输入模块(59)、电子刹车装置(58)、排管抓管手柄(36)、排管导向手柄(37)、副司钻操作面板(38)、副司钻报警、显示装置(39)、副司钻模拟输入模块(40)、副司钻模拟输出模块(41)、副司钻数字输入模块(42)、副司钻数字输出模块(43)、副司钻2号数字输出输入模块(44)、副司钻3号输出输入模块(45)、动力鼠洞装置(46)、扶正机械手装置(47)和副司钻I号数字输出输入模块(48)，其特征在于:所述的控制系统的I号工业机(I)和2号工业机(2)用NET网络与主司钻CPU(5)相连接，3号工业机(3)和4号工业机(4)用NET网络与副司钻CPU(7)相连接，主司钻CPU(5)与副司钻CPU(7)用连接网络耦合器(6)相连接，主司钻CPU(5)通过BUSl分别与主司钻I号网络耦合器(8)、主司钻2号网络耦合器(9)、主司钻3号网络耦合器(10)、主司钻4号网络耦合器(22)和阀岛远程站(17)相连接，主司钻I号网络耦合器(8)与主机控制器(14)相连接，主司钻2号网络耦合器(9)与顶驱控制器(15)相连接，主司钻3号网络耦合器(10)与仪表控制器(16)相连接，主司钻4号网络耦合器(22)与自动送钻控制器(21)相连接，副司钻CPU(7)通过BUS2分别与副司钻I号网络耦合器(11)、副司钻2号网络耦合器(12)和副司钻3号网络耦合器(13)相连接，副司钻I号网络耦合器(11)与猫道控制器(18)相连接，副司钻2号网络耦合器(12)与排管控制器(19)相连接，副司钻3号网络耦合器(13)与铁钻工控制器(20)相连接，所述集成控制装置在主司钻控制板(56)的印刷电路上分别装有:主司钻CPU(5)、主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻数字输入模块(31)、主司钻数字输出模块(32)、主司钻I号数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)和主司钻4号数字输出输入模块(59)，主司钻CPU(5)分别与主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻数字输入模块(31)、主司钻数字输出模块(32)、主司钻I号数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)和主司钻4号数字输出输入模块(59)，主司钻CPU (5)分别与主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻I号数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)和主司钻4号数字输出输入模块(59)相连接，副司钻控制板(57)的印刷电路上分别装有:副司钻CPU(7)、副司钻模拟输入模块(40)、副司钻模拟输出模块(41)、副司钻数字输入模块(42)、副司钻数字输出模块(43)、副司钻I号数字输出输入模块(48)、副司钻2号数字输出输入模块(44)和副司钻3号数字输出输入模块(45)，副司钻CPU(7)分别与副司钻模拟输出模块(41)、副司钻数字输入模块(42)、副司钻数字输出模块(43)、副司钻I号数字输出输入模块(48)、副司钻2号数字输出输入模块(44)和副司钻3号数字输出输入模块(45)相连接。2.—种钻井操作流程集成控制装置，包括主司钻CPU(5)、主司钻控制板(56)、副司钻控制板(57)、绞车手柄(23)、盘刹手柄(24)、主司钻操作面板(25)、主司钻报警、显示装置(26)、吊卡卡瓦装置(27)、电子防碰装置(28)、主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻数字输入模块(31)、主司钻输出模块(30)、主司钻数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)、主司钻4号数字输出输入模块(59)、电子刹车装置(58)、排管抓管手柄(36)、排管导向手柄(37)、副司钻操作面板(38)、副司钻报警、显示装置(39)、副司钻模拟输入模块(40)、副司钻模拟输出模块(41)、副司钻数字输入模块(42)、副司钻数字输出模块(43)、副司钻2号数字输出输入模块(44)、副司钻3号输出输入模块(45)、动力鼠洞装置(46)、扶正机械手装置(47)和副司钻I号数字输出输入模块(48)，其特征在于:所述集成控制装置在主司钻控制板(56)的印刷电路上分别装有:主司钻CPU(5)、主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻数字输入模块(31 )、主司钻数字输出模块(32 )、主司钻I号数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)和主司钻4号数字输出输入模块(59)，主司钻CPU(5)分别与主司钻模拟输入模块(29)、主司钻模拟输出模块(30)、主司钻I号数字输出输入模块(33)、主司钻2号数字输出输入模块(34)、主司钻3号数字输出输入模块(35)和主司钻4号数字输出输入模块(59)相连接，副司钻控制板(57)的印刷电路上分别装有:副司钻CPU(7)、副司钻t旲拟输入t旲块(40)、副司钻t旲拟输出t旲块(41)、副司钻数字输入模块(42)、副司钻数字输出模块(43)、副司钻I号数字输出输入模块(48)、副司钻2号数字输出输入模块(44)和副司钻3号数字输出输入模块(45)，副司钻CPU(7)分别与副司钻模拟输出模块(41)、副司钻数字输入模块(42)、副司钻数字输出模块(43)、副司钻I号数字输出输入模块(48)、副司钻2号数字输出输入模块(44)和副司钻3号数字输出输入模块(45)相连接。3.根据权利要求2所述的钻井操作流程集成控制装置，其特征在于:所述的主司钻模拟输入模块(29)与绞车手柄(23)相连接，主司钻模拟输出模块(30)与盘刹手柄(24)相连接，主司钻数字输入模块(31)与主司钻操作面板(25)相连接，主司钻数字输出模块(32)与主司钻报警、显示装置(26)相连接，主司钻2号数字输出输入模块(34)与电子防碰装置(28)相连接，主司钻3号数字输出输入模块(35)与吊卡卡瓦装置(27)相连接，主司钻4号数字输出输入模块(59)与电子刹车装置(58)相连接。4.根据权利要求2所述的钻井操作流程集成控制装置，其特征在于:所述的副司钻模拟输入模块(40)与排管抓管手柄(36)相连接，副司钻模拟输出模块(41)与排管导向手柄(37)相连接，副司钻数字输入模块(42)与副司钻操作面板(38)相连接，副司钻数字输出模块(43)与副司钻报警、显示装置(39)相连接，副司钻2号数字输出输入模块(44)与动力鼠洞装置(46)相连接，副司钻3号数字输出输入模块(45)与扶正机械手装置(47)相连接。5.根据权利要求2所述的钻井操作流程集成控制装置，其特征在于:所述的主司钻CPU(5)通过主司钻I号数字输出输入模块(33)经副司钻I号数字输出输入模块(48)与副司钻CPU( 7)相连接。
【文档编号】E21B44/00GK205532565SQ201620144692
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】马伟, 刘洪亮, 陈健, 许贞文, 李勇
【申请人】中石化石油工程机械有限公司第四机械厂