具有多种控制模式的铁钻工控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有多种控制模式的铁钻工控制系统，包括在铁钻工控制箱中安装有PLC控制器、无线接收器、本地控制继电器和远程控制继电器，铁钻工控制箱外表面的外置天线与无线遥控盒通过无线通信对应连接，该外置天线与无线接收器连接，无线接收器输出端与PLC控制器一个输入端连接，PLC控制器另一个输入端与外部的集成司钻操作终端连接，本地控制继电器输入端与外部的就近移动操作台连接，PLC控制器输出端与远程控制继电器输入端连接，远程控制继电器的输出端和本地控制继电器的输出端与液压阀组连接。本实用新型的四种控制方式互为备用，可靠性好。
【专利说明】
具有多种控制模式的铁钻工控制系统
技术领域
[0001]本实用新型属于石油钻采设备控制技术领域，涉及一种具有多种控制模式的铁钻工te制系统。
【背景技术】
[0002]在石油钻井中，特别是钻杆在起下钻和建立立根作业中，传统的钻杆上卸扣装置操作依靠人工在井口操作，劳动强度大、上卸扣效率低、有一定安全隐患。铁钻工是集机电液于一体的自动化钻井设备，在钻井和修井作业中，本实用新型可使钻工远离井口，减轻钻工的劳动强度。在钻井过程中，当某一种控制出现故障，可以及时切换其他控制方式，提高了上卸扣速度和钻井时效，节约钻井时间，降低钻井成本和事故率。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种具有多种控制模式的铁钻工控制系统，解决了现有技术铁钻工单一的手动就近操作方式存在的效率低、操作不便及安全性差的问题。
[0004]本实用新型采用的技术方案是，一种具有多种控制模式的铁钻工控制系统，包括铁钻工控制箱，在铁钻工控制箱中安装有PLC控制器、无线接收器、本地控制继电器和远程控制继电器，在铁钻工控制箱外表面安装有外置天线，该外置天线与无线遥控盒通过无线通信对应连接，该外置天线通过第一套进出线格兰与无线接收器连接，无线接收器输出端与PLC控制器一个输入端连接，PLC控制器另一个输入端与外部的集成司钻操作终端连接，本地控制继电器输入端与外部的就近移动操作台连接，PLC控制器输出端与远程控制继电器输入端连接，远程控制继电器的输出端和本地控制继电器的输出端通过第二套进出线格兰与液压阀组连接。
[0005]本实用新型的具有多种控制模式的铁钻工控制系统，其特征还在于:
[0006]液压阀组安装于铁钻工本体上，液压阀组中的每一个液压电磁阀本体上均设置有一个液压控制手柄。
[0007]就近移动操作台的支柱采用伸缩结构。
[0008]无线遥控盒采用本安防爆结构。
[0009]集成司钻操作终端设置在远程位置，集成司钻操作终端通过以太网与PLC控制器进行通信连接。
[0010]本实用新型的有益效果是，考虑了所有工况下的控制方式，铁钻工工作时只容许其中的一种控制机构在线，在当前控制机构出现问题时，通过控制箱上的“模式转换开关”及时切换至其他控制机构，各个控制机构按以下优先级依次选择:集成司钻操作终端、无线遥控盒、就近移动操作台的就近控制、液压控制手柄的现场控制，该四种控制方式互为备用，都能实现铁钻工的上卸扣流程，使铁钻工的故障率降为最低，大大提高了上卸扣速度和钻井时效，节约钻井时间，降低钻井成本和事故率。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的多种控制结构示意图；
[0012]图2是本实用新型液压控制手柄的结构示意图；
[0013]图3是本实用新型就近移动操作台的结构示意图。
[0014]图中，1.铁钻工控制箱，2.PLC控制器，3.无线接收器，4.本地控制继电器，5.远程控制继电器，6.液压阀组，7.无线遥控盒(发送器)，8.集成司钻操作终端，9.就近移动操作台，10.进出线格兰，11.接插件，12.电缆，13.液压控制手柄。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0016]参照图1，本实用新型的结构是，包括铁钻工控制箱I，在铁钻工控制箱I中安装有PLC控制器2、无线接收器3、本地控制继电器4和远程控制继电器5，在铁钻工控制箱I外表面安装有外置天线，该外置天线与井口附近的无线遥控盒7 (无线发送器)通过无线通信对应连接，该外置天线通过第一套进出线格兰10与无线接收器3连接，无线接收器3输出端与PLC控制器2—个输入端连接，PLC控制器2另一个输入端通过电缆12以接插件11的连接方式与外部的集成司钻操作终端8的网络端口连接，本地控制继电器4输入端通过电缆12以接插件11的连接方式与外部的就近移动操作台9中的手柄、开关按钮连接，PLC控制器2输出端与远程控制继电器5输入端连接，远程控制继电器5的输出端和本地控制继电器4的输出端通过第二套进出线格兰10与液压阀组6连接。
[0017]如图2所示，液压阀组6安装于铁钻工本体上，液压阀组6中的每一个液压电磁阀本体上均设置有一个液压控制手柄13。
[0018]具体控制过程是:将铁钻工控制箱I上的模式转换开关打到“现场控制”上，工人在井口现场操作液压阀组6对应液压电磁阀上的各个液压控制手柄13，即可对应控制相应的油缸动作，完成铁钻工上卸扣流程。当其他控制机构出现故障无法控制时，利用液压阀组6上的各个液压控制手柄13进行铁钻工的各项控制动作，作为最终的应急措施，保证铁钻工的正常运行。
[0019]如图3所示，就近移动操作台9的支柱采用伸缩结构，可以实现700-1000毫米的高度调节，在就近移动操作台9面板上设置有相应的操作按钮或控制手柄，通过带有接插件11的电缆12与本地控制继电器4驱动连接，不依赖PLC控制器2，本地控制继电器4直接与液压阀组6实现控制连接。
[0020]具体控制过程是:将铁钻工控制箱I上的“模式转换开关”打到“就近控制”上，扳动就近移动操作台9上的各个操作按钮或控制手柄，通过铁钻工控制箱I驱动电源接通触发相应的本地控制继电器4，操作液压阀组6动作，驱动铁钻工油缸动作完成上卸扣流程。
[0021]无线遥控盒7及无线接收器3构成无线遥控设备，无线接收器3安装在铁钻工控制箱I内，通过Prof ibus-DP通讯连接到(西门子)PLC控制器2上。无线遥控盒7采用本安防爆结构，通过操作面板上的控制按钮或开关将无线遥控命令发送至PLC控制器2，PLC控制器2通过内部程序处理，接通远程控制继电器5驱动相应液压阀组6，铁钻工即可自动完成一系列上卸扣流程。
[0022]具体控制过程是:将铁钻工控制箱I上的“模式转换开关”打到“无线遥控”上，打开无线遥控盒7的电源，扳动无线遥控盒7操作面板上的控制按钮或开关，扳动铁钻工自动去井口，即可自动到达井口；扳动自动上扣开关，即可完成上扣功能;扳动自动返回，铁钻工返回至起始位置，与铁钻工的自动控制卸扣流程类似。当在司钻房操作有盲点或司钻房无法操作时，采用无线遥控的控制方式，实现铁钻工的正常运行。
[0023]集成司钻操作终端8设置在远程位置，集成司钻操作终端8通过以太网与PLC控制器2进行通信连接，通过集成司钻操作终端8操作面板上的控制按钮或开关，司钻根据座椅上实体或虚拟按键远程控制铁钻工。
[0024]具体控制过程是:将铁钻工控制箱I上的“模式转换开关”打到“远程控制”上，在集成司钻操作终端8的控制界面中选择“司钻集成控制”，司钻可以通过相应的键盘按钮控制液压阀组6动作，使得铁钻工完成相应上卸扣流程。
[0025]本实用新型铁钻工控制系统，铁钻工所有动作由液压油缸和液压马达驱动，作为铁钻工操作执行机构的液压阀组6，液压阀组6中的各个电磁阀均设置有四种控制机构，SP无线遥控盒7(无线遥控)、集成司钻操作终端8(远程控制)、就近移动操作台9(就近控制)、在液压阀组6上设置的液压控制手柄13(现场控制)，根据需要进行不同控制机构的转换，各自单独实现铁钻工的上、卸扣功能。
[0026]远程控制继电器5依靠PLC程序进行控制，实现无线遥控盒控制和远程司钻控制。这两种控制模式依靠程序设计进行，即可按照相应程序流程设计，使铁钻工自动完成整个上卸扣动作。本地控制继电器4直接通过就近移动操作台9上的按钮开关控制输出，驱动液压阀组6中的各个电磁阀使铁钻工完成相应动作。铁钻工控制箱I按照防爆结构设计，安装在铁钻工本体上，实现一体化运输。
【主权项】
1.一种具有多种控制模式的铁钻工控制系统，其特征在于:包括铁钻工控制箱(I)，在铁钻工控制箱(I)中安装有PLC控制器(2)、无线接收器(3)、本地控制继电器(4)和远程控制继电器(5)， 在铁钻工控制箱(I)外表面安装有外置天线，该外置天线与无线遥控盒(7)通过无线通信对应连接，该外置天线通过第一套进出线格兰(10)与无线接收器(3)连接，无线接收器(3)输出端与PLC控制器(2) 一个输入端连接，PLC控制器(2)另一个输入端与外部的集成司钻操作终端(8)连接，本地控制继电器(4)输入端与外部的就近移动操作台(9)连接，PLC控制器(2)输出端与远程控制继电器(5)输入端连接，远程控制继电器(5)的输出端和本地控制继电器(4)的输出端通过第二套进出线格兰(10)与液压阀组(6)连接。2.根据权利要求1所述的具有多种控制模式的铁钻工控制系统，其特征在于:所述的液压阀组(6)安装于铁钻工本体上，液压阀组(6)中的每一个液压电磁阀本体上均设置有一个液压控制手柄(13)。3.根据权利要求1所述的具有多种控制模式的铁钻工控制系统，其特征在于:所述的就近移动操作台(9)的支柱采用伸缩结构。4.根据权利要求1所述的具有多种控制模式的铁钻工控制系统，其特征在于:所述的无线遥控盒(7)采用本安防爆结构。5.根据权利要求1所述的具有多种控制模式的铁钻工控制系统，其特征在于:所述的集成司钻操作终端(8)设置在远程位置，集成司钻操作终端(8)通过以太网与PLC控制器(2)进行通信连接。
【文档编号】E21B44/00GK205677601SQ201620587292
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日 公开号201620587292.8, CN 201620587292, CN 205677601 U, CN 205677601U, CN-U-205677601, CN201620587292, CN201620587292.8, CN205677601 U, CN205677601U
【发明人】罗磊, 于兴军, 张鹏飞, 梁卫斌, 朱永庆
【申请人】宝鸡石油机械有限责任公司