一种钻井操作流程集成控制的系统及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明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]本发明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，本发明的技术方案为:
一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、自动送钻控制器和主司钻4号网络耦合器，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BUSI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。
[0005]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。
[0006]—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(DODI)模块、主司钻4号数字输入输出(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(D0DI)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(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_吴拟输入(Al )_吴块、副司钻_吴拟输出(AO)I^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(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、gU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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009 ]所述的主司钻CPU通过主司钻I号数字输出输入(DODI)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。
[0010]本发明的积极效果为:
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； 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；
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；
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】
[0011 ]图1、钻井操作流程集成控制系统连接框图；
图2、钻井操作流程集成控制装置连接框图；
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