装置及其智能防护系统的运用，不仅降低了劳动强度，使设备控制更加统一化和集约化，而且有利于提高钻井时效。系统的自动记录功能保证了原始资料的真实、可靠，进一步提高了人员操作和设备运转的可追溯性，十分方便对作业中存在的问题进行数据分析，也可为后续的钻井生产提供分析依据。该系统设计可以包括6大功能:钻井栗栗压防护功能；游车防碰、防顿、防溜功能；溢流与井漏实时监视与定性判断功能；智能式自动灌楽功能；钻井参数及曲线实时显示功能；历史数据查询与下载功能。主要技术指标达到或超过国内现行SY/T系列标准，核心技术指标达到世界领先水平。
[0076]6、本实用新型钻井安全监控与防护装置及其智能防护系统，安全、节能与环保。采用先进、成熟、可靠的工艺和设备，提高了系统的本质安全性。系统自身不产生安全隐患，系统故障时不影响钻机原有安全防护设施作用的发挥；不仅可以提升钻井工作的本质安全水平，更能够节约能源、降低能耗，而且该系统的实施无三废的产生和排放。具有较好的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0077]图1是本实用新型钻井安全监控与防护装置(系统)方框结构示意图；
[0078]图2是本实用新型钻井安全监控与智能防护系统整体结构示意图之一；
[0079]图3是本实用新型钻井安全监控与智能防护系统整体结构示意图之二；
[0080]图4是电控式栗压防护机构的配置结构示意图之一；
[0081]图5是电控式栗压防护机构的配置结构示意图之二 ；
[0082]图6是本发明钻井安全监控与智能防护系统游车防护机构结构示意图；
[0083]图7是电控式栗压防护机构电控式钻井栗的控制方法示意图。
[0084]图中各标号代表意义分别为:
[0085]1、悬重传感器，2、溢流口液位传感器，3、液位传感器，4、压力传感器，5、绞车传感器，6、立管，7、绞车滚筒，8、灌浆阀，9、泄压阀，10、钻井栗，11、离合，12、高压阀，13、低压阀，14、三通阀，15、灌浆栗，16、灌浆栗控制柜，17、游车防护电磁阀，18、栗压防护电磁阀，19、泄压防护电磁阀，20、钻井栗离合器控制开关；图7中:标号21表示钻井栗手轮调节开关，22表示2选I转换开关，23表示变频控制器，24表示变频电机。
【具体实施方式】
[0086]下面通过【具体实施方式】，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0087]实施例1
[0088]参见图1、图2或图3，本实用新型钻井安全监控与防护装置，包括数据采集单元、控制处理单元、安全防护执行单元，所述控制处理单元包括PLC以及工控机，所述PLC通过串口与工控机连接，数据采集单元的各类传感器对现场作业数据实时采集后通过AD模块转换后传输给PLC及工控机，工控机按照事先设定的程序判断是否采取安全防护措施，并通过PLC启动安全防护执行单元，所述安全防护执行单元包括电控式栗压防护机构以及游车防护机构，对应的数据采集单元的配置包括:安装在立管6 (图2)或泥浆栗10 (图3)上的压力传感器4 ;安装在绞车滚筒7的导气龙头上的绞车传感器5 ;安装在死绳固定器上的悬重传感器I ;所述压力传感器、绞车传感器、悬重传感器输出信号连接到PLC ;所述PLC设有对应的输出端口分别控制连接所述电控式栗压防护机构以及游车防护机构。
[0089]所述控制处理单元的PLC以及工控机安装在主控制柜内，与主控制柜连接设有灌浆栗控制柜以及电气控制柜，分别控制连接所述电控式栗压防护机构以及多功能游车防护机构。
[0090]实施例2
[0091]参见图1、图2或图3、图4。本实施例的钻井安全监控与防护装置，与实施例1的不同之处在于:电控式栗压防护机构的配置如下:
[0092]I)在高压管线的灌浆阀或低压回水阀的下游安装一个常闭式气动阀；
[0093]2)对于机械式钻井栗，钻井栗控制开关之间的气路上安装常开式栗压防护电磁阀18，所述栗压防护电磁阀18采用两位五通电磁阀，所述栗压防护电磁阀18的进口 P与控制气源相连，所述栗压防护电磁阀18的常开式出口 A分成两路，一路与钻井栗手动开关阀的进口气路连接，另一路与气动阀的关闭接口连接；所述栗压防护电磁阀18的常闭式出口 B与气动阀的启动接口连接；
[0094]3)所述栗压防护电磁阀的控制电路连接PLC的控制输出端口。
[0095]如图7所示，对于电控式钻井栗，在电动钻井栗的变频控制器与其控制转换开关之间安装模拟信号源，所述模拟信号源输出信号通过所述转换开关连接变频控制器的控制信号输入端，所述模拟信号源受控连接所述PLC。
[0096]其中，钻井栗手轮调节开关21的作用类似于一个可调电阻器，接入系统后，通过AD模块可以测试出可调电阻器不同的电压值(例如:0-10V)，同时，AD模块实时监测压力传感器4的压力值，当压力值小于设定值时，PLC通过控制YO使单刀双掷开关(2选I转换开关22)打到I处，由手轮调节开关21通过调节电压来控制变频电机24的功率。此时AD模块实时监测手轮调节开关的电压值和压力传感器检测的压力值。当压力值大于设定值时，PLC通过控制YO使单刀双掷开关打到2处，并且把AD模块实时监测到的手轮调节开关的某一个电压值，通过DA模块发送给变频控制器23的控制器，和控制器的一个数值形成一对一的关系。例如，手轮调节是2.5V，那么就通过DA模块给变频控制器发送一个130的值(假设2.5V对应变频器给定值130)，并且在设定的时间内，PLC通过给变频控制器不同的数值，达到控制变频电机24的功率，并使其功率最小。若压力值恢复到设定值以下时，只有当PLC检测到手轮调节开关的某一个电压值符合程序设定的要求时，PLC方可通过控制YO使单刀双掷开关(2选I转换开关22)恢复到I处。
[0097]图2中，压力传感器4(采集栗压)安装在立管6的上部，泄压阀9安装在灌浆管道中；图3中栗压传感器(压力传感器4)安装在钻井栗上栗压表的上游、泄压阀9安装在低压回水阀的下游。
[0098]实施例3
[0099]参见图1、图2或图3、图5。本实施例的钻井安全监控与防护装置，与实施例2的不同之处在于:电控式栗压防护机构的配置如下:
[0100]对于机械式钻井栗，在钻井栗手动开关阀的出口气路上安装常开式栗压防护电磁阀18，所述栗压防护电磁阀18采用两位五通电磁阀，所述栗压防护电磁阀18的进口 P与钻井栗手动开关阀的出口相连，所述栗压防护电磁阀18的常开式出口 A与钻井栗控制气路相连，常闭式出口 B堵住；在控制气源与泄压阀控制气路接口之间安装常开式泄压防护电磁阀19，所述泄压防护电磁阀19采用两位五通电磁阀，所述泄压防护电磁阀19的进口 P与气源相连，泄压防护电磁阀19的常开式出口 A与气动阀的关闭接口连接，泄压防护电磁阀19的常闭式出口 B与气动阀的启动接口连接；所述栗压防护电磁阀18和泄压防护电磁阀19的控制电路连接PLC的控制输出端口。
[0101]实施例4
[0102]参见图1?图6，本实施例的钻井安全监控与防护装置，与实施例2或实施例3的不同之处在于:进一步公开了一种多功能游车防护机构的具体结构。
[0103]所述多功能游车防护机构的配置如下:
[0104]I)在总离合、高低速的开关控制气路上安装一个常开式游车防护电磁阀，所述游车防护电磁阀采用两位五通电磁阀，所述游车防护电磁阀的进口 P与控制气源相连，所述游车防护电磁阀的常开式出口 A与总离合、高低速的开关控制气路连接，所述游车防护电磁阀的常闭式出口 B与绞车刹车气缸的控制气路连接；
[0105]2)所述游车防护电磁阀的控制电路连接PLC的控制输出端口。
[0106]实施例5
[0107]参见图1?图6。本实施例的钻井安全监控与防护装置，与实施例3的不同之处在于:所述安全防护执行单元包括与灌浆栗配套设置的灌浆控制机构，所述灌浆控制机构及数据采集单元的配置如下:
[0108]I)在喇叭口上安装溢流口液位传感器；所述溢流口液位传感器输出信号连接到PLC ；
[0109]2)在低压回水管线与泥浆罐罐面管网的连接处，安装一个三通转换阀，所述三通转换阀的P-A通道连接低压回水管线与泥浆罐罐面管网，所述三通转换阀的P-B通道连接低压回水管线与灌浆栗；
[0110]3)所述PLC设有控制输出端口连接灌浆栗控制电路，所述浆栗控制电路控制连接所述三通转换阀及灌浆栗。
[0111]实施例6
[0112]参见图1?图6，本实施例的钻井安全监控与防护装置，与前述各实施例的不同之处在于:所述安全防护执行单元包括溢流与井漏监视机构，所述溢流与井漏监视机构及数据采集单元配置如下:
[0113]I)在喇叭口上安装溢流口液位传感器，所述溢流口液位传感器输出信号连接到PLC ；
[0114]2)超限报警电路；
[0115]3)所述超限报警电路受控连接PLC的控制输出端口。
[0116]溢流与井漏的监视方法:喇叭口内的液位高于溢流口底边时液位传感器指示灯亮，低于溢流口底边时液位传感器指示灯不亮。
[0117]①起钻时，若未灌浆而溢流口传感器指示灯亮，表示有溢流发生；灌浆时灌浆量小于排代量，溢流口传感器指示灯亮，也表示有溢流发生；若未起出立柱而液位传感器无信号，表示有井漏发生；或在灌浆时灌浆量大于排代量，液位传感器指示灯仍然不亮，也表示有井漏发生。
[0118]②下钻时，溢流口传感器指示灯不亮，表示有井漏发生；若溢流口传感器指示灯长亮不灭，表示有溢流发生。
[0119]③接单根时若溢流口传感器指示灯亮，表示有溢流发生；若液位传感器无信号，表示有井漏发生。
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