CN101182755B - 一种井下水平钻孔机分布控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田应用技术领域，属于一种实时监测的井下水平钻孔机分布控制方法及其装置。本发明解决了现有的控制方法及控制装置不能实时更新、传输距离长、通讯信号不稳定及测控装置尺寸过大，无法在井下水平钻孔机中使用的问题。本发明的控制装置由地面部分(A)和井下部分(B)组成，其中上位控制计算机(1)、中间通讯(2)、供电控制装置(3)、控制装置(5)、传感器(6)、执行器(7)是通过电源线(4)相连接的，地面部分(A)与井下部分(B)也是通过电源线(4)相连接的，该分布控制方法主要是通过电源线(4)以载波的方式进行通讯传输的。本发明具有很高的控制实时性和稳定性等优点。

Description

一种井下水平钻孔机分布控制方法

技术领域：

本发明涉及油田应用技术领域，属于一种实时监测的井下水平钻孔机分布控制方法。

背景技术：

目前，测控装置广泛应用于航天、水电、发电、机电、通讯技术等领域，井下水平钻孔技术也需要一套测控装置，但是由于现有的测控装置尺寸过大，并且其控制方法也比较复杂，不能满足井下水平钻孔机的需要。因此，发明了一种井水平钻孔机专用的分布式多级控制装置及其方法，这套装置实现了小型化，可以满足井下水平钻孔机的需要，目前还没有分布式多级控制装置及其方法。

发明内容：本发明的目的就是为了满足井下水平钻孔机的作业要求，设计了一种井下水平钻孔机分布控制方法，该方法达到能实时更新、传输距离长及通讯信号稳定的目的；实施该方法的井下水平钻孔机分布控制装置也实现了该装置小型化需要的目的。

一种井下水平钻孔机分布控制方法，它是通过以下装置来实现的：装置由地面部分A和井下部分B组成，其中地面部分A由上位控制计算机、中间通讯、供电控制装置和电源线组成，井下部分B由电源线、下位嵌入式测量和控制装置、传感器、执行器组成，其中上位控制计算机与中间通讯之间通过电源线相连接，中间通讯与供电控制装置也是通过电源线相连接；下位嵌入式测量和控制装置与传感器通过电源线相连接，传感器与执行器也是通过电源线相连接；地面部分A与井下部分B也是通过电源线相连接的；它是通过以下步骤来实现的：

a、首先将井下部分的下位嵌入式测量和控制装置、传感器、执行器安装到井下水平钻孔机中，并将井下水平钻孔机下到预定深度；

b、利用工作在地面部分A的上位控制计算机发出控制信号，通过中间通讯和供电控制装置分析处理后，通过电源线以载波的方式传给井下部分B的下位嵌入式测量和控制装置；

c、下位嵌入式测量和控制装置将信号进行放大，通过电源线以数据通讯的方式传给传感器和执行器；

d、传感器和执行器将采集到的拉压力、扭矩、钻进位置、温度、转速、步进速度、位移参数，再通过电源线反馈给下位嵌入式测量和控制装置；

e、下位嵌入式测量和控制装置将收集到的反馈信号通过电源线以载波的形式传给地面部分A的中间通讯和供电控制装置；

f、中间通讯和供电控制装置将载波信号分析、处理、解调后，通过电源线传给上位控制计算机；

g、上位控制计算机将信号以图形画面的形式反映出来，根据所得到的参数继续发出控制信号，对井下部分B进行控制与监测，并且重复步骤b～g；

h、最后根据上位控制计算机反映的图形画面来判断执行器的钻进位移量，直到执行器的钻孔深度达到设计要求后为止。

本发明和已有技术相比具有以下优点：

1)、在地面可以进行实时监测与控制，并可以实时更新。

2)、下位嵌入式测量和控制装置、传感器和执行器同时安装在井下，彼此之间的连线短，避免长距离传输信号的衰减，传递的通信信号具有很高的实时性和稳定性；

附图说明：图1为井下水平钻孔机分布控制装置框图。

具体实施方式：以下结合附图1对本发明作进一步祥述：一种井下水平钻孔机分布控制方法，它是通过以下装置来实现的：装置由地面部分A和井下部分B组成，其中地面部分A由上位控制计算机1、中间通讯2、供电控制装置3和电源线4组成，井下部分B由电源线4、下位嵌入式测量和控制装置5、传感器6、执行器7组成，其中上位控制计算机1与中间通讯2之间通过电源线4相连接，中间通讯2与供电控制装置3也是通过电源线4相连接；下位嵌入式测量和控制装置5与传感器6通过电源线4相连接，传感器6与执行器7也是通过电源线4相连接；地面部分A与井下部分B也是通过电源线4相连接的；它是通过以下步骤来实现的：

a、首先将井下部分的下位嵌入式测量和控制装置5、传感器6、执行器7安装到井下水平钻孔机中，并将井下水平钻孔机下到预定深度；

b、利用工作在地面部分A的上位控制计算机1发出控制信号，通过中间通讯2和供电控制装置3分析处理后，通过电源线4以载波的方式传给井下部分B的下位嵌入式测量和控制装置5；

c、下位嵌入式测量和控制装置5将信号进行放大，通过电源线4以数据通讯的方式传给传感器6和执行器7；

d、传感器6和执行器7将采集到的拉压力、扭矩、钻进位置、温度、转速、步进速度、位移参数，再通过电源线4反馈给下位嵌入式测量和控制装置5；

e、下位嵌入式测量和控制装置5将收集到的反馈信号通过电源线4以载波的形式传给地面部分A的中间通讯2和供电控制装置3；

f、中间通讯2和供电控制装置3将载波信号分析、处理、解调后，通过电源线4传给上位控制计算机1；

g、上位控制计算机1将信号以图形画面的形式反映出来，根据所得到的参数继续发出控制信号，对井下部分B进行控制与监测，并且重复步骤b～g；

h、最后根据上位控制计算机1反映的图形画面来判断执行器7的钻进位移量，直到执行器7的钻孔深度达到设计要求后为止。

Claims (1)

1.一种井下水平钻孔机分布控制方法，其特征在于：它是通过以下装置来实现的：装置由地面部分(A)和井下部分(B)组成，其中地面部分(A)由上位控制计算机(1)、中间通讯(2)、供电控制装置(3)和电源线(4)组成，井下部分B由电源线(4)、下位嵌入式测量和控制装置(5)、传感器(6)、执行器(7)组成，其中上位控制计算机(1)与中间通讯(2)之间通过电源线(4)相连接，中间通讯(2)与供电控制装置(3)也是通过电源线(4)相连接；下位嵌入式测量和控制装置(5)与传感器(6)通过电源线(4)相连接，传感器(6)与执行器(7)也是通过电源线(4)相连接；地面部分(A)与井下部分(B)也是通过电源线(4)相连接的；它是通过以下步骤来实现的：

a、首先将井下部分的下位嵌入式测量和控制装置(5)、传感器(6)、执行器(7)安装到井下水平钻孔机中，并将井下水平钻孔机下到预定深度；

b、利用工作在地面部分(A)的上位控制计算机(1)发出控制信号，通过中间通讯(2)和供电控制装置(3)分析处理后，通过电源线(4)以载波的方式传给井下部分(B)的下位嵌入式测量和控制装置(5)；

c、下位嵌入式测量和控制装置(5)将信号进行放大，通过电源线(4)以数据通讯的方式传给传感器(6)和执行器(7)；

d、传感器(6)和执行器(7)将采集到的拉压力、扭矩、钻进位置、温度、转速、步进速度、位移参数，再通过电源线(4)反馈给下位嵌入式测量和控制装置(5)；

e、下位嵌入式测量和控制装置(5)将收集到的反馈信号通过电源线(4)以载波的形式传给地面部分(A)的中间通讯(2)和供电控制装置(3)；

f、中间通讯(2)和供电控制装置(3)将载波信号分析、处理、解调后，通过电源线(4)传给上位控制计算机(1)；

g、上位控制计算机(1)将信号以图形画面的形式反映出来，根据所得到的参数继续发出控制信号，对井下部分(B)进行控制与监测，并且重复步骤b～g；

h、最后根据上位控制计算机(1)反映的图形画面来判断执行器(7)的钻进位移量，直到执行器(7)的钻孔深度达到设计要求后为止。

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