CN105201421A - 油田修井作业扶正手控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田修井作业扶正手控制系统，解决了现有技术中平台机械手井口对扣不能精确完成的问题。该油田修井作业扶正手控制系统包括如下步骤：1)扶正手初始化；2)手动信号检测；3)推单根选择；4)起钻选择；5)扶正手打开伸出到井口位置，扶正手检测到油管，扶正手闭合，给平台机械手缩回信号，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束；6)扶正手打开伸出到举升机位置，当扶正手检测到缩回信号时，扶正手缩回，主程序结束；7)扶正手打开伸出到举升机位置，扶正手检测到油管，扶正手缩回到一定位置闭合，继续缩回到井口位置，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束。

Description

油田修井作业扶正手控制系统

技术领域

本发明涉及石油油田修井作业设备技术领域，尤其是指一种能够提高工作效率及工作安全性的扶正手控制系统。

背景技术

修井作业，指的是石油钻井以及后续油井维护的一种作业，为了确保油井能顺利使用，而采取的维护和保养措施。修井作业的特点是工程难度大，技术要求高，必须用大型的修井设备，并配备大修钻杆、大修转盘等专用设备工具才能开展工作。现有技术中的修井作业，最常见的工作内容包括起钻和下钻。起钻，顾名思义，就是将井下的钻具(例如油管)从井眼内起出来；下钻，顾名思义，就是将钻具下放到井眼内。

一般情况下，油田修井作业中经常遇到的是下钻时油管的扶正工作以及推单根时的上下钻工作。这两种工作需要搬运的油管数量多，人工作业劳动强度大，危险性高，目前只能利用人工操作平台机械手完成，但是由于平台机械手工作过程中受到外力大，而且外力方向不能确定，导致平台机械手井口对扣不能精确完成。

发明内容

本发明提出一种油田修井作业扶正手控制系统，解决了现有技术中平台机械手井口对扣不能精确完成的问题，同时在修井推单根作业将油管从举升机搬运到井口位置时，还能够辅助自动吊卡进入和脱离油管母扣。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：油田修井作业扶正手控制系统，包括如下步骤：

1)扶正手初始化，包括扶正手回到零位及扶正手运行参数置零；

2)手动信号检测，若检测到手动信号，则扶正手进行手动操作，否则执行步骤3)；

3)推单根选择，若检测到肯定信号，则执行步骤4)，否则执行步骤5)；

4)起钻选择，若检测到肯定信号，则执行步骤6)，否则执行步骤7)；

5)扶正手打开伸出到井口位置，扶正手检测到油管，扶正手闭合，给平台机械手缩回信号，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束；

6)扶正手打开伸出到举升机位置，当扶正手检测到缩回信号时，扶正手缩回，主程序结束；

7)扶正手打开伸出到举升机位置，扶正手检测到油管，扶正手缩回到一定位置闭合，继续缩回到井口位置，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束。

优选的，所述扶正手的位置由丝杠控制，所述丝杠由伺服电机驱动，所述伺服电机由PLC控制伺服驱动器进行控制。

优选的，所述扶正手的零位由电气定位和机械定位控制。

本发明在采用了上述技术方案后的有益效果是：进行油管下钻时，当平台机械手将油管搬运至井口附近时，油管先放入扶正手内，由扶正手引导放入井口油管母扣内，即步骤5)。进行推单根作业时，起钻时扶正手将油管推到举升机上，即步骤6)，下钻时扶正手从举升机处引导油管至井口位置，完成对扣，即步骤7)。

使用PLC控制伺服驱动器，通过伺服驱器动驱动伺服电机，伺服电机直接驱动丝杠控制扶正手位置，同时扶正手零位除了电气定位外增加机械定位，确保扶正手零位不变，伸出使用PLC运动控制功能，保证每次伸出距离不变，通过上述措施确保扶正手精度，使扶正手每次都可以十分准确的对正井口。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1为本发明的流程示意图；

具体实施方式

如图1所示，为本发明油田修井作业扶正手控制系统的流程示意图，该示意图包括下钻时油管的扶正工作以及推单根时的上下钻工作，其主要通过PLC控制伺服驱动器，伺服驱动器控制伺服电机，伺服电机控制丝杠，丝杠控制扶正手的位置，最终由扶正手完成下钻石油管的扶正以及推单根时油管的上下钻工作。这种结构能够保证扶正手每次的伸出距离不变，而且本发明还在传统的电气定位基础上增加了机械定位，以确保扶正手零位的精度，使扶正手每次都可以十分准确的对正井口。

本发明的流程主要包括如下步骤：

1)扶正手初始化，包括扶正手回到零位及扶正手运行参数置零；

2)手动信号检测，若检测到手动信号，则扶正手进行手动操作，否则执行步骤3)；

3)推单根选择，若检测到肯定信号，则执行步骤4)，否则执行步骤5)；

4)起钻选择，若检测到肯定信号，则执行步骤6)，否则执行步骤7)；

5)扶正手打开伸出到井口位置，扶正手检测到油管，扶正手闭合，给平台机械手缩回信号，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束；

6)扶正手打开伸出到举升机位置，当扶正手检测到缩回信号时，扶正手缩回，主程序结束；

7)扶正手打开伸出到举升机位置，扶正手检测到油管，扶正手缩回到一定位置闭合，继续缩回到井口位置，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束。

步骤5)即为下钻时油管的扶正工作流程，此流程中，扶正手与平台机械手联动，下钻时平台机械手在取管时给扶正手发送一个信号，扶正手伸出到井口位置，平台机械手把油管搬运到井口位置，并且放入到扶正手内，扶正手闭合后给平台机械手信号，平台机械手打开缩回，扶正手等待司钻把油管放入母扣后给一个信号，扶正手打开缩回等待下一次执行。

步骤6)即为推单根时的起钻流程，此流程中，给扶正手一个信号，扶正手伸出把油管推到举升机处，油管放下后给扶正手信号，扶正手缩回等待下一次执行。

步骤7)即为推单根时的下钻流程，此流程中，扶正手伸出到举升机位置等待油管，当检测到油管后，扶正手缩回，缩回到一定位置扶正手闭合，然后继续缩回到井口位置，扶正手等待司钻把油管放入母扣后给一个信号，扶正手打开缩回等待下一次执行。

另外，当自动吊卡需要进入油管母扣时，司钻给扶正手信号，扶正手伸出抓住自动吊卡将其拉回，同时司钻将滑车放下到合适高度，司钻给信号，扶正手松开自动吊卡，自动吊卡进入油管母扣闭合；当自动吊卡需要脱离油管母扣时，司钻给扶正手信号，扶正手伸出抓住自动吊卡，并给自动吊卡信号让其打开，司钻再给扶正手信号，扶正手将自动吊卡拉回脱离油管母扣。

本发明的油田修井作业扶正手控制系统能够辅助平台机械手完成对扣工作，同时扶正手在小修作业中还可以用于推单根，起钻时扶正手将油管推到举升机上，下钻时扶正手从举升机处引导油管至井口位置，对扣。在修井作业中把危险与劳动强度大的工作由机械手代替工人完成，增加了工作效率，保护了工人安全。

本发明不局限于上述具体实施方式，一切基于本发明的技术构思，所作出的结构上的改进，均落入本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.油田修井作业扶正手控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

1)扶正手初始化，包括扶正手回到零位及扶正手运行参数置零；

2)手动信号检测，若检测到手动信号，则扶正手进行手动操作，否则执行步骤3)；

3)推单根选择，若检测到肯定信号，则执行步骤4)，否则执行步骤5)；

4)起钻选择，若检测到肯定信号，则执行步骤6)，否则执行步骤7)；

5)扶正手打开伸出到井口位置，扶正手检测到油管，扶正手闭合，给平台机械手缩回信号，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束；

6)扶正手打开伸出到举升机位置，当扶正手检测到缩回信号时，扶正手缩回，主程序结束；

7)扶正手打开伸出到举升机位置，扶正手检测到油管，扶正手缩回到一定位置闭合，继续缩回到井口位置，油管放入母扣，司钻给信号，扶正手打开缩回，主程序结束。

2.如权利要求1所述的油田修井作业扶正手控制系统，其特征在于：所述扶正手的位置由丝杠控制，所述丝杠由伺服电机驱动，所述伺服电机由PLC控制伺服驱动器进行控制。

3.如权利要求1所述的油田修井作业扶正手控制系统，其特征在于：所述扶正手的零位由电气定位和机械定位控制。