CN109072689A - 司钻控制站 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
一种用于监测和控制钻机上的子系统的工作站系统，所述系统包括：第一工作站凹室和第二工作站凹室，其定位在钻机台附近，以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供直接视线以控制钻机子系统，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室中的每一个包括：操作者椅；用于控制所述至少一个第一钻机子系统的多个控制装置；所述至少一个第一钻机子系统的图形表示的至少一个显示器。
Description
优先权声明
本申请要求2016年4月29日提交的美国临时申请号62/329,685的优先权。
技术领域
本公开涉及用于控制钻机子系统的系统和方法，其中两个工作站凹室定位在钻机台附近以提供通向受控子系统的直接视线。
背景技术
用于在地下钻井的钻井系统(诸如钻机)通常具有允许司钻或操作者在钻井操作期间管理和控制各种钻井子系统的控制装置。
US 6,629,572示出用于在钻机上使用的包括集成控制和信息的现有技术操作者工作站。钻机系统包括定位在钻机附近的人机工作站接口，其用于向基本上处于一个位置的单个操作者提供对钻机过程的同时操作访问。工作站包括可调整底座和在底座上形成的操作者凹室，在所述操作者凹室中操作者被定位从而允许钻机的基本上无障碍的视野。可调整前臂支撑板在操作者凹室的相对侧上形成以用于在定位在凹室中时支撑操作者的前臂。至少一个显示单元可调整地连接到基座并且具有适于允许操作者监测和控制钻机过程的触摸访问屏。多个离散的手动控制装置用于控制预定钻机过程，其中至少一个离散手动控制装置定位在前臂支撑板上。优选地，操作者椅定位在凹室中并可滑动地连接到基座，从而允许工作站的就座和站立操作。来自多个相关钻井设备的数据与来自当前钻井过程的数据集成，以便在面向过程的基础上向操作者提供所述显示单元上显示的数据。
发明内容
根据本公开的教导，减轻了与现有钻机控制系统相关的缺点和问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于监测和控制钻机上的子系统的工作站系统，所述系统包括：第一工作站凹室，其位于钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于被所述第一工作站控制的至少一个第一钻机子系统直接视线，所述第一工作站凹室包括：操作者椅；多个控制装置，其用于控制所述至少一个第一钻机子系统；所述至少一个第一钻机子系统的图形表示的至少一个显示器；以及第二工作站凹室，其位于钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于被所述第二工作站控制的至少一个第二钻机子系统直接视线，所述第二工作站凹室包括：操作者椅；多个控制装置，其用于控制所述至少一个第二钻机子系统；所述至少一个第二钻机子系统的图形表示的至少一个显示器。
本发明的另一方面提供了一种用于监测和控制钻机上的子系统的过程，所述过程包括：将第一工作站凹室定位在钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于至少一个第一钻机子系统的直接视线；通过所述第一工作站控制所述至少一个第一钻机子系统；将第二工作站凹室定位在钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于至少一个第二钻机子系统的直接视线；以及通过所述第二工作站控制所述至少一个第二钻机子系统。
附图说明
结合附图参考以下描述可以获得对本发明的实施方案的更完整的理解，在附图中相同的参考数字指示相同的特征。
图1是钻机的透视图，其中工作站壳体定位在钻台附近。
图2是图1的钻机的透视图，其中标识了子系统部件。
图3A示出具有两个工作站凹室的工作站壳体的外部透视图。
图3B是图3A的工作站壳体的顶视图。
图3C是图3A的工作站壳体的后端视图。
图3D是图3A的工作站壳体的侧视图。
图3E是图3A的工作站壳体的前端视图。
图3F是在截面A处截取的图3D的工作站壳体的截面顶视图。
图3G是在截面B处截取的图3B的工作站壳体的截面侧视图。
图3H是在截面C处截取的图3B的工作站壳体的截面侧视图。
图3I是图3A的工作站壳体的内部透视图，其中两个工作站凹室被定位成一个处于另一个前面。
图3J是图3A的工作站壳体的截面内部透视图。
图3K是图3A的工作站壳体的截面外部透视图。
图4A是工作站壳体的内部透视图，其中两个工作站凹室并排定位。
图4B是图4A的工作站壳体的外部透视图。
图5是工作站壳体的外部透视图，其中两个工作站凹室并排定位。
图6A示出具有双眼视觉的人的标准水平视线视觉极限。
图6B示出具有双眼视觉的人的标准垂直视线视觉极限。
图7A示出坐在图3A的工作站壳体中的后方工作站中的操作者的垂直视野。
图7B示出坐在图3A的工作站壳体中的后方工作站中的操作者的水平视野。
图8A示出坐在图3A的工作站壳体中的前方工作站中的操作者的垂直视野。
图8B示出坐在图3A的工作站壳体中的前方工作站中的操作者的水平视野。
图9示出到图3A的工作站壳体的侧窗中的视图，其中前方和后方工作站凹室是可见的。
图10A示出从坐在图3A的工作站壳体的前方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从右侧窗口向外望向架空步道机器。
图10B示出从坐在图3A的工作站壳体的前方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从右侧窗口向外望向架空步道机器并从前窗口向外望向立支架机器。
图10C示出从坐在图3A的工作站壳体的前方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从前窗口向外望向铁钻工并从前方顶窗口向外望向铁钻工管钳和下稳定臂LSA。
图10D示出从坐在图3A的工作站壳体的前方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从前方顶窗口向外望向管状递送臂TDA和下稳定臂LSA。
图11A示出从坐在图3A的工作站壳体的后方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从右侧窗口向外望向架空步道机器。
图11B示出从坐在图3A的工作站壳体的后方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从右侧窗口向外望向架空步道机器并从前窗口向外望向立支架机器。
图11C示出从坐在图3A的工作站壳体的后方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从前窗口、前方顶窗口和后方顶窗口向外望向管状递送臂TDA和下稳定臂LSA。
图11D示出从坐在图3A的工作站壳体的后方工作站凹室中的操作者的角度看的视线图，所述操作者从前方顶窗口和后方顶窗口向外望向管状递送臂TDA和下稳定臂LSA。
图12示出钻台和工作站壳体的平面布置图，其中工作台凹室是并排的。
图13示出钻台和工作站壳体的平面布置图，其中工作台凹室是一个位于另一个前方。
图14示出用于工作站凹室的操作者椅的透视图。
图15示出从坐在如图14所示的操作者椅中的操作者的角度看的视图，其中三个显示器定位在椅前面作为凹室的一部分。
图16示出送入过程的流程图。
图17示出送出过程的流程图。
图18A-18C示出钻杆竖立过程的流程图。
图19A-19B示出套管竖立过程的流程图。
当结合附图阅读时，从以下详细描述和所附权利要求将更容易理解本发明的目的和特征，在所述附图中相同的数字表示相同的元件。
附图构成本说明书的一部分并且包括本发明的示例性实施方案，其可以以各种形式实施。应当理解的是，在一些情况下，本发明的各个方面可以被扩大或放大地示出以有助于理解本发明。
具体实施方式
通过参考以下的图1-19B并鉴于以下一般性讨论来最好地理解优选实施方案。在某些实施方案的高级描述的上下文中可以更容易地理解本公开。
首先，应当注意的是，在任何这样的实际实施方案的开发中，必须做出许多特定于实现方式的决定以实现开发人员的因实现方式而异的具体目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束。此外，应当理解的是，这种开发努力可能是复杂的且耗时的，但是仍将是受益于本公开的本领域一般技术人员的常规任务。此外，本文中使用/公开的组合物还可图包含除引用的那些之外的一些组分。在发明内容和该具体实施方式中，每个数值在第一次遇到时应认为由术语“约”修饰(除非已经明确地如此限定)，然后再次遇到时不应认为如此限定，除非上下文另外指示。此外，在发明内容和该具体实施方式中，应当理解被列出或描述为有用、合适等的浓度范围旨在的是，应认为已经陈述所述范围内的任何和每个浓度，包括端点。例如，“1至10的范围”应认为是指明在约1与约10之间的闭联集内的每一个可能数字。因此，即使该范围内的特定数据点，或者甚至该范围内没有数据点被明确地识别或仅涉及少数特定数据点，应当理解发明人领会并理解该范围内的任何和所有数据点都被认为已经被指定，并且发明者拥有对整个范围和该范围内的所有点的了解。本文所作的陈述仅提供与本公开相关的信息，并且可能不构成现有技术，以及可能描述示出本发明的一些实施方案。
呈现以下描述以使得本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明，并且在特定应用和其要求的情形下提供以下描述。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施方案的各种修改是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施方案和应用。因此，本发明并不旨在限于所示的实施方案，而是将符合与本文中所公开的原理和新颖特征一致的最广范围。
操作者操纵其控制设备以控制钻机活动以及支持钻机活动的活动的方式依赖于他的视线和他对控制机械和电气系统的系统的访问。椅子设计、其在驾驶室中的定位、他与其同伴操作者的接近程度、驾驶室内窗口的尺寸、位置和其他参数、驾驶室的设计、以及驾驶室在周围系统内的方向都是影响操作者控制的因素。以下的一系列附图和工作流程示出了协同工作以有助于视线和对钻机活动和钻机支持活动(诸如送出、送入、引导、竖立等)的控制的设计元素。
图1示出钻机，其中司钻控制站位于钻机台的司钻侧。
图2示出图1的钻机，其中为了清楚起见而移除(隐藏)各种部件。钻机200具有用于将支架移动到井筒上方的位置的转移桥式起重机202。下稳定臂204有助于定位支架。在钻台上可以使用泥桶206。顶部驱动器208定位在钻机200的桅杆中。指板210借助于上支架约束212从桅杆延伸以将支架固定在直立位置。管状递送臂214递送管道。钳处理臂216将管钳传输到井中心和鼠洞位置或从井中心和鼠洞位置传输管钳。铁钻工218和套管钳220定位在钻台上以用于补充和分离过程。鼠洞222位于井筒和支架切换位置224附近。架空步道机器226将管段递送到钻台。
图3A-3E示出司钻控制站(兔笼)300的实施方案的透视图、顶视图、后视图、侧视图和前视图。图3F示出在图3D的截面A处截取的截面图。图3G示出在图3B的截面B处截取的截面图。图3G示出在图3B的截面C处截取的截面图。图3I示出司钻控制站(兔笼)300的内部的透视图，其中两个操作者凹室被配置成一个位于另一个后方，类似体育场座椅。图3J示出司钻控制站(兔笼)300的内部的另一个透视图。图3K示出司钻控制站(兔笼)300的外部透视图，其中两个操作者凹室被配置成一个位于另一个后方，类似体育场座椅。
图4A示出司钻控制站(兔笼)400的替代性实施方案的内部透视图，其中两个操作者凹室是并排的并且观察窗相对于站侧壁以一定角度(约30度)进行设置。图4B示出具有成角度的窗口实施方案的并排控制站(兔笼)500的外部透视图。
图5示出司钻控制站(兔笼)500的另一个替代性实施方案的外部透视图，其中控制凹室是并排的并且观察窗口垂直于工作站的侧壁。
图6A示出具有双眼视觉的人的标准视线的顶视图。
图6B示出具有最佳眼旋转的人的标准视线和视野极限的侧视图。
图7A示出具有如图3A-3K所示的控制站(兔笼)300的钻机的侧视图，其中标识了后方操作者的垂直视野。图7B示出在相同控制站(兔笼)300中的后方操作者的水平视野。
图8A示出具有如图3A-3K所示的控制站(兔笼)300的钻机的侧视图，其中标识了前操作者的垂直视野。图8B示出在相同控制站(兔笼)300中的后方操作者的水平视野。
图9示出如图3A-3K所示的控制站(兔笼)300的视图，其中视图是从通过侧窗口从外部观看的人员的角度来看的，使得前方操作者凹室和后方操作者凹室都是可见的。后方操作者凹室相对于前方操作者凹室定位成更高的，使得后方操作者可以越过前方操作者进行观察。
图10A-10D从坐在前方控制凹室中的操作者的角度示出钻机的视图。图10A示出从控制站(兔笼)300的侧窗口向外望向架空步道的视图。图10B示出从控制站(兔笼)300的前方窗口向外望向钻机台和立支架站的视图。图10C示出部分地从前方窗口向外并部分地从控制站(兔笼)300的屋顶窗口向外望向钻机和立支架设备的视图。图10D示出从控制站(兔笼)300的屋顶窗口向外望向钻机桅杆和立支架设备的视图。
图11A-11D从坐在后方控制凹室中的操作者的角度示出钻机的视图。后方控制凹室可以用于司钻。图11A示出从控制站(兔笼)300的侧窗口向外望向架空步道的视图。图11B示出从控制站(兔笼)300的前方窗口向外望向钻机台和立支架站的视图。图11C示出部分地从前方窗口向外、从前方屋顶窗口向外、并部分地从控制站(兔笼)300的后方屋顶窗口向外望向钻机和立支架设备的视图。图11D示出部分地从前方屋顶窗口向外并部分地从控制站(兔笼)300的后方屋顶窗口向外望向钻机桅杆和立支架设备的视图。
控制站(兔笼)可以相对于钻机的钻台定位以提供最佳视线。图12示出钻台布局，所述钻台布局具有相对于其定位的图4A-4B的控制站(兔笼)。图13示出钻台布局，所述钻台布局具有相对于其定位的图3A-3K的控制站(兔笼)。关于视线，可以设计和定位控制站(兔笼)300以允许一个或多个操作者具有顶部驱动升降机切换位置的视线、到钻井台下方的APH操作的视线、以及到钻平台的另一视线。两个操作可能同时进行：钻井和立支架。因此，操作者应当具有完全可见性以监测两个操作。
控制站(兔笼)300可以是用于与钻机的其他模块化部件一起组装的模块。它可以通过由DR/AD控制的加热/冷却系统向乘员提供操作温度，其中这些系统可以是冗余的。灯可能是足够的且可调光的。窗口板可以防眩光、防晒、窗口清洁。控制站的结构可以使得与钻台噪声相比，减噪可以是20dB的降低。即使通过挡风墙，所述结构也可以避免对加压舱的需要。还可以提供减振(机柜和操作者椅)。可能存在planck/symphony的无缝集成。控制站(兔笼)300可以具有五个人的最大容量，其中除了两个操作者之外，在DCR内还有用于两个人-三个人的空间。情况响应室可以与钻台上的空间协作。工作站可以被设置为单独操作台和工作站。可能有两个操作者椅。可能存在冗余控制装置。可以在第二区外通过两个门进行进入和退出，即用于DR/AD的双逃生路线。(参见图3A、3C、3H、4A、4B、3J和5)。可能存在DCR显示器，具有用于额外屏幕的空间。BOP控制板可以被定位成便于房间内的所有人使用。控制站(兔笼)300可以围绕操作者进行设计，同时考虑井建造机器视觉。鉴于机器在上方移动，可以考虑到掉落物体可能落在DCR的顶部来设计控制站。可以在钻台的司钻侧启用LER。
图14示出用于控制凹室的操作者椅的透视图。所有设备控制装置都可以集成到椅子上，使得可以在手臂到达范围内轻松使用一切。
图15从操作者的角度示出控制凹室。控制装置可能是最直观的HMI。触摸板1518可以用于控制设备。每个按钮上可以使用符号和文本。可以在按钮上设置反馈状态。操作者椅可以提供非常直观和安全的操作。控制系统可以是基于软件的-因此可以容易地改变它们。可以为前HMI屏幕1502提供舒适的外观和感觉，其可以比其他供应商噪声更小。还可以设置CCTV屏幕1514。前HMI屏幕1502可以由鼠标滚轮1522控制，其中鼠标1520上具有右击特征，以便提供更符合人体工程学的控制和对屏幕对象的更精确控制。可以使用三个前HMI屏幕1502以便不干扰最佳视线。(参见图10A-10B)。通过出色的人体工程学调整，操作者可以保持钻机无压力的24/7操作。所有屏幕上的调光可以在所有条件下提供最佳可视性。左右操纵杆1504、控制按钮1506和模拟控制旋钮1508可以提供与系统的控制接口。可以提供警报确认按钮1510和E止挡件1512。每个操作者控制凹室的功能是完全可互换和可配置的。特别地，各个钻井子系统的控制可以由任一操作者控制凹室控制，并且控制可以从一个操作者控制凹室切换到另一个。
图16示出将管道送入井筒的过程流程图。绞车DW将行进块降低到钻台，并且转移桥约束(桁架)TBC关闭指板FB中的管架上的夹具。指板RB打开保持管架的闩锁。转移桥约束(桁架)TBC将管架移动到支架切换位置SHP。绞车DW设置卡瓦。下稳定臂LSA和管状递送臂TDA两者将管架移动到支架切换位置SHP，并且指板FB关闭闩锁。上支架约束USC关闭管架周围的引导件。顶部驱动器TD打开升降机以释放已经送入井中的钻柱，并且转移桥约束(桁架)TBC降低并抵消管架的重量。下稳定臂LSA关闭引导件，并且管状递送臂TDA在支架切换位置SHP中关闭管架上的升降机。顶部驱动器TD缩回其推车以从井中心位置WC移除顶部驱动器TD。支架切换位置SHP清洁并对管架的销端进行涂料。然后转移桥约束(桁架)打开其夹具以释放管架并移动到指板FB中的下一个支架。管钳IRN行进到井中心位置WC并且上支架约束USC打开其引导件以在支架切换位置SHP中释放支架。管状递送臂TDA升高到钻台，并且绞车DW将顶部驱动器TD提升到桅杆中的上位置。下稳定臂LSA和管状递送臂TDA两者将管架移动到井中心位置WC，并且管状递送臂TDA将管架刺入钻柱中。管钳IRN夹紧到钻柱上。当管钳IRN旋转管架以将管架的销端拧入钻柱的箱端中时，管状递送臂TDA降低管架。同时，顶部驱动器延伸其推车以将顶部驱动器TD定位在钻柱上并将管架定位在井中心位置WC处。当管钳IRN补充钻柱与管架之间的连接时，顶部驱动器TD围绕组成的管架关闭其升降机。管状递送臂TDA然后打开其升降机以释放组成的管架。当绞车DW拾取钻柱的重量时，管钳IRN夹住钻柱，并且当绞车DW打开滑卡瓦时，管钳IRN行进到其备用位置，使得钻柱被顶部驱动器TD悬挂。
图17示出将管道送出井筒的过程流程图。绞车DW将顶部驱动器TD提升到钻柱悬挂在顶部驱动TD升降机上的上位置。管钳IRN和管状递送臂TDA都行进到井中心位置WC。绞车设置卡瓦并抵消钻柱的重量以使钻柱悬挂在钻机底板上。当管钳IRN夹紧到钻柱上时，管状递送臂TDA围绕在钻柱中组成的顶部支架的顶部关闭其升降机。然后顶部驱动器TD打开其升降机，因为管钳IRN断开上管架与钻柱其余部分之间的连接。下稳定臂LSA移动到井中心位置WC。当管钳IRN旋出连接时，顶部驱动器TD从井中心位置缩回。下稳定臂LSA围绕管架关闭其引导件。管钳IRN夹住钻柱。绞车DW将顶部驱动器TD降低到钻机台，因为下稳定臂LSA和管状递送臂TDA两者将管架移动到支架切换位置SHP。管钳IRN返回其备用位置，并且传递桥约束(桁架)TBC移动到支架切换位置SHP。当上支架约束USC关闭其在管架上的引导件时，管状递送臂TDA在支架切换位置SHP中抵消管架重量。转移桥约束(桁架)TBC然后关闭其在管架上的夹具，并且管状递送臂TDA打开其升降机。当转移桥约束(货架)TDC承受管架的重量时，上支架约束USC打开其引导件。在降低到钻机台之后，顶部驱动器TD延伸推车以将顶部驱动器定位在井中心位置WC上方。随着转移桥约束(桁架)TBC将管架移动到选定的指板FB行并且指板FB打开闩锁，顶部驱动器TD然后关闭其在钻柱上的升降机。转移桥约束(桁架)TBC将管架移动到所选择的指板FB行中，并且指板FB关闭管架后面的闩锁。转移桥约束(桁架)TBC在后退中抵消管架重量并打开其夹具以释放管架。绞车DW拾取钻柱的重量并打开钻机底板中的卡瓦。
图18A-18C示出钻杆竖立的工艺流程图。当第一钻杆装载到架空步道机CM上时，鼠洞MH的上止挡件延伸，下稳定臂LSA移动到备用位置，并且TDA移动到拾取位置。CM滑块将第一钻杆移动到卸载位置OP，使得TDA可以围绕第一钻杆的箱端附近关闭其升降机。TDA拾取第一钻杆的重量。当TDA升高第一钻杆以允许LSA尾随时，LSA移动到尾随位置。CW滑块返回到装载位置并且第二钻杆装载在CW上，而LSA将第二钻杆的尾部定位在MH中新并且TDA升高到目标位置。然后LSA移动到其备用位置。然后TDA降低到MH上止挡件。然后TDA抵消第一钻杆的重量，然后MH关闭其OF水平向引导件，并且TDA打开其升降机。在鼠洞中释放第一钻杆后，TDA移动到拾取位置以接收第二钻杆。CW滑块将第二钻杆移动到拾取位置，并且TDA围绕第二钻杆关闭其升降机。TDA拾取第二钻杆的重量并且CW滑块返回其装载位置。TDA升高第二钻杆并且使LSA将第二钻杆移至尾随位置。第三钻杆加载到CW上。当TDA升高到目标位置时，LSA尾随第二钻杆进入第一钻杆。然后TDA降低到粘连状态，管钳IRN移动到MH。TDA将第二钻杆刺入第一钻杆中。IRN夹紧到第一钻杆上，将第二钻杆旋入第一钻杆，并组成管道之间的连接。在组成期间，LSA移动到备用位置。当MH缩回上止挡件时，IRN夹住钻杆并且TDA拾取钻杆的重量。MH打开DF水平止动件，TDA将钻杆降低到MH的底部。IRN返回备用位置。MH围绕第二钻杆关闭DF水平引导件并且TDA抵消MH中的钻杆的重量。TDA打开升降机并移动到拾取位置以接收第三钻杆。CW滑块将第三钻杆递送到TDA，并且TDA围绕管道关闭其升降机关闭并拾取其重量。CW滑块返回其装载位置。TDA升高以提起第三钻杆，LSA将管道的悬挂端移动到尾随位置。TDA将第三钻杆降低到粘连状态，并且IRN行进到MH。当TDA降低时，第三钻杆的销端刺入第二钻杆的箱端。IRN夹紧到第二钻杆上，旋转第三钻杆，并且组成连接。当IRN夹住管道时，TDA拾取3管架的重量并且MH打开水平引导件。IRN返回备用位置并且TDA将3管支架提升到SHP的高度。LSA、TDA和TBC都移动到SHP。USC关闭其在支架上的引导件并且TDA在SHP抵消支架的重量。TBC关闭了其在支架上的夹具并且TDA打开其升降机以释放支架。当TBC拾取支架重量时，USC打开其引导件。当FB打开行中的闩锁时，TBC将支架移动到选择的FB行。TBC将支架移动到选择FB行，并且FB关闭支架后面的闩锁。TBC在后退中抵消支架重量并打开其夹具以释放支架。
图19A-19B示出套管管竖立的工艺流程图。该过程类似于上面参照图19A-18C描述的钻杆竖立过程流程。
如果在本文中使用，术语“基本上”意图用于构造，意思是“多半如此”。
已经参考其某些优选实施方案描述了本发明，应注意，所公开的实施方案在本质上是说明性的而非限制性的，并且在前述公开内容中预期了广泛的变化、修改、改变和替换，并且在一些情况下，可以采用本发明的一些特征而无需相应地使用其他特征。基于对优选实施方案的前述描述的回顾，本领域技术人员可以认为需要许多这样的变化和修改。因此，将随附权利要求书广泛地并且以与本发明范围一致的方式加以解释是适当的。
尽管在本公开中详细描述了所公开的实施方案，但是应当理解，在不脱离其精神和范围的情况下，可以对实施方案进行各种改变、替换和更改。
工业实用性
本发明的用于钻机的工作站具有许多工业应用，包括但不限于钻探垂直井筒和水平井中的长横断面以用于石油和天然气工业。
Claims (20)
1.一种用于监测和控制钻机上的子系统的工作站系统，所述系统包括：
第一工作站凹室，其位于钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于被所述第一工作站控制的至少一个第一钻机子系统直接视线，所述第一工作站凹室包括：
操作者椅；
多个控制装置，其用于控制所述至少一个第一钻机子系统；
所述至少一个第一钻机子系统的图形表示的至少一个显示器；以及
第二工作站凹室，其位于钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于被所述第二工作站控制的至少一个第二钻机子系统直接视线，所述第二工作站凹室包括：
操作者椅；
多个控制装置，其用于控制所述至少一个第二钻机子系统；
所述至少一个第二钻机子系统的图形表示的至少一个显示器，
其中所述第一工作站凹室被定位在所述第二工作站凹室的前面，并且所述第二工作站凹室被定位成高于所述第一工作站凹室。
2.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述至少一个第一子系统选自绞车、顶部驱动器、泥浆系统、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统、架空步道系统和防爆裂器。
3.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述至少一个第二子系统选自绞车、顶部驱动器、泥浆系统、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统、架空步道系统和防爆裂器。
4.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者被定位，以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于绞车、顶部驱动器、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统和架空步道系统的直接视线。
5.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者被定位，以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供直接视线以用于执行传送过程。
6.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者被定位，以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供直接视线以用于执行立支架过程。
7.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者的多个控制装置可配置成可互换地控制选自以下的一个或多个子系统：绞车、顶部驱动器、泥浆系统、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统、架空步道系统和防爆裂器。
8.如权利要求1所述的工作站系统，其中对钻机子系统的控制是冗余的，使得控制可以通过所述第一工作站凹室、所述第二工作站凹室或两者。
9.如权利要求1所述的工作站系统，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室定位在单个壳体内。
10.如权利要求1所述的工作站系统，其还包括所述第一工作站凹室和第二工作站凹室的模块化外壳，其中所述外壳可以作为单个模块组装到所述钻机。
11.一种用于监测和控制钻机上的子系统的过程，所述过程包括：
将第一工作站凹室定位在钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于至少一个第一钻机子系统的直接视线；
通过所述第一工作站控制所述至少一个第一钻机子系统；
将第二工作站凹室定位在钻机台附近以便在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于至少一个第二钻机子系统的直接视线；以及
通过所述第二工作站控制所述至少一个第二钻机子系统；
其中所述第一工作站凹室被定位在所述第二工作站凹室的前面，并且所述第二工作站凹室被定位成高于所述第一工作站凹室。
12.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其中所述至少一个第一子系统选自绞车、顶部驱动器、泥浆系统、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统、架空步道系统和防爆裂器。
13.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其中所述至少一个第二子系统选自绞车、顶部驱动器、泥浆系统、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统、架空步道系统和防爆裂器。
14.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者的定位在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供对于绞车、顶部驱动器、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统和架空步道系统的直接视线。
15.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者的定位在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供直接视线以用于执行传送过程。
16.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其中所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者的定位在操作者坐在或站在所述凹室中时为所述操作者提供直接视线以用于执行立支架过程。
17.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其还包括将所述第一工作站凹室和第二工作站凹室两者的多个控制装置配置成可互换地控制选自以下的一个或多个子系统：绞车、顶部驱动器、泥浆系统、铁钻工、竖立系统、管道处理(传送)系统、架空步道系统和防爆裂器。
18.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其还包括冗余地控制钻机子系统，使得控制可以通过所述第一工作站凹室、所述第二工作站凹室或两者。
19.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其还包括将所述第一工作站凹室和第二工作站凹室封闭在单个壳体内。
20.如权利要求11所述的用于监测和控制钻机上的子系统的过程，其还包括将所述第一工作站凹室和第二工作站凹室容纳在模块中以用于作为单个模块组装到所述钻机。
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