CN109372490B - 一种钻井zms区域管理系统及方法 - Google Patents

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    • E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions

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Abstract

本发明公开了一种ZMS区域管理系统及方法，所述区域管理系统包括PLC控制器、区域操控室和操作开关，所述操作开关与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与区域操控室连接，所述区域控制室连接区域内所有自动化设备，所述系统实时采集区域内所有自动化设备的状态信息；本发明可实时保护设备之间正常运行，同时减少人力的投入，减轻操作值守人员的工作压力。

Description

一种钻井ZMS区域管理系统及方法
技术领域
本发明涉及区域管理领域，特别是一种钻井ZMS区域管理系统及方法。
背景技术
在钻机装备行业中发展过程中，自动化工具开始引入并进入高速发展；在过去的钻机作业过程中，基本上是通过钻台工人操作钻井机械工具完成，需要大量人力而且危险；如今，越来越多的自动化工具替代了人力工作；在减少人力及保障安全的同时，这也带来另外一个问题，如何避免这些自动化工具相互之间产生碰撞和冲突，这就是ZMS这套系统所需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻井ZMS区域管理系统及方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钻井ZMS区域管理系统，包括PLC控制器、区域操控室和操作开关，所述操作开关与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与区域操控室连接，所述区域控制室连接区域内所有自动化设备，所述系统实时采集区域内所有自动化设备的状态信息。
进一步的，所述操作开关包括ZMS总开关、设备旁路开关和设备隐藏开关。
进一步的，区域内自动化设备均设有自身状态信息采集设备。
一种钻井ZMS区域管理系统用于ZMS区域管理的方法，包括以下步骤：
S1所述PLC控制器根据实时采集到的自动化设备状态信息，判断相邻的设备或夹持设备及其协同工作设备是否有安全风险，包括以下子步骤：
S11相邻的设备通过位置和工作状态判断是否有发生碰撞或运动干涉的安全风险；
S12夹持设备及其协同工作设备通过位置和工作状态判断是否有拉扯被夹持器件的安全风险；
S13夹持设备及其协同工作设备通过工作状态判断是否有被夹持器件掉落的安全风险;
S2当系统判断出有安全风险时，将触发保护动作禁止有安全风险的设备继续做风险动作，并提示工作人员进行现场查看。
进一步的，判断两个设备之间是否存在安全风险时，两个设备互作参考，且采用不发生位移的设备优先作为参考设备。
进一步的，当ZMS区域管理系统在系统功能异常时，可通过人工关闭ZMS总开关实现关闭安全风险判断功能，维持自动化设备正常工作。
进一步的，当触发保护动作时，确认被禁止动作的设备无风险时，可通过设备旁路开关使被禁止动作的设备的ZMS保护逻辑被旁路，使其动作继续执行。
进一步的，当有设备出现异常时，通过设备隐藏开关对其进行设备隐藏，使该设备不参与状态判断，其他设备继续正常工作。
本发明具有以下优点：
（1）防止自动化设备工作时发生干涉或碰撞；
（2）通过系统进行判断，减少人力成本。
附图说明
图1 为本发明的方法流程图；
图2 为本发明的钻台面钻井设备布局图；
图中PRM-排管机，RN-铁钻工，TA-游车，TD-顶驱，DFMA-机械手，CWM-猫道，Slip-卡瓦，RT-转盘。
具体实施方式
为使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和标示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种钻井ZMS区域管理系统及方法。
一种钻井ZMS区域管理系统，所述区域管理系统包括PLC控制器、区域操控室和操作开关，所述操作开关与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与区域操控室连接，所述区域控制室连接区域内所有自动化设备，所述系统实时采集区域内所有自动化设备的状态信息；所述操作开关包括ZMS总开关、设备旁路开关和设备隐藏开关；区域内自动化设备均设有自身状态信息采集设备。
ZMS区域管理方法其步骤如下：
S1所述PLC控制器根据实时采集到的自动化设备状态信息，判断相邻的设备或夹持设备及其协同工作设备是否有安全风险，其判断方法如下：
S11相邻的设备通过位置和工作状态判断是否有发生碰撞或运动干涉的安全风险；
S12夹持设备及其协同工作设备通过位置和工作状态判断是否有拉扯被夹持器件的安全风险；
S13夹持设备及其协同工作设备通过工作状态判断是否有被夹持器件掉落的安全风险;
S2当系统判断出有安全风险时，将触发保护动作禁止有安全风险的设备继续做风险动作，并提示工作人员进行现场查看。
所述判断方法是针对两个设备之间进行判断，且两个设备可以互作参考，系统通常采用不发生位移的设备优先作为参考设备。
当ZMS总开关在系统功能异常时，可人工操作关闭系统判断及风控功能维持自动化设备正常工作；当触发保护动作时，确认被禁止动作的设备无风险时，可通过设备旁路开关使被禁止动作的设备的ZMS保护逻辑被旁路，使其动作继续执行；当有设备出现异常时，通过设备隐藏开关对其进行设备隐藏，使该设备不参与状态判断，其他设备继续则正常工作。

Claims (4)

1.一种钻井ZMS区域管理方法，其特征在于，应用钻井ZMS区域管理系统，系统包括PLC控制器、区域操控室和操作开关，所述操作开关与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与区域操控室连接，所述区域控制室连接区域内所有自动化设备，所述系统实时采集区域内所有自动化设备的状态信息；所述操作开关包括ZMS总开关、设备旁路开关和设备隐藏开关；所述PLC控制器根据实时采集到的自动化设备状态信息，判断相邻的设备或夹持设备及其协同工作设备是否有安全风险；在判断出相邻的设备或夹持设备及其协同工作设备有安全风险时，通过设备隐藏开关触发保护动作禁止有安全风险的设备继续做风险动作，并提示工作人员进行现场查看；在确认被禁止动作的设备无风险时，通过设备旁路开关使被禁止动作的设备的ZMS保护逻辑被旁路，使其动作继续执行；
钻井ZMS区域管理方法包括以下步骤：
S1所述PLC控制器根据实时采集到的自动化设备状态信息，判断相邻的设备或夹持设备及其协同工作设备是否有安全风险，包括以下子步骤：
S11相邻的设备通过位置和工作状态判断是否有发生碰撞或运动干涉的安全风险；
S12夹持设备及其协同工作设备通过位置和工作状态判断是否有拉扯被夹持器件的安全风险；
S13夹持设备及其协同工作设备通过工作状态判断是否有被夹持器件掉落的安全风险;
S2当系统判断出有安全风险时，将触发保护动作禁止有安全风险的设备继续做风险动作，并提示工作人员进行现场查看；
当触发保护动作时，确认被禁止动作的设备无风险时，通过设备旁路开关使被禁止动作的设备的ZMS保护逻辑被旁路，使其动作继续执行；
当有设备出现异常时，通过设备隐藏开关对其进行设备隐藏，使该设备不参与状态判断，其他设备继续正常工作。
2.根据权利要求1所述的一种钻井ZMS区域管理方法，其特征在于，区域内自动化设备均设有自身状态信息采集设备。
3.根据权利要求1所述的一种钻井ZMS区域管理方法，其特征在于，判断两个设备之间是否存在安全风险时，两个设备互作参考，且采用不发生位移的设备优先作为参考设备。
4.根据权利要求1所述的一种钻井ZMS区域管理方法，其特征在于，当ZMS区域管理系统在系统功能异常时，通过人工关闭ZMS总开关实现关闭安全风险判断功能，维持自动化设备正常工作。
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