CN201027538Y

CN201027538Y - 石油钻机数字化控制装置

Info

Publication number: CN201027538Y
Application number: CNU2007200681569U
Authority: CN
Inventors: 吴瑞金; 杨汉立; 张勇; 刘俭; 余利军; 李鸿涛
Original assignee: RG Petro Machinery Group Co Ltd
Current assignee: RG Petro Machinery Group Co Ltd
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2017-03-26

Abstract

本实用新型涉及一种石油钻机数字化控制装置。包括PLC、控制室计算机、远程计算机、触摸操作屏、钻井参数显示屏、若干阀岛、安装在石油钻机各部件上的各类数字传感器、现场总线主干线、若干现场总线分支线，阀岛上各电磁阀控制口分别与所控制的气控、液控回路连接，若干阀岛的控制线采用多芯电缆并串接在一条现场总线分支线上，各类数字传感器信号线串接在一条现场总线分线上，PLC、触摸操作屏、钻井参数显示屏通过总线接口连接在现场总线主干线上，控制室计算机与PLC连接。远程计算机通过Internet网与控制室计算机进行点对点连接。本实用新型可实现钻机数字化控制及操作，钻机实时数据监测和打印、远方监测、故障诊断、数据存储及打印。

Description

石油钻机数字化控制装置

技术领域

本实用新型涉及石油钻机控制技术，特别涉及一种石油钻机数字化控制装置。

背景技术

常规石油钻机控制包括气路控制系统、液压控制系统、电气控制系统，通过设置在司钻房的控制台人工操作实现，主要对钻机实现以下方面控制：1、绞车主滚筒离合；2、转盘的离合、惯刹、反扭矩释放；3、天车防碰及刹车系统；4、动力机组的并车；5、动力机组的油门控制；6、传动箱的换挡调速；7、泥浆泵组的离合；8、辅助刹车的控制；9、对各种仪表进行实时监控。现有技术上述控制机构各自独立，分散控制，使司钻控制台具有大量的分立元器件，这些元器件通过大量的管件及接插件实现连接，一个元件发生故障往往会引起整个设备的运行不正常，甚至引发设备事故，而且分立元器件的安装、连接费时费力，管路繁乱、纵横交错、拆装不便，存在运行故障率高、调试困难、司钻操作繁琐、容易误接误操作等诸多问题。当然传统控制也无法实现远程监控。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种石油钻机数字化控制装置，可实现石油钻机操作现场数字化集中控制，并可实现远程数据传输、监测。

本实用新型采取的方案是：一种石油钻机数字化控制装置，包括安装在司钻控制室的PLC可编程控制器、控制室计算机、安装在司钻操作室的触摸操作屏、对钻井过程中由PLC采集的钻井参数进行实时显示并归档保存的钻井参数显示屏、安装在现场的若干阀岛、安装在石油钻机各部件上用于采集钻机工况数据信息的各类数字传感器、现场总线主干线、若干现场总线分支线，所述阀岛上各电磁阀控制口分别与所控制的气控、液控回路连接，所述若干阀岛的控制线采用多芯电缆并串接在一条现场总线分支线上，所述各类数字传感器信号线串接在一条现场总线分线上，PLC可编程控制器、触摸操作屏、钻井参数显示屏通过总线接口连接在现场总线主干线上，控制室计算机通过计算机接口与PLC可编程控制器连接。

所述石油钻机数字化控制装置还包括安装在司钻操作室的工业监控显示屏和安装在作业现场的若干数字化摄像头，所述工业监控显示屏通过总线接口连接在现场总线主干线上，若干数字化摄像头的信号线串接在一条现场总线分支线上。

所述石油钻机数字化控制装置还包括远程计算机及打印设备，远程计算机可通过Internet网与控制室计算机进行点对点连接。

有益效果：本实用新型应用PLC可编程控制器控制技术、现场总线通讯技术、计算机技术、传感技术、互联网技术，通过现场总线将PLC可编程控制器、控制石油钻机气控、液控回路的各类阀岛、采集石油钻机工况数据信息的各类数字传感器、触摸操作屏、钻井参数显示屏连接在一起构成了数字化控制及操作装置，使司钻人员操作更方便可靠，提高了给定信号的可视性和精度，给予司钻人员更多的操作提示信息；控制室计算机可进行实时数据监测和打印，对数据进行回放和存储；远程计算机可在远方进行监测、故障诊断、数据存储及打印。

附图说明

图1是本实用新型方框原理图

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，现场控制室安装有PLC可编程控制器、控制室计算机，司钻操作室安装有触摸操作屏、钻井参数显示屏、工业监控显示屏，PLC可编程控制器、触摸操作屏、钻井参数显示屏、工业监控显示屏通过总线接口连接在现场总线主干线上，现场总线采用Profibus-DP协议的通讯总线；安装在现场用于控制钻机气控回路、液压控制回路的集成了若干电磁阀的各类阀岛的控制线采用多芯电缆并串接在一条现场总线分支线上，实现集中布置分别控制，并按照控制逻辑进行编程实施控制；安装在石油钻机各部件上用于采集工况数据信息的各类数字传感器的信号线串接在一条现场总线分线上；安装在钻井作业现场的若干数字化摄像头的信号线串接在一条现场总线分支线上；控制室计算机通过RS485接口与PLC可编程控制器连接，控制室计算机利用现场网线、电话线或卫星网络系统通过Internet网与远程计算机进行点对点连接，实施远程管理、监控。

可编程控制器接收到安装在石油钻机各部件上用于采集工况数据信息的各类数字传感器通过现场总线传输的数据后，进行分析、判断、精确计算并与设定值对比后，其控制程序发出指令信号作为阀岛上电磁阀的给定，控制各电磁阀工作，实现对石油钻机绞车、转盘、天车防碰及刹车、动力机组并车、动力机组的油门控制、传动箱的换挡、泥浆泵组的离合、辅助刹车的控制、对各种仪表进行实时监控等数字化控制。

触摸操作屏、钻井参数显示屏、工业监控显示屏作为人机界面和终端设备，通过现场总线Profibus-DP与PLC可编程控制器可对参数进行监测，并通过可编程控制器对现场各控制元件发送指令，实现实时监控。

(1)触摸操作屏：采用触摸式显示器，替代传统的以转换开关及手轮组成的司钻台，使司钻人员操作更方便可靠，提高了给定信号的可视性和精度，给予司钻人员更多的操作提示信息，使司钻对目前各种设备的运行状态一目了然，对目前设备的各种给定直接以数字方式通过总线通讯给定，还可对一些易忽略的操作细节以对话的方式提醒司钻进行及时正确的操作。

(2)钻井参数显示屏：采用触摸式显示器，对钻井过程中由PLC采集的一些重要的钻井参数诸如悬重、钻压、泵压、泵冲、立管压力、液压猫头压力、出口排量，转盘扭矩参数，故障报警等信息进行实时显示并归档保存，为以后的钻井资料分析提供依据。

(3)工业监控显示屏：采用触摸式显示器，在作业危险区或其他需要观察的如泵组、绞车滚筒、二层台等区域设置有数字化摄像头，数字化摄像头采集的图像信息通过现场总线传输给PLC可编程控制器、触摸式工业监控显示屏，司钻通过触摸式工业监控显示屏，可方便控制现场摄像头旋转角度，通过图像可直观、及时、方便地对如二层台、游车位置、绞车滚筒的排绳情况、泥浆返出情况和泥浆泵的工作情况等设备运行情况进行动态的监视。

控制室计算机通过RS485接口与PCL可编程控制器连接交流信息，进行实时数据监测和打印，对数据进行回放和存储，远程计算机与控制室计算机通过Internet网通过IP地址进行点对点连接，可在远方进行监测、参数设定、故障诊断、数据分析、数据存储、打印。

Claims

1.一种石油钻机数字化控制装置，其特征在于：包括安装在司钻控制室的PLC可编程控制器、控制室计算机、安装在司钻操作室的触摸操作屏、对钻井过程中由PLC采集的钻井参数进行实时显示并归档保存的钻井参数显示屏、安装在现场的若干阀岛、安装在石油钻机各部件上用于采集钻机工况数据信息的各类数字传感器、现场总线主干线、若干现场总线分支线，所述阀岛上各电磁阀控制口分别与所控制的气控、液控回路连接，所述若干阀岛的控制线采用多芯电缆并串接在一条现场总线分支线上，所述各类数字传感器信号线串接在一条现场总线分线上，PLC可编程控制器、触摸操作屏、钻井参数显示屏通过总线接口连接在现场总线主干线上，控制室计算机通过计算机接口与PLC可编程控制器连接。

2.如权利要求1所述石油钻机数字化控制装置，其特征在于：还包括安装在司钻操作室的工业监控显示屏和安装在作业现场的若干数字化摄像头，所述工业监控显示屏通过总线接口连接在现场总线主干线上，若干数字化摄像头的信号线串接在一条现场总线分支线上。

3.如权利要求1所述石油钻机数字化控制装置，其特征在于：还包括远程计算机及打印设备，远程计算机通过Internet网与控制室计算机进行点对点连接。