一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法技术方案

本发明专利技术涉及一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，它包括以下步骤：1)井控系统内设置有PLC控制器，并由PLC控制器监控旋转系统、提升系统和循环系统的状态信号；2)正常运作时，各个系统各自独立工作；3)当遇到紧急情况，需要关闭防喷器时，PLC控制器判断各个系统是否均处于停止状态；4)如果各个系统均处于停止状态，则PLC控制向各个系统发送锁定命令，进入5)；否则，PLC控制器向各个系统发送停止命令和锁定命令，进入6)；5)各个系统进行锁定并返回信息，进入7)；6)各个系统进行关闭相应设备并锁定，并返回信息；7)井控系统判断各个系统是否都已锁定，若都锁定进行下一步，否则，返回4)；8)井控系统关闭防喷器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种安全互锁方法，特别是关于一种在石油钻井领域中使用的井控系统与其它钻井系统安全互锁方法。
技术介绍
目前，国内海上固定式平台的石油钻机的井控系统、起升系统、旋转系统和循环系统的控制系统均采用PLC控制，并且相互之间没有通讯连接，控制系统中也没有协调其逻辑互锁关系的部分，无法实现它们之间的逻辑互锁关系。例如，如图1所示，现有关闭井控系统中防喷器的步骤如下：1)海上钻机装置包括井控系统、起升系统、旋转系统和循环系统；2)正常运行时，各个系统相互独立运行；3)遇到紧急情况时，需要关闭井控系统的防喷器，则需要人工先给旋转系统、提升系统和循环系统发送命令；4)人工操作旋转系统，关停顶驱；5)人工操作提升系统，关停钻井绞车；6)人工操作循环系统，关停泥浆泵；7)人工确定提升系统、旋转系统和循环系统均已关停完毕；8)人工操作关闭井控系统的防喷器。其中，关键从步骤3)到步骤7)都需要钻井操作人员在相应的控制面板上进行手动操作，耗时较长，并且容易出现误操作，发生生产事故。井控系统与其它系统有密切逻辑关系，当井控系统中防喷器关闭时，要求提升系统、旋转系统和循环系统都处于停止状态，否则可能会导致防喷器损坏，井内钻柱断裂或憋漏地层。现在主要依靠钻机操作人员观测、分析和处理它们之间的逻辑关系，造成操作失误的情况时有发生，常常导致生产事故和较大的经济损失。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其能实现井控系统与其它系统的安全互锁，避免发生生产事故和造成经济损失。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其特征在于它包括以下步骤：1)井控系统内设置有PLC控制器，并由PLC控制器监控旋转系统、提升系统和循环系统的工作状态；2)海上钻机正常运行时，井控系统、旋转系统、提升系统和循环系统各自独立工作；3)当遇到紧急情况，需要关闭井控系统中的防喷器时，PLC控制器判断旋转系统、提升系统和循环系统是否均处于停止状态；4)如果旋转系统、提升系统和循环系统均处于停止状态，则PLC控制分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送锁定命令，进入步骤5)；否则，PLC控制器分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送停止命令及锁定命令，进入步骤6)；5)旋转系统根据接收到的锁定命令对顶驱进行锁定并返回信息，提升系统根据接收到的锁定命令对钻井绞车进行锁定并返回信息，循环系统根据接收到的锁定命令对泥浆泵进行锁定并返回信息，进入步骤7)；6)旋转系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭顶驱并进行锁定和返回信息，提升系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭钻井绞车并进行锁定和返回信息，循环系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭泥浆泵并进行锁定和返回信息；7)井控系统判断旋转系统、提升系统和循环系统是否都已锁定，若都已锁定则进行下一步，否则，返回步骤4)；8)井控系统关闭防喷器。优选地，所述步骤5)、步骤6)中，旋转系统、提升系统和循环系统处于锁定状态下，各个系统启动时，也继续保持锁定状态。优选地，各个系统锁定状态的解除必须是单独解除。优选地，所述旋转系统由顶驱控制器、顶驱执行机构、顶驱电机和顶驱动作传感器构成；所述顶驱控制器分别与所述顶驱执行机构和所述顶驱动作传感器电连接，所述顶驱执行机构与所述顶驱电机电连接，所述顶驱电机也与所述顶驱动作传感器电连接。优选地，所述顶驱控制器收到所述PLC控制器发来的停止命令和锁定命令，所述顶驱控制器向所述顶驱执行机构发送关闭和锁定信息，所述顶驱执行机构关闭所述顶驱电机并锁定，所述顶驱电机停止旋转，所述顶驱动作传感器检测所述顶驱电机的状态信息，并将信息经所述顶驱控制器传输至所述PLC控制器。优选地，所述提升系统由绞车控制器、绞车执行机构、绞车电机和绞车传感器构成；所述绞车控制器分别与所述绞车执行机构和所述绞车传感器电连接，所述绞车执行机构与所述绞车电机电连接，所述绞车电机也与所述绞车传感器电连接。优选地，所述绞车控制器收到所述PLC控制器的停止命令和锁定命令，所述绞车控制器向所述绞车执行机构发送关闭和锁定信息，所述绞车执行机构关闭所述绞车电机并进行锁定，所述绞车传感器检测所述绞车电机的状态信息，并将信息经所述绞车控制器传输至所述PLC控制器。优选地，所述循环系统由泥浆泵控制器、泥浆泵执行机构、泥浆泵电机和泥浆泵传感器构成；所述泥浆泵控制器分别与所述泥浆泵执行机构和所述泥浆泵传感器电连接，所述泥浆泵执行机构与所述泥浆泵电机电连接，所述泥浆泵电机与所述泥浆泵传感器电连接。优选地，所述泥浆泵控制器收到所述PLC控制器的停止命令和锁定命令，所述泥浆泵控制器向所述泥浆泵执行机构发送关闭和锁定信息，所述泥浆泵执行机构关闭所述泥浆泵电机并进行锁定，所述泥浆泵传感器检测所述泥浆泵电机的状态信息，并将信息经所述泥浆泵控制器传输至所述PLC控制器。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术采用网络技术搭建井控系统与其它3个系统的通讯桥梁，通过增加PLC控制器来实现井控系统与其它3个系统之间的逻辑关系，并对其它3个系统的相关功能进行锁定。2、本专利技术采用PLC控制器向其它3个系统发出停止命令，待其停止运行后，进行锁定，再关闭防喷器，并一直保持锁定状态；如果是其它系统都在关闭状态下，则对其他3个系统进行锁定再关闭防喷器，可以有效地阻止操作人员在防喷器关闭状况下操作其它3个系统，从而避免事故发生，可以大大提高钻机运行的安全性和可靠性。3、本专利技术在锁定状态下，其它3个系统每次启动时，继续保持锁定状态，解除方式为每个系统单独解除，不能一次解除所有系统的锁定状态，附图说明图1是现有技术中井控系统与其它钻井系统流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。本专利技术提供一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其具体步骤如下：1)井控系统内设置有PLC控制器，并由PLC控制器监控旋转系统、提升系统和循环系统的工作状态；2)海上钻机正常运行时，井控系统、旋转系统、提升系统和循环系统各自独立工作；3)当遇到紧急情况，需要关闭井控系统中的防喷器时，PLC控制器判断旋转系统、提升系统和循环系统是否均处于停止状态；4)如果旋转系统、提升系统和循环系统均处于停止状态，则PLC控制分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送锁定命令，进入步骤5)；否则，PLC控制器分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送停止命令及锁定命令，进入步骤6)；5)旋转系统根据接收到的锁定命令对顶驱进行锁定并返回信息；提升系统根据接收到的锁定命令对钻井绞车进行锁定并返回信息；循环系统根据接收到的锁定命令对泥浆泵进行锁定并返回信息，进入步骤7)；6)旋转系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭顶驱并进行锁定和返回信息，提升系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭钻井绞车并进行锁定和返回信息，循环系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭泥浆泵并进行锁定和返回信息；7)井控系统判断旋转系统、提升系统和循环系统是否都已锁定，若都已锁定则进行下一步，否则，返回步骤4)；8)井控系统关闭防喷器。上述步骤5)和步骤6)中，旋转系统、提升系统和循环系统处于锁定状态下，各个系统启动时，也继续保持锁定状态，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其特征在于：它包括以下步骤：1)井控系统内设置有PLC控制器，并由PLC控制器监控旋转系统、提升系统和循环系统的工作状态；2)海上钻机正常运行时，井控系统、旋转系统、提升系统和循环系统各自独立工作；3)当遇到紧急情况，需要关闭井控系统中的防喷器时，PLC控制器判断旋转系统、提升系统和循环系统是否均处于停止状态；4)如果旋转系统、提升系统和循环系统均处于停止状态，则PLC控制分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送锁定命令，进入步骤5)；否则，PLC控制器分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送停止命令及锁定命令，进入步骤6)；5)旋转系统根据接收到的锁定命令对顶驱进行锁定并返回信息，提升系统根据接收到的锁定命令对钻井绞车进行锁定并返回信息，循环系统根据接收到的锁定命令对泥浆泵进行锁定并返回信息，进入步骤7)；6)旋转系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭顶驱并进行锁定和返回信息，提升系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭钻井绞车并进行锁定和返回信息，循环系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭泥浆泵并进行锁定和返回信息；7)井控系统判断旋转系统、提升系统和循环系统是否都已锁定，若都已锁定则进行下一步，否则，返回步骤4)；8)井控系统关闭防喷器。...

【技术特征摘要】
1.一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其特征在于：它包括以下步骤：1)井控系统内设置有PLC控制器，并由PLC控制器监控旋转系统、提升系统和循环系统的工作状态；2)海上钻机正常运行时，井控系统、旋转系统、提升系统和循环系统各自独立工作；3)当遇到紧急情况，需要关闭井控系统中的防喷器时，PLC控制器判断旋转系统、提升系统和循环系统是否均处于停止状态；4)如果旋转系统、提升系统和循环系统均处于停止状态，则PLC控制分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送锁定命令，进入步骤5)；否则，PLC控制器分别向旋转系统、提升系统和循环系统发送停止命令及锁定命令，进入步骤6)；5)旋转系统根据接收到的锁定命令对顶驱进行锁定并返回信息，提升系统根据接收到的锁定命令对钻井绞车进行锁定并返回信息，循环系统根据接收到的锁定命令对泥浆泵进行锁定并返回信息，进入步骤7)；6)旋转系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭顶驱并进行锁定和返回信息，提升系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭钻井绞车并进行锁定和返回信息，循环系统根据接收到的停止命令及锁定命令关闭泥浆泵并进行锁定和返回信息；7)井控系统判断旋转系统、提升系统和循环系统是否都已锁定，若都已锁定则进行下一步，否则，返回步骤4)；8)井控系统关闭防喷器。2.如权利要求1所述的一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其特征在于：所述步骤5)、步骤6)中，旋转系统、提升系统和循环系统处于锁定状态下，各个系统启动时，也继续保持锁定状态。3.如权利要求1所述的一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其特征在于：各个系统锁定状态的解除必须是单独解除。4.如权利要求1所述的一种井控系统与其它钻井系统安全互锁方法，其特征在于：所述旋转系统由顶驱控制器、顶驱执行机构、顶驱电机和顶驱动作传感器构成；所述顶驱控制器分别与所述顶驱执行机构和所述顶驱动作传感器电连接，所述顶驱执行机构与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨向前，刘书杰，郭华，何玉成，周建良，周超，何英明，李建民，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11