顶驱钻井控制优化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种顶驱钻井控制优化装置，包括：设于密闭的控制箱体内的数据采集设备、控制电路和数据输出设备；防爆装置设于控制箱体上，用于在控制箱体内满足防爆要求时发出允许运行的动作；数据采集设备用于采集顶驱钻井系统的现场测量参数并发送至控制电路；在检测到防爆装置发出允许运行的动作后通知控制电路运行；用户输入设备设于控制箱体上或控制箱体外，用于接收用户输入的操作信息，将操作信息发送至控制电路；控制电路用于根据现场测量参数和操作信息发出控制信号至数据输出设备；数据输出设备，用于将控制信号输出至相应的执行器。本实用新型专利技术可以提高钻井的效率和安全性。

Optimization device for control of top drive drilling

The utility model discloses an optimization device for a top drive drilling control, which includes data acquisition equipment, control circuit and data output equipment in a closed control box. The explosion proof device is placed on the control box and is used to send out the action when the control box meets the explosion protection requirements; the data acquisition equipment is used for mining. The field measurement parameters of the set top drive drilling system and the control circuit are sent to the control circuit, and the control circuit is notified after the operation of the allowed operation of the explosion-proof device; the user input device is placed on the control box or in the control box for receiving the user input operation information, and sending the operation information to the control circuit; The circuit is used to send a control signal to a data output device based on the field measurement parameters and operation information; the data output device is used to output the control signals to the corresponding executor. The utility model can improve the efficiency and safety of drilling.

【技术实现步骤摘要】
顶驱钻井控制优化装置
本技术涉及钻井
，尤其涉及顶驱钻井控制优化装置。
技术介绍
顶驱钻井系统是一种顶部驱动钻井系统，它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作，是基于钻井工艺技术要求的机电液一体化石油专用设备。顶驱钻井系统通常都配备有非常完善的顶驱控制系统，因此操作人员可以通过顶驱控制系统的操作台进行各项钻井操作，还可以监控顶驱钻井系统的运行状态，进而实现顶驱控制系统的操作功能，以及顶驱钻井系统参数显示和远程监控。现有的顶驱控制系统，控制信号都是操作人员从顶驱控制系统的司钻控制房发出的，作业人员在司钻控制房内可以通过观察实时显示的悬重、钻压、钻速、泥浆返回流量、泥浆泵冲数、立管压力、转盘转速、转盘扭矩、游车高度等钻井参数，再根据作业要求、现场的实际情况和作业的经验，操作司钻控制房内的相应旋钮、按钮或开关，实现对顶驱钻井系统的合理控制和通讯。但对于一些复杂地质条件下的复杂结构井、超深井、超大位移井、深水钻井和特殊工艺井，难免遇到一些非均质性、不确定性、非结构性的难题，此时钻井的效率和安全性很大程度上受到现场作业人员的经验、操作熟练程度及给出指令准确性的影响，对于一些特殊情况的井，甚至需要作业人员进行连续数个小时的复杂操作。由此可见，钻井过程中如果遇到上述情况，很容易出现操作不当引起工程事故，或者是钻进的效率过低，甚至出现无法完成钻井任务的情况。
技术实现思路
本技术实施例提供一种顶驱钻井控制优化装置，用以提高钻井的效率和安全性，该顶驱钻井控制优化装置包括：设于一密闭的控制箱体内的数据采集设备、控制电路和数据输出设备；设于控制箱体上的防爆装置；设于控制箱体上、或控制箱体外的用户输入设备；数据采集设备、数据输出设备和用户输入设备分别与控制电路连接；防爆装置与数据采集设备连接；其中：防爆装置用于在控制箱体内满足防爆要求时发出允许运行的动作；数据采集设备用于采集顶驱钻井系统的现场测量参数，将现场测量参数发送至控制电路；在检测到防爆装置发出允许运行的动作后，通知控制电路运行；用户输入设备用于接收用户输入的操作信息，将操作信息发送至控制电路；控制电路用于根据现场测量参数和操作信息发出控制信号至数据输出设备；数据输出设备，用于将控制信号输出至相应的执行器。一个实施例中，防爆装置为正压防爆装置。一个实施例中，正压防爆装置包括：减压阀、过滤器和微压开关；减压阀用于将保护气体减压至微正压；过滤器用于将经减压后的保护气体过滤后引入控制箱体；微压开关用于监测控制箱体内外压力，当内外压力差大于设定值时闭合；数据采集设备用于在检测到微压开关的闭合动作后，通知控制电路运行。一个实施例中，顶驱钻井控制优化装置还包括：与控制电路连接的显示设备，设于控制箱体上、或控制箱体外，用于显示顶驱钻井控制优化装置运行过程中的相关信息；和/或，与数据输出设备连接的指示灯，设于控制箱体上、或控制箱体外；执行器包括指示灯；指示灯用于根据数据输出设备输出的控制信号，提示顶驱钻井控制优化装置运行过程中的状态。一个实施例中，用户输入设备包括操作面板和/或触控显示屏；触控显示屏与显示设备为同一实体。一个实施例中，顶驱钻井控制优化装置还包括：与数据输出设备连接的继电器；执行器包括继电器；继电器用于根据数据输出设备输出的控制信号，进行顶驱钻井控制优化装置和顶驱控制系统控制权限的切换。一个实施例中，继电器设于控制箱体内；或，继电器设于控制箱体外、顶驱控制系统的司钻箱内。一个实施例中，数据采集设备用于采集顶驱控制系统的工况信息，将工况信息发送至控制电路；控制电路用于在根据工况信息确定顶驱控制系统处于安全工况时，发出释放权限的控制信号；继电器用于在接收到释放权限的控制信号后，将顶驱钻井控制优化装置的控制权限释放给顶驱控制系统。一个实施例中，数据采集设备用于采集顶驱控制系统的控制键状态信息，将控制键状态信息发送至控制电路；控制电路用于在根据控制键状态信息确定顶驱控制系统的控制键处于安全位置时，发出释放权限的控制信号；继电器用于在接收到释放权限的控制信号后，将顶驱钻井控制优化装置的控制权限释放给顶驱控制系统。一个实施例中，顶驱钻井控制优化装置还包括：与继电器连接的急停按钮，设于控制箱体上、或控制箱体外，用于在被触发时控制继电器将顶驱钻井控制优化装置的控制权限释放给顶驱控制系统。一个实施例中，顶驱钻井控制优化装置还包括：交直流电源，与顶驱钻井控制优化装置中各部件连接，用于供电。一个实施例中，执行器包括顶驱钻井系统。一个实施例中，顶驱钻井控制优化装置还包括：与控制电路连接的外置数据变换电路，用于采集顶驱钻井系统的现场测量参数，将现场测量参数发送至控制电路；接收控制电路发送的控制信号，将控制信号输出至相应的执行器。一个实施例中，外置数据变换电路设于控制箱体外、顶驱控制系统的司钻箱内。在本技术实施例的顶驱钻井控制优化装置中，数据采集设备采集顶驱钻井系统的现场测量参数，用户输入设备接收用户输入的操作信息，控制电路根据现场测量参数和操作信息发出控制信号，数据输出设备将控制信号输出至相应的执行器，从而自动实现钻井控制，避免了现有技术中作业人员人工操作造成钻井效率及安全性低的问题，可以提高给出控制信号的准确性，降低工程事故的概率，提高钻井的效率，确保完成钻井任务。并且，在本技术实施例的顶驱钻井控制优化装置中，密闭的控制箱体上还设有防爆装置，防爆装置在控制箱体内满足防爆要求时才发出允许运行的动作，数据采集设备在检测到防爆装置发出允许运行的动作后才通知控制电路运行，这样可以保证顶驱钻井控制优化装置的正常运行，进一步提高钻井的安全性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的示意图；图2为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例图；图3为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例图；图4为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例图；图5为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例图；图6为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例图；图7为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例的结构示意图；图8为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例的外形示意图；图9为本技术实施例中顶驱钻井控制优化装置的一具体示例的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本技术实施例做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。专利技术人发现，采用现有的技术路线及方法难以解决现有技术中存在的钻井效率及安全性低的问题，其主要原因是：现场的反馈参数和情况比较复杂，而控制信号都是通过操作人员手动给出，现场的作业人员很难完全的综合考虑现场所有参数，在很短的时间内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，包括：设于一密闭的控制箱体内的数据采集设备、控制电路和数据输出设备；设于控制箱体上的防爆装置；设于控制箱体上、或控制箱体外的用户输入设备；数据采集设备、数据输出设备和用户输入设备分别与控制电路连接；防爆装置与数据采集设备连接；其中：防爆装置用于在控制箱体内满足防爆要求时发出允许运行的动作；数据采集设备用于采集顶驱钻井系统的现场测量参数，将现场测量参数发送至控制电路；在检测到防爆装置发出允许运行的动作后，通知控制电路运行；用户输入设备用于接收用户输入的操作信息，将操作信息发送至控制电路；控制电路用于根据现场测量参数和操作信息发出控制信号至数据输出设备；数据输出设备，用于将控制信号输出至相应的执行器。

【技术特征摘要】
1.一种顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，包括：设于一密闭的控制箱体内的数据采集设备、控制电路和数据输出设备；设于控制箱体上的防爆装置；设于控制箱体上、或控制箱体外的用户输入设备；数据采集设备、数据输出设备和用户输入设备分别与控制电路连接；防爆装置与数据采集设备连接；其中：防爆装置用于在控制箱体内满足防爆要求时发出允许运行的动作；数据采集设备用于采集顶驱钻井系统的现场测量参数，将现场测量参数发送至控制电路；在检测到防爆装置发出允许运行的动作后，通知控制电路运行；用户输入设备用于接收用户输入的操作信息，将操作信息发送至控制电路；控制电路用于根据现场测量参数和操作信息发出控制信号至数据输出设备；数据输出设备，用于将控制信号输出至相应的执行器。2.如权利要求1所述的顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，防爆装置为正压防爆装置。3.如权利要求2所述的顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，正压防爆装置包括：减压阀、过滤器和微压开关；减压阀用于将保护气体减压至微正压；过滤器用于将经减压后的保护气体过滤后引入控制箱体；微压开关用于监测控制箱体内外压力，当内外压力差大于设定值时闭合；数据采集设备用于在检测到微压开关的闭合动作后，通知控制电路运行。4.如权利要求1所述的顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，顶驱钻井控制优化装置还包括：与控制电路连接的显示设备，设于控制箱体上、或控制箱体外，用于显示顶驱钻井控制优化装置运行过程中的相关信息；和/或，与数据输出设备连接的指示灯，设于控制箱体上、或控制箱体外；执行器包括指示灯；指示灯用于根据数据输出设备输出的控制信号，提示顶驱钻井控制优化装置运行过程中的状态。5.如权利要求4所述的顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，用户输入设备包括操作面板和/或触控显示屏；触控显示屏与显示设备为同一实体。6.如权利要求1所述的顶驱钻井控制优化装置，其特征在于，顶驱钻井控制优化装置还包括：与数据输出设备连接的继电器；执行器包括继电器；继电...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：敖江昵，
类型：新型
国别省市：北京,11