【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气资源钻井压力优化控制，尤其涉及一种基于多设备联调监控的井筒压力闭环控制系统系统及方法，设计的监控系统能够与井筒压力调控系统配套运行实现钻井工程中井筒压力状态的实时精确监控。
技术介绍
1、随着油气勘探开发逐步向深部复杂地层进军，工程地质特征复杂，溢漏频发，井筒压力安全控制对安全钻井至关重要。当前，钻井装备逐步向自动化、智能化方向发展，井筒压力控制技术也需要逐渐由单一设备调控向多设备联动调控转变。
2、对井筒压力开展闭环调控，目标是针对钻井全过程通过对地面装置、井下设备的集成联动调控实现井筒压力的精准控制，将井筒压力稳定控制在地层安全密度窗口内，尽可能与期望的井筒压力相吻合。其主要工作原理是通过采集地面井下工程参数、地面装备动态参数测算得到实时井筒压力，以基于不同钻井工况确定需要控制的压力为目标，通过对应的控制系统，生成压力控制指令并发出，利用指令调整自动化钻机装备、自动控压系统的运行数据，进而实现井筒压力实时控制，从而达到安全钻井的目的。由此可见，井筒压力调控的核心之一是压力闭环控制系统，如何更好地实现多设备信息互联互通，集成联动已成为当前井筒压力调控亟需解决的问题。
3、当前井筒压力闭环调控系统主要存在如下问题：(1)目前的压力闭环调控系统仅局限于小闭环控制，通常只考虑控压钻井系统内部的节流阀、流量监测装置之间的信息反馈与指令传送；(2)控压钻井装备与地面其他设备之间没有数据和指令通讯，例如cn2012102263182中公开了一种通过地面管汇监测出入口排量并实施控制的装备与方法，该方
4、公开于本专利技术
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部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
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的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于多设备联调监控的井筒压力闭环控制系统，提出了新的控制系统及原理，解决现有井筒压力控制的尚未发展到多设备联通的问题，实现多源数据互动的井筒压力控制；优选地，一个实施例中，所述系统包括：
2、自动化监控设备，其包括自动化压力运控设备和自动监测系统，所述自动化压力运控设备包括能够响应于指令自动运行调控的自动化地面钻机装置和自动化控压钻井装置，所述自动监测系统用于监测自动化地面钻机装置和自动化控压钻井装置的运行参数；
3、多设备联调监控系统，其与自动化监控设备连接，用于对各自动化监控设备监测获取的数据以及关联的控制指令进行多设备联调监控和管理；
4、压力控制决策模块，其与多设备联调监控系统连接，配置为根据多设备联调的运行参数分析实时压力数据，并基于当前的工况决策优化调控井筒压力的控制指令，通过多设备联调监控系统将控制指令传达到自动化压力运控设备，实现运行状态的调控。
5、实际应用时，一个优选的实施例中，所述自动化地面钻机装置包括：自动送钻装备、自动循环装备和自动配浆装备，作为地面多设备联动调控的执行机构；
6、所述自动化控压钻井装置包括模块化自动节流管汇、自动分流管汇、溢漏自动监测装备和旋转防喷器装置。
7、优选地，一个实施例中，所述多设备联调监控系统包括：
8、自动联调监控装置，包括地面钻机装置控制机构和钻井装备控制机构，分别用于对当前井的不同自动化钻机地面装置和自动控压钻井装备进行数据监测和运行控制，各控制机构中设有匹配的数据传输硬件接口；
9、多源数据通讯模块，其与钻机装置控制机构和钻井装备控制机构中的各数据传输硬件接口连接，能够有效传输不同控制模块中对应的多种检测数据信号和控制指令；
10、模块化监控管理系统，其通过包括多源数据通讯模块与自动联调监控装置中的各控制机构连接，针对各个控制模块独立设置的模块化监控子系统，分别用于对各控制模块采集的数据信号和相关的控制指令进行匹配管理；
11、集中监控管理系统，其与所述模块化监控管理系统连接，用于综合接收各个模块化监控子系统采集的数字信号，同时将不同控制模块设备的运行控制指令发布至匹配的模块化监控子系统。
12、可选地，一个实施例中，所述自动联调监控装置配置为：结合当前井的自动化钻机地面装置中关于自动送钻、自动循环和自动配浆工艺运行过程中的特征参数，确定各个控制模块监测及调控对应装置运行状态所需的采集参数信号属性和控制指令信号属性，进而基于此制定信号通讯卡件和控制器；所述信号属性包括模拟量信号和数字量信号数量。
13、作为本专利技术的进一步改进，一个实施例中，所述自动联调监控装置还配置为：根据控制器配置情况确认各控制模块匹配的数据通讯方式，配置支持匹配数据通讯方式的数据传输硬件接口，作为向外传输数据和接收外部指令的物理数据接口。
14、一个可选的实施例中，针对所述自动联调监控装置，分别分析各控制模块具备通讯需求的所有子模块对象，针对所有子模块对象需要的多种不同通讯方式，根据需要的通讯方式种类数设置匹配数量的通讯卡，将子模块对象通过物理链接方式连接到匹配的通讯卡上。
15、进一步地，一个实施例中，所述模块化监控管理系统配置为：根据控制模块的工艺运行原理设定模块化监控子系统的监控功能单元，包括内部监控单元对外监控单元，所述内部监控单元实现工艺运行中所有运行信号的采集控制、内部控制指令发布，所述对外监控单元实现工艺运行中所有运行信号的对外发送控制和外部控制信号的接收送达控制。
16、优选地，一个实施例中，所述集中监控管理系统中包括状态监测模块，其采用“看门狗”电路可实时监测各模块化监控子系统与集中监控管理系统的连接状态，当生成了某子系统的控制指令需要传达，但该子系统与集中监控管理系统未有效连接时，中止传达并发出提醒信号。
17、基于上述任意一个或多个实施例中所述系统的应用方面，本专利技术还提供一种基于多设备联调监控的井筒压力闭环控制方法，该方法包括：
18、设置自动化监控设备，由自动化压力运控设备响应于指令自动调控实现自动地面钻机作业和自动控压钻井作业，由自动监测系统监测运行状态下自动化地面钻机装置和自动化控压钻井装置的运行参数；
19、利用多设备联调监控系统中自动联调监控装置的地面钻机装置控制机构和钻井装备控制机构，分别获取被测井各自动化钻机地面装置和自动控压钻井装备的运行参数；
20、将监测的数据通过匹配的数据传输硬件接口传输至多源数据通讯模块，由多源数据通讯模块综合并整理多个控制模块的监测数据，传输至所属的模块化监控管理系统；
21、由各个模块化监控管理系统将接收的监测数据上传给集中监控管理系统，集中监控管理系统综合不同模块化监控管理系统上传的数据分析实施井筒压力数据，并结合当前工况数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多设备联调监控的井筒压力闭环控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动化地面钻机装置包括：自动送钻装备、自动循环装备和自动配浆装备，作为地面多设备联动调控的执行机构；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多设备联调监控系统包括：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述自动联调监控装置配置为：结合当前井的自动化钻机地面装置中关于自动送钻、自动循环和自动配浆工艺运行过程中的特征参数，确定各个控制模块监测及调控对应装置运行状态所需的采集参数信号属性和控制指令信号属性，进而基于此制定信号通讯卡件和控制器；
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述自动联调监控装置还配置为：根据控制器配置情况确认各控制模块匹配的数据通讯方式，配置支持匹配数据通讯方式的数据传输硬件接口，作为向外传输数据和接收外部指令的物理数据接口。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，分别分析各控制模块具备通讯需求的所有子模块对象，针对所有子模块对象需要的多种不同通讯方式，根据需
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述模块化监控管理系统配置为：根据控制模块的工艺运行原理设定模块化监控子系统的监控功能单元，包括内部监控单元对外监控单元，所述内部监控单元实现工艺运行中所有运行信号的采集控制、内部控制指令发布，所述对外监控单元实现工艺运行中所有运行信号的对外发送控制和外部控制信号的接收送达控制。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集中监控管理系统中包括状态监测模块，其采用“看门狗”电路可实时监测各模块化监控子系统与集中监控管理系统的连接状态，当生成了某子系统的控制指令需要传达，但该子系统与集中监控管理系统未有效连接时，中止传达并发出提醒信号。
9.一种基于多设备联调监控的井筒压力闭环控制方法，其特征在于，该方法应用于权利要求1～8中任意一项所述的系统，所述方法包括：
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有可实现如权利要求9中所述方法的程序代码。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多设备联调监控的井筒压力闭环控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动化地面钻机装置包括：自动送钻装备、自动循环装备和自动配浆装备，作为地面多设备联动调控的执行机构；
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多设备联调监控系统包括：
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述自动联调监控装置配置为：结合当前井的自动化钻机地面装置中关于自动送钻、自动循环和自动配浆工艺运行过程中的特征参数，确定各个控制模块监测及调控对应装置运行状态所需的采集参数信号属性和控制指令信号属性，进而基于此制定信号通讯卡件和控制器；
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述自动联调监控装置还配置为：根据控制器配置情况确认各控制模块匹配的数据通讯方式，配置支持匹配数据通讯方式的数据传输硬件接口，作为向外传输数据和接收外部指令的物理数据接口。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，分别分析各控制模块具备通讯需求的所有子模块对象，针对所有子模块对象需要的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周号博，刘劲歌，张东清，王果，范红康，王立双，赵聪，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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