专利名称：石油钻机智能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻机控制技术领域，具体的说是一种通过对绞车速度的控制可以实现恒速及恒压送钻的石油钻机智能控制装置。
技术背景一般石油钻机的游动系统都是通过司钻操纵绞车刹把对游车大钩的下放速度和井下钻头的钻压进行控制，司钻工作十分辛苦，而且工作环境十分恶劣。
发明内容
本实用新型目的是设计一种安装于石油钻机上的智能控制装置，以实现司钻对石油钻机游动系统的下放速度和井下钻头钻压的远距离控制和随意控制。达到使司钻操作轻松自如，减轻司钻的劳动强度，改善司钻的工作环境，提高钻机的工作安全和人身安全，并同时提高石油钻机的自动化控制水平。
具体的说，一种石油钻机智能控制装置，其具有安装于绞车绳固定端的用于测量游车大钩及钻具钻压大小的载荷传感器(1)，该载荷传感器(1)与控制器(7)相连，所述的控制器(7)同时与控制阀(8)相连，控制器将检测到的载荷信号V2和控制阀(8)给出的设定速度信号V3，及控制器(7)设定的一个钻压基准信号V4进行计算处理后输出一个控制信号V5，再通过信号转换器(6)去控制执行机构(5)，实现控制绞车(4)的刹车力大小。
在绞车滚筒(4)上还装有检测绞车转速信号的信号发送器(3)，该信号发送器(3)将检测到的绞车滚筒转速信号V1输入到控制器(7)中。
本石油钻机智能控制系统具有以下优点1、通过控制器将采集回来的速度信号和载荷信号与设置的速度信号和钻压信号，通过计算机进行计算处理后输出一个控制信号，再通过信号转换器、控制机构转化为机械力的变化信号来控制绞车刹车力的大小。在起下钻过程中可实现游车大钩的匀速、定速下放，在钻井过程中可实现井下钻压的恒压自动送钻。
2、大钩的下放速度根据司钻设定的速度匀速下放；钻压根据司钻设定的数值均匀送钻，钻压控制准确，波动小，给进过程无冲击。
3、安全、可靠。上升过程和下放过程分别由上防碰高度和下防碰高度来控制，上升过程不会撞天车，下放过程不会砸转盘，当下放速度超过最大设定速度时，自动执行紧急刹车，而且当游车大钩下放高度到达某一设定高度时系统会自动启动软着陆功能，使大钩匀速缓慢下放，游车大钩到达转盘时，速度逐渐减为零，保证了石油钻机的安全性。在钻进过程中，如井下地层硬度突然变化，可防止钻柱快速下落，避免礅钻和溜钻；如遇紧急情况，可确保绞车即可处于“刹死”状态。
图1为本实用新型控制器原理图图2为本实用新型结构原理图。
具体实施方式
一种石油钻机智能控制装置，其具有安装于绞车绳固定端的用于测量游车大钩及钻具钻压大小的载荷传感器(1)，该载荷传感器(1)与控制器(7)相连，所述的控制器(7)同时与控制阀(8)相连，控制器将检测到的载荷信号V2和控制阀(8)给出的设定速度信号V3，及控制器(7)设定的一个钻压基准信号V4进行计算处理后输出一个控制信号V5，再通过信号转换器(6)去控制执行机构(5)，实现控制绞车(4)的刹车力大小。在绞车滚筒(4)上还装有检测绞车转速信号的信号发送器(3)，该信号发送器(3)将检测到的绞车滚筒转速信号V1输入到控制器(7)中。控制器(图1中虚线框以外的部分)主要由比较单元、检测、变换、反馈单元等构成，如图1所示。该系统通过检测元件将测得的速度信号和压力信号经过变换作为实际值与操作手柄的设定值或人为输入的给定值进行比较，得出控制信号驱动执行机构工作，产生合理的触发脉冲信号控制主回路的可控硅进行调压调速，达到控制的目的。
本智能控制系统的工作原理石油钻机智能控制系统由载荷传感器1、信号发送器3、信号转换器6、控制器7、控制阀8等组成。控制原理图如图1所述装在绞车滚筒轴上的信号发送器3检测绞车滚筒4的转速信号V1，装在游动系统死绳端的载荷传感器1检测载荷信号V2，控制阀手柄8给出设定速度信号V3，控制器7设定一个钻压基准信号V4，控制器7时刻检测四种信号。若在起下钻过程中，控制器7对V1、V2、V3三种信号进行计算处理，若在送钻过程中对V1、V2、V4三种信号进行计算处理，输出一种控制信号V5，再通过信号转换器6去控制执行机构5，实现控制绞车4的刹车力大小，从而控制游车大钩及钻具2的下放速度。这一自动无级的调节滚筒速度的过程，从而实现了在起下钻过程中，保持游车大钩的下放速度进行“匀速下放”；在送钻过程中，保持井下钻具的“恒压送钻”。
权利要求1.一种石油钻机智能控制装置，其特征是具有安装于绞车绳固定端的用于测量游车大钩及钻具钻压大小的载荷传感器(1)，该载荷传感器(1)与控制器(7)相连，所述的控制器(7)同时与控制阀(8)相连，控制器将检测到的载荷信号V2和控制阀(8)给出的设定速度信号V3，及控制器(7)设定的一个钻压基准信号V4进行计算处理后输出一个控制信号V5，再通过信号转换器(6)去控制执行机构(5)，实现控制绞车(4)的刹车力大小。
2.根据权利要求1所述的石油钻机智能控制装置，其特征是在绞车滚筒(4)上还装有检测绞车转速信号的信号发送器(3)，该信号发送器(3)将检测到的绞车滚筒转速信号V1输入到控制器(7)中。
专利摘要本实用新型涉及一种石油钻机智能控制装置，其具有安装于绞车绳固定端的用于测量游车大钩及钻具钻压大小的载荷传感器(1)，该载荷传感器(1)与控制器(7)相连，所述的控制器(7)同时与控制阀(8)相连，控制器将检测到的载荷信号V
文档编号E21B44/00GK2654855SQ03262798
公开日2004年11月10日 申请日期2003年9月4日 优先权日2003年9月4日
发明者杨恩峰, 郑芸哲 申请人:杨恩峰