專利名稱：鉆井模擬器遠程控制臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鉆井模擬裝置，特別是涉及一種鉆井模擬器遠程控制臺。
背景技術(shù)：
石油工業(yè)是一種技術(shù)密集型行業(yè)，鉆井作業(yè)是石油工業(yè)拿儲量、上產(chǎn)能的重要手 段之一。由于石油鉆井生產(chǎn)條件的限制和井下情況的復(fù)雜性，使石油鉆井作業(yè)面臨極大的 風(fēng)險。為了獲得更好生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，減少人為事故的發(fā)生，對鉆井現(xiàn)場操作人員和工 程技術(shù)人員的技術(shù)技能培訓(xùn)就顯得十分重要。目前，鉆井操作培訓(xùn)主要在生產(chǎn)現(xiàn)場進行，由于各種條件和因素的制約，使培訓(xùn)內(nèi) 容受到極大的限制，培訓(xùn)的系統(tǒng)性、培訓(xùn)效果及培訓(xùn)人員數(shù)量等都受到極大的影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有石油鉆井作業(yè)培訓(xùn)技術(shù)的不足，提供一種基于計 算機仿真技術(shù)的鉆井模擬器遠程控制臺，該遠程控制臺參照鉆井作業(yè)現(xiàn)場的實際操作流 程，對遠程控制臺的工作原理和操作方法進行逼真模擬，增強教學(xué)培訓(xùn)的現(xiàn)場感，縮短培訓(xùn) 周期、提高培訓(xùn)效果、降低培訓(xùn)成本。本實用新型的發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)鉆井模擬器遠程控制臺，其特 征在于它包括機箱和內(nèi)部控制板，所述的機箱的正面包括一個控制面板，控制面板上設(shè)有 環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥、管匯壓力調(diào)節(jié)閥、管匯壓力表、儲能壓力表、環(huán)形油壓表、旁通閥、放噴閥、 半封閘板控制閥、全封間板控制閥、剪切間板控制閥、環(huán)形間板控制閥、儲能器總開關(guān)、左路 儲能器開關(guān)和右路儲能器開關(guān)，所述的內(nèi)部控制板包括一個可編程控制器PLC和一個閥門 控制器，可編程控制器PLC的CPU模塊分別通過AD模塊與管匯壓力調(diào)節(jié)閥和環(huán)形油壓調(diào)節(jié) 閥連接，通過DA模塊1與管匯壓力表和儲能器壓力表連接，通過DA模塊2與環(huán)形油壓表連 接，還分別通過其開關(guān)量輸入端口與儲能器總開關(guān)、左路儲能器開關(guān)和右路儲能器開關(guān)連 接，可編程控制器PLC的CPU模塊還通過十二路開關(guān)量輸出(這十二路開關(guān)量輸出分別用 作旁通閥啟動控制信號、旁通閥打開或關(guān)閉控制信號、放噴閥啟動控制信號，放噴閥打開或 關(guān)閉控制信號、半封閘板控制閥啟動控制信號、半封閘板控制閥打開或關(guān)閉控制信號、全封 閘板控制閥啟動控制信號、全封閘板控制閥打開或關(guān)閉控制信號、剪切閘板控制閥啟動控 制信號、剪切閘板控制閥打開或關(guān)閉控制信號、環(huán)形閘板控制閥啟動控制信號和環(huán)形閘板 控制閥打開或關(guān)閉控制信號)連接閥門控制器的控制輸入端，閥門控制器的輸出分別與旁 通閥、放噴閥、半封閘板控制閥、全封閘板控制閥、剪切閘板控制閥和環(huán)形閘板控制閥連接， 旁通閥、放噴閥、半封閘板控制閥、全封閘板控制閥、剪切閘板控制閥和環(huán)形閘板控制閥分 別通過反饋信號線接入可編程控制器PLC的十二路開關(guān)量輸入端口(這十二路開關(guān)量輸 入分別用作旁通閥開/關(guān)反饋信號、放噴閥開/關(guān)反饋信號、半封閘板控制閥開/關(guān)反饋信 號、全封閘板控制閥開/關(guān)反饋信號、剪切閘板控制閥開/關(guān)反饋信號和環(huán)形閘板控制閥開 /關(guān)反饋信號)。[0006]其中，管匯壓力調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)管匯壓力大小，環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)環(huán)形油 壓大小，管匯壓力表顯示管匯壓力值，儲能器壓力表顯示儲能器壓力值，環(huán)形油壓表顯示環(huán) 形油壓值，旁通閥用于打開或關(guān)閉旁通管線，反饋回旁通閘板的開關(guān)狀態(tài)，放噴閥用于打開 或關(guān)閉放噴管線，反饋回放噴閥的開關(guān)狀態(tài)，儲能器總開關(guān)用于打開或關(guān)閉儲能器總管線。遠程控制臺控制程序工作流程大致可描述為當(dāng)控制程序啟動，初始化端口對PLC的端口 Portl進行初始化，以實現(xiàn)與防噴器點對點通信，同時顯示儀表初始化，讀入開 關(guān)量并存入到內(nèi)部緩沖區(qū)以便后續(xù)處理使用；再讀取A/D結(jié)果并存入到發(fā)送緩沖區(qū)，然后 再調(diào)用NET RW與防噴器控制臺收發(fā)數(shù)據(jù)，調(diào)用環(huán)形、半封、放噴、剪切控制子程序，根據(jù)防噴 器手柄操作控制步進電機轉(zhuǎn)動，以接通個防噴器的控制油路，從而控制防噴器開或關(guān)；如果 左右及油路總開關(guān)均接通，則發(fā)送環(huán)形壓力調(diào)節(jié)值到環(huán)形儀表顯示緩沖區(qū)，若選擇旁通開 則送匯管壓力調(diào)節(jié)值到匯管壓力儀表顯示緩沖區(qū)，否則發(fā)送21MPa顯示值到儀表顯示緩沖 區(qū)；如果左右及油路總開關(guān)均不接通，則發(fā)送O值到儀表顯示緩沖區(qū)；然后從儀表顯示緩沖 區(qū)讀取數(shù)據(jù)到D/A，最后返回讀入開關(guān)量并存入到內(nèi)部緩沖區(qū)，以此循環(huán)。遠程控制臺控制子程序工作流程大致可敘述為子程序開始運行，從接收緩沖區(qū) 讀取防噴器操作手柄狀態(tài)，讀出用于判斷防噴器操作手柄是否有操作，只有當(dāng)防噴器操作 手柄有操作時步進電機轉(zhuǎn)動，如果步進電機不轉(zhuǎn)動則返回開始狀態(tài)；否則控制步進電機轉(zhuǎn) 動標志置位，根據(jù)開或關(guān)來選擇步進電機的轉(zhuǎn)動方向，若是開則置位方向控制標志為0(表 示左轉(zhuǎn))，如果關(guān)到位了則控制步進電機轉(zhuǎn)動標志清零，然后返回開始狀態(tài)，如果沒有關(guān)到 位也返回；若是關(guān)則置位方向控制標志為1(表示右轉(zhuǎn))，如果開到位了則控制步進電機轉(zhuǎn) 動標志清零，然后返回開始狀態(tài)，如果沒有開到位也返回；如此循環(huán)。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了對鉆井現(xiàn)場遠程控制臺的逼真模擬，增強了教 學(xué)培訓(xùn)的現(xiàn)場感，縮短了培訓(xùn)周期、提高了培訓(xùn)效果、降低了培訓(xùn)成本。

圖1遠程控制臺控制面板的布局示意圖圖2內(nèi)部控制板與控制面板上主要部件的連接關(guān)系圖3遠程控制臺控制流程圖圖4遠程控制臺控制子程序流程圖圖中，1-控制面板，2-環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥，3-管匯壓力調(diào)節(jié)閥，4-管匯壓力表，5-儲 能壓力表，6-環(huán)形油壓表，7-旁通閥，8-放噴閥，9-半封閘板控制閥，10-全封閘板控制閥， 11-剪切閘板控制閥，12-環(huán)形閘板控制閥，13-儲能器總開關(guān)，14-左路儲能器開關(guān)，15-右 路儲能器開關(guān)
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步描述本實用新型的技術(shù)方案如圖1所示，它包括機箱和內(nèi) 部控制板，所述的機箱的正面包括一個控制面板1，控制面板1上設(shè)有環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥2、管 匯壓力調(diào)節(jié)閥3、管匯壓力表4、儲能壓力表5、環(huán)形油壓表6、旁通閥7、放噴閥8、半封閘板 控制閥9、全封閘板控制閥10、剪切閘板控制閥11、環(huán)形閘板控制閥12、儲能器總開關(guān)13、左 路儲能器開關(guān)14和右路儲能器開關(guān)15，所述的內(nèi)部控制板包括一個可編程控制器PLC和一個閥門控制器，如圖2所示，可編程控制器PLC的CPU模塊分別通過AD模塊與管匯壓力調(diào)節(jié)閥3和環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥2連接，通過DA模塊1與管匯壓力表4和儲能器壓力表5連接，通 過DA模塊2與環(huán)形油壓表6連接，通過其開關(guān)量輸入端口與儲能器總開關(guān)13、左路儲能器 開關(guān)14和右路儲能器開關(guān)15連接，可編程控制器PLC的CPU模塊還通過十二路開關(guān)量輸出 (十二路開關(guān)量輸出分別用作旁通閥啟動控制信號、旁通閥打開或關(guān)閉控制信號、放噴閥啟 動控制信號，放噴閥打開或關(guān)閉控制信號、半封閘板控制閥啟動控制信號、半封閘板控制閥 打開或關(guān)閉控制信號、全封閘板控制閥啟動控制信號、全封閘板控制閥打開或關(guān)閉控制信 號、剪切閘板控制閥啟動控制信號、剪切閘板控制閥打開或關(guān)閉控制信號、環(huán)形閘板控制閥 啟動控制信號和環(huán)形閘板控制閥打開或關(guān)閉控制信號)連接閥門控制器控制輸入端，閥門 控制器的輸出分別與旁通閥7、放噴閥8、半封閘板控制閥9、全封閘板控制閥10、剪切閘板 控制閥11和環(huán)形閘板控制閥12連接，旁通閥7、放噴閥8、半封閘板控制閥9、全封閘板控 制閥10、剪切閘板控制閥11和環(huán)形閘板控制閥12分別通過反饋信號線接入可編程控制器 PLC的十二路開關(guān)量輸入端口(十二路開關(guān)量輸入分別用作旁通閥開/關(guān)反饋信號、放噴閥 開/關(guān)反饋信號、半封閘板控制閥開/關(guān)反饋信號、全封閘板控制閥開/關(guān)反饋信號、剪切 閘板控制閥開/關(guān)反饋信號和環(huán)形閘板控制閥開/關(guān)反饋信號)。其中，管匯壓力調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)管匯壓力大小，環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)環(huán)形油 壓大小，管匯壓力表顯示管匯壓力值，儲能器壓力表顯示儲能器壓力值，環(huán)形油壓表顯示環(huán) 形油壓值，旁通閥用于打開或關(guān)閉旁通管線，反饋回旁通閘板的開關(guān)狀態(tài)，放噴閥用于打開 或關(guān)閉放噴管線，反饋回放噴閥的開關(guān)狀態(tài)，儲能器總開關(guān)用于打開或關(guān)閉儲能器總管線。圖3是遠程控制臺控制流程圖，工作流程大致可描述為當(dāng)控制程序啟動，初始化 端口對PLC的端口 Portl進行初始化，以實現(xiàn)與防噴器點對點通信，同時顯示儀表初始化， 讀入開關(guān)量并存入到內(nèi)部緩沖區(qū)以便后續(xù)處理使用；再讀取A/D結(jié)果并存入到發(fā)送緩沖 區(qū)，然后再調(diào)用NET_RW與防噴器控制臺收發(fā)數(shù)據(jù)，調(diào)用環(huán)形、半封、放噴、剪切控制子程序， 根據(jù)防噴器手柄操作控制步進電機轉(zhuǎn)動，以接通個防噴器的控制油路，從而控制防噴器開 或關(guān)；如果左右及油路總開關(guān)均接通，則發(fā)送環(huán)形壓力調(diào)節(jié)值到環(huán)形儀表顯示緩沖區(qū)，若選 擇旁通開則送匯管壓力調(diào)節(jié)值到匯管壓力儀表顯示緩沖區(qū)，否則發(fā)送21MPa顯示值到儀表 顯示緩沖區(qū)；如果左右及油路總開關(guān)均不接通，則發(fā)送O值到儀表顯示緩沖區(qū)；然后從儀表 顯示緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)到D/A，最后返回讀入開關(guān)量并存入到內(nèi)部緩沖區(qū)，以此循環(huán)。圖4是遠程控制臺控制子程序流程圖，子程序工作流程大致可敘述為子程序開 始運行，從接收緩沖區(qū)讀取防噴器操作手柄狀態(tài)，讀出用于判斷防噴器操作手柄是否有操 作，只有當(dāng)防噴器操作手柄有操作時步進電機轉(zhuǎn)動，如果步進電機不轉(zhuǎn)動則返回開始狀態(tài)； 否則控制步進電機轉(zhuǎn)動標志置位，根據(jù)開或關(guān)來選擇步進電機的轉(zhuǎn)動方向，若是開則置位 方向控制標志為0 (表示左轉(zhuǎn))，如果關(guān)到位了則控制步進電機轉(zhuǎn)動標志清零，然后返回開 始狀態(tài)，如果沒有關(guān)到位也返回；若是關(guān)則置位方向控制標志為1(表示右轉(zhuǎn))，如果開到位 了則控制步進電機轉(zhuǎn)動標志清零，然后返回開始狀態(tài)，如果沒有開到位也返回；如此循環(huán)。
權(quán)利要求鉆井模擬器遠程控制臺，其特征在于它包括機箱和內(nèi)部控制板，所述的機箱的正面包括一個控制面板(1)，控制面板(1)上設(shè)有環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥(2)、管匯壓力調(diào)節(jié)閥(3)、管匯壓力表(4)、儲能壓力表(5)、環(huán)形油壓表(6)、旁通閥(7)、放噴閥(8)、半封閘板控制閥(9)、全封閘板控制閥(10)、剪切閘板控制閥(11)、環(huán)形閘板控制閥(12)、儲能器總開關(guān)(13)、左路儲能器開關(guān)(14)和右路儲能器開關(guān)(15)，所述的內(nèi)部控制板包括一個可編程控制器PLC和一個閥門控制器，可編程控制器PLC的CPU模塊分別通過AD模塊與管匯壓力調(diào)節(jié)閥(3)和環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥(2)連接，通過DA模塊1與管匯壓力表(4)和儲能器壓力表(5)連接，通過DA模塊2與環(huán)形油壓表(6)連接，通過其開關(guān)量輸入端口與儲能器總開關(guān)(13)、左路儲能器開關(guān)(14)和右路儲能器開關(guān)(15)連接，可編程控制器PLC的CPU模塊還通過十二路開關(guān)量輸出連接閥門控制器的控制輸入端，閥門控制器的輸出分別與旁通閥(7)、放噴閥(8)、半封閘板控制閥(9)、全封閘板控制閥(10)、剪切閘板控制閥(11)和環(huán)形閘板控制閥(12)連接，旁通閥(7)、放噴閥(8)、半封閘板控制閥(9)、全封閘板控制閥(10)、剪切閘板控制閥(11)和環(huán)形閘板控制閥(12)分別通過反饋信號線接入可編程控制器PLC的十二路開關(guān)量輸入端。
專利摘要本實用新型公開了一種鉆井模擬器遠程控制臺，它包機箱和內(nèi)部控制板，機箱的正面包括一個控制面板(1)，控制面板(1)上設(shè)有環(huán)形油壓調(diào)節(jié)閥(2)、管匯壓力調(diào)節(jié)閥(3)、管匯壓力表(4)、儲能壓力表(5)、環(huán)形油壓表(6)、旁通閥(7)、放噴閥(8)、半封閘板控制閥(9)、全封閘板控制閥(10)、剪切閘板控制閥(11)、環(huán)形閘板控制閥(12)、儲能器總開關(guān)(13)、左路儲能器開關(guān)(14)和右路儲能器開關(guān)(15)。本實用新型的有益效果是實現(xiàn)了對鉆井現(xiàn)場遠程控制臺的逼真模擬，增強了教學(xué)培訓(xùn)的現(xiàn)場感，縮短了培訓(xùn)周期、提高了培訓(xùn)效果、降低了培訓(xùn)成本。
文檔編號G09B25/02GK201556347SQ200920242948
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者梅大成, 胡衛(wèi)東, 趙剛, 鄭巧, 陳利學(xué), 龔捷 申請人:成都盛特石油裝備模擬技術(shù)開發(fā)有限公司