專利名稱：便攜式鉆井模擬器防噴器控制臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鉆井模擬裝置，特別是涉及一種便攜式鉆井模擬器防噴器控 制臺。
背景技術：
石油工業(yè)是一種技術密集型行業(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雜性，使石油鉆井作業(yè)面臨極大的 風險。為了提高生產(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 術人員進行技術技能培訓就顯得十分重要。目前，鉆井操作培訓主要在生產(chǎn)現(xiàn)場進行，由于各種條件和因素的制約，使培訓內 容受到極大的限制，培訓的系統(tǒng)性、培訓效果及培訓人員數(shù)量等都受到極大的影響。

實用新型內容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有石油鉆井作業(yè)培訓技術的不足，提供一種基于計 算機仿真技術的便攜式鉆井模擬器防噴器控制臺，該防噴器控制臺參照鉆井作業(yè)現(xiàn)場的實 際操作流程，對防噴器、節(jié)流管匯、高壓管匯的操作進行逼真模擬，提升司鉆、隊長的操作水 平及對井下復雜情況的分析判斷能力和處理的能力，縮短培訓周期、提高培訓效果、降低培 訓成本。本實用新型的發(fā)明目的是通過以下技術方案實現(xiàn)便攜式鉆井模擬器防噴器控制 臺，所述的機箱的正面包括一個控制面板，控制面板上左側設有防噴器控制區(qū)、右側上部設 有節(jié)流管匯控制區(qū)、右側下部設有高壓管匯控制區(qū)；防噴器控制區(qū)上設有閘板防噴器油壓表、環(huán)形防噴器油壓表、氣源開關、環(huán)形開 關、環(huán)形開指示燈、環(huán)形關指示燈、上半封開關、上半封開指示燈、上半封關指示燈、全封開 關、全封開指示燈、全封關指示燈、壓井管匯開關、壓井管匯開指示燈、壓井管匯關指示燈、 放噴閥開關、放噴閥關指示燈、放噴閥開指示燈、下半封開關、下半封開指示燈和下半封關 指示燈；節(jié)流管匯控制區(qū)上由平行線路和垂直線路呈“ + ”交叉連接，形成交叉點a、b、C、 d、e、f，在交叉點a的左端平行線路上設有平板閥B，在交叉點a的下端垂直線路上設有平 板閥E，在交叉點b的上端垂直線路上設有平板閥A，在交叉點b的下端垂直線路上依次設 有平板閥D、G，在交叉點c的右端平行線路上設有平板閥C，在交叉點c的下端垂直線路上 設有平板閥F，在交叉點d的右端和交叉點e的左端平行線路上設有平板閥H、I，在交叉點 d的下端垂直線路上設有液動指示燈，在交叉點e的下端垂直線路上設有放噴閥開關指示 燈，在交叉點e的右端和交叉點f的左端平行線路上設有平板閥J、K，在交叉點f的下端垂 直線路上設有手動節(jié)流閥；高壓管匯控制區(qū)上由平行線路和垂直線路呈“T”交叉連接，形成交叉點g、h、i、 j、k，在交叉點h的上端垂直線路上設有平板閥L，在交叉點h的下端垂直線路上設有平板閥N，在交叉點i的上端垂直線路上設有平板閥M，在交叉點i的下端垂直線路上設有平板 閥0，在交叉點k的左端平行線路上設有平板閥P，在交叉點k的下端垂直線路上設有平板閥Q ；內部控制板包括一個單片機及外圍電路組成，氣源開關、環(huán)形開關、上半封開關、 全封開關、壓井管匯開關、放噴閥開關、下半封開關及平板閥A 平板閥Q通過緩沖器連接 到鎖存器A，鎖存器A的輸出與單片機的一個數(shù)據(jù)輸入輸出口連接，手動節(jié)流閥連接多路選 擇器，多路選擇器的輸出連接到運算放大器，運算放大器的輸出經(jīng)A/D轉換器連接到鎖存 器A，鎖存器A的輸出與單片機的一個數(shù)據(jù)輸入輸出口連接，該輸入輸出口還用作數(shù)據(jù)輸出 口連接鎖存器B，鎖存器B的輸出連接D/A轉換器，D/A轉換器的輸出連接運算放大器B，運 算放大器B的輸出連接場效應管，場效應管的輸出分別與閘板防噴器油壓表、環(huán)形防噴器 油壓表連接，單片機的另一個數(shù)據(jù)輸入輸出口連接并行接口，并行接口連接驅動器，驅動器 的輸出與環(huán)形開指示燈、環(huán)形關指示燈、上半封開指示燈、上半封關指示燈、全封開指示燈、 全封關指示燈、壓井管匯開指示燈、壓井管匯關指示燈、放噴閥關指示燈、放噴閥開指示燈、 下半封開指示燈、下半封關指示燈、液動指示燈和放噴閥開關指示燈連接，單片機的第三個 輸入輸出口的兩位輸出經(jīng)鎖存器B連接地址譯碼器，地址譯碼器的輸出分別連接并行接 口、D/A轉換器和A/D轉換器的選中控制端。其中，閘板防噴器油壓表用于顯示閘板防噴器油壓值，環(huán)形防噴器油壓表顯示環(huán) 形防噴器油壓值，氣源開關、環(huán)形開關、上半封開關、全封開關、壓井管匯開關、放噴閥開關、 下半封開關分別用于打開或關閉氣源、環(huán)形防噴器、上半封、全封、壓井管匯、放噴閥、下半 封，環(huán)形開/關指示燈、上半封開指示燈、全封開指示燈、壓井管匯開指示燈、放噴閥開指示 燈、下半封開指示燈分別用于指示環(huán)形防噴器、上半封、全封、壓井管匯、放噴閥、下半封打 開/關閉，液動指示燈用于顯示采用液動調節(jié)節(jié)流閥，節(jié)流管匯上放噴閥開關指示燈用于 顯示放噴閥開關，手動節(jié)流閥用于手動調節(jié)節(jié)流閥開度，平板閥用于平板閥的打開/關閉。本實用新型的防噴控制程序工作流程大致為初始化程序完成內部控制板上的串 口、并口等端口的初始化，以實現(xiàn)與遠控臺點對點通信，以及面板上指示燈及相關參數(shù)的初 始值設定，然后讀入開關量并存入到內部緩沖器，以供從串口將開關狀態(tài)發(fā)送給主控機，再 讀入A/D結果并存入到內部緩沖器，以供從串口將A/D轉換后的值發(fā)送給主控機，接著輸出 數(shù)據(jù)到指示燈，它們是根據(jù)開關狀態(tài)控制指示燈的顯示，輸出數(shù)據(jù)到壓力表顯示初始值，閘 板防噴器油壓表和環(huán)形防噴器油壓表顯示初始狀態(tài)的數(shù)值，其后接受主控機命令和數(shù)據(jù)， 單片機以中斷方式接受主控機命令和數(shù)據(jù)，中斷過程為讀單片機串口 SBuf的值，若SBuf = 1為真，接受主控機發(fā)送過來的命令，然后中斷返回，輸出數(shù)據(jù)到D/A，用于控制閘板防噴器 油壓表和環(huán)形防噴器油壓表的顯示，最后從串口發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機以中斷方式將數(shù)據(jù)發(fā)送 給主控機，中斷過程為讀單片機串口 SBuf的值，若SBuf = 1為假，發(fā)送數(shù)據(jù)給主控機，然后 中斷返回，以此循環(huán)。本實用新型的有益效果是防噴器控制臺將常規(guī)防噴器、節(jié)流管匯、高壓管匯集成 在一起，實現(xiàn)了在一個控制面板上對多個設備的模擬操作，提高培訓效率，縮短培訓周期、 降低培訓成本。
圖1防噴器控制臺的結構示意圖圖2內部控制板與控制面板上主要部件的連接關系圖圖3防噴器控制臺中斷方式流程圖圖4防噴器控制臺主控程序流程圖圖中，1-控制面板，2-防噴器控制區(qū)，3-節(jié)流管匯控制區(qū)，4-高壓管匯控制面，5-閘板防噴器油壓表，6-環(huán)形防噴器油壓表，7-氣源開關，8-環(huán)形開關，9-環(huán)形開指示燈，10-環(huán) 形關指示燈，11-上半封開關，12-上半封開指示燈13-上半封關指示燈，14-全封開關，15-全 封開指示燈，16-全封關指示燈，17-壓井管匯開關，18-壓井管匯開指示燈，19-壓井管匯關指 示燈，20-放噴閥開關，21-放噴閥關指示燈，22-放噴閥開指示燈，23-下半封開關，24-下半 封開指示燈，25-下半封關指示燈，26-液動指示燈，27-放噴閥開關指示燈，28-手動節(jié)流閥， A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、P、Q-平板閥，a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k_ 交叉點。
具體實施方式
下面通過實施例進一步描述本實用新型的技術方案，但本實用新型不限于所述實 施例如圖1所示，便攜式鉆井模擬器防噴器控制臺，其特征在于它包括機箱和內部控制 板，所述的機箱的正面包括一個控制面板1，控制面板1上左側設有防噴器控制區(qū)2、右側上 部設有節(jié)流管匯控制區(qū)3、右側下部設有高壓管匯控制區(qū)4 ；防噴器控制區(qū)2上設有閘板防噴器油壓表5、環(huán)形防噴器油壓表6、氣源開關7、環(huán) 形開關8、環(huán)形開指示燈9、環(huán)形關指示燈10、上半封開關11、上半封開指示燈12、上半封關 指示燈13、全封開關14、全封開指示燈15、全封關指示燈16、壓井管匯開關17、壓井管匯開 指示燈18、壓井管匯關指示燈19、放噴閥開關20、放噴閥關指示燈21、放噴閥開指示燈22、 下半封開關23、下半封開指示燈24和下半封關指示燈25 ；節(jié)流管匯控制區(qū)3上由平行線路和垂直線路呈“ + ”交叉連接，形成交叉點a、b、c、 d、e、f，在交叉點a的左端平行線路上設有平板閥B，在交叉點a的下端垂直線路上設有平 板閥E，在交叉點b的上端垂直線路上設有平板閥A，在交叉點b的下端垂直線路上依次設 有平板閥D、G，在交叉點c的右端平行線路上設有平板閥C，在交叉點c的下端垂直線路上 設有平板閥F，在交叉點d的右端和交叉點e的左端平行線路上設有平板閥H、I，在交叉點 d的下端垂直線路上設有液動指示燈26，在交叉點e的下端垂直線路上設有放噴閥開關指 示燈27，在交叉點e的右端和交叉點f的左端平行線路上設有平板閥J、K，在交叉點f的下 端垂直線路上設有手動節(jié)流閥28 ；高壓管匯控制區(qū)4上由平行線路和垂直線路呈“T”交叉連接，形成交叉點g、h、i、 j、k，在交叉點h的上端垂直線路上設有平板閥L，在交叉點h的下端垂直線路上設有平板 閥N，在交叉點i的上端垂直線路上設有平板閥M，在交叉點i的下端垂直線路上設有平板 閥0，在交叉點k的左端平行線路上設有平板閥P，在交叉點k的下端垂直線路上設有平板 閥Q;如圖2所示，內部控制板包括一個單片機及外圍電路組成，氣源開關7、環(huán)形開關 8、上半封開關11、全封開關14、壓井管匯開關17、放噴閥開關20、下半封開關23及平板閥 A 平板閥Q通過緩沖器連接到鎖存器A，鎖存器A的輸出與單片機的一個數(shù)據(jù)輸入輸出口PO連接，手動節(jié)流閥28連接多路選擇器，多路選擇器的輸出連接到運算放大器，運算放大 器的輸出經(jīng)A/D轉換器連接到鎖存器A，鎖存器A的輸出與單片機的一個數(shù)據(jù)輸入輸出口 PO連接，PO 口還用作數(shù)據(jù)輸出口連接鎖存器B，鎖存器B的輸出連接D/A轉換器，D/A轉換 器的輸出連接運算放大器B，運算放大器B的輸出連接場效應管，場效應管的輸出分別與閘 板防噴器油壓表5、環(huán)形防噴器油壓表6連接，單片機的另一個數(shù)據(jù)輸入輸出口 P3連接并行 接口，并行接口連接驅動器，驅動器的輸出與環(huán)形開指示燈9、環(huán)形關指示燈10、上半封開 指示燈12、上半封關指示燈13、全封開指示燈15、全封關指示燈16、壓井管匯開指示燈18、 壓井管匯關指示燈19、放噴閥關指示燈21、放噴閥開指示燈22、下半封開指示燈24、下半封關指示燈25、液動指示燈26和放噴閥開關指示燈27連接；單片機的第三個輸入輸出口 P2 的兩位輸出經(jīng)鎖存器B連接地址譯碼器，地址譯碼器的輸出分別連接并行接口、D/A轉換器 和A/D轉換器的選中控制端；圖4是防噴器控制臺主控程序流程圖，其工作流程大致為初始化程序完成內部 控制板上的串口、并口等端口的初始化，以實現(xiàn)與遠控臺點對點通信，以及面板上指示燈及 相關參數(shù)的初始值設定，然后讀入開關量并存入到內部緩沖器，以供從串口將開關狀態(tài)發(fā) 送給主控機，再讀入A/D結果并存入到內部緩沖器，以供從串口將A/D轉換后的值發(fā)送給主 控機，接著輸出數(shù)據(jù)到指示燈，它們是根據(jù)開關狀態(tài)控制指示燈的顯示，輸出數(shù)據(jù)到壓力表 顯示初始值，間板防噴器油壓表和環(huán)形防噴器油壓表顯示初始狀態(tài)的數(shù)值，其后接受主控 機命令和數(shù)據(jù)，單片機以中斷方式接受主控機命令和數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)到D/A，用于控制閘板 防噴器油壓表和環(huán)形防噴器油壓表的顯示，最后從串口發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機以中斷方式將數(shù) 據(jù)發(fā)送給主控機，以此循環(huán)。圖3是中斷方式流程圖，其工作流程大致為先讀單片機串口 SBuf的值，若SBuf =1為真，單片機接受主控機發(fā)送過來的命令，然后中斷返回，若SBuf = 1為假，單片機發(fā) 送數(shù)據(jù)給主控機，然后中斷返回。
權利要求便攜式鉆井模擬器防噴器控制臺，其特征在于它包括機箱和內部控制板，所述的機箱的正面包括一個控制面板(1)，控制面板(1)上左側設有防噴器控制區(qū)(2)、右側上部設有節(jié)流管匯控制區(qū)(3)、右側下部設有高壓管匯控制區(qū)(4)；防噴器控制區(qū)(2)上設有閘板防噴器油壓表(5)、環(huán)形防噴器油壓表(6)、氣源開關(7)、環(huán)形開關(8)、環(huán)形開指示燈(9)、環(huán)形關指示燈(10)、上半封開關(11)、上半封開指示燈(12)、上半封關指示燈(13)、全封開關(14)、全封開指示燈(15)、全封關指示燈(16)、壓井管匯開關(17)、壓井管匯開指示燈(18)、壓井管匯關指示燈(19)、放噴閥開關(20)、放噴閥關指示燈(21)、放噴閥開指示燈(22)、下半封開關(23)、下半封開指示燈(24)和下半封關指示燈(25)；內部控制板包括一個單片機及外圍電路組成，氣源開關(7)、環(huán)形開關(8)、上半封開關(11)、全封開關(14)、壓井管匯開關(17)、放噴閥開關(20)、下半封開關(23)及平板閥A～平板閥Q通過緩沖器連接到鎖存器A，鎖存器A的輸出與單片機的一個數(shù)據(jù)輸入輸出口連接，手動節(jié)流閥(28)連接多路選擇器，多路選擇器的輸出連接到運算放大器，運算放大器的輸出經(jīng)AD轉換器連接到鎖存器A，鎖存器A的輸出與單片機的一個數(shù)據(jù)輸入輸出口連接，該輸入輸出口還用作數(shù)據(jù)輸出連接鎖存器B，鎖存器B的輸出連接DA轉換器，DA轉換器的輸出連接運算放大器B，運算放大器B的輸出連接場效應管，場效應管的輸出分別與閘板防噴器油壓表(5)、環(huán)形防噴器油壓表(6)連接，單片機的另一個數(shù)據(jù)輸入輸出口連接并行接口，并行接口連接驅動器，驅動器的輸出與環(huán)形開指示燈(9)、環(huán)形關指示燈(10)、上半封開指示燈(12)、上半封關指示燈(13)、全封開指示燈(15)、全封關指示燈(16)、壓井管匯開指示燈(18)、壓井管匯關指示燈(19)、放噴閥關指示燈(21)、放噴閥開指示燈(22)、下半封開指示燈(24)、下半封關指示燈(25)、液動指示燈(26)和放噴閥開關指示燈(27)連接；單片機的第三個輸入輸出口的兩位輸出經(jīng)鎖存器B連接地址譯碼器，地址譯碼器的輸出分別連接并行接口、DA轉換器和AD轉換器的選中控制端；節(jié)流管匯控制區(qū)(3)上由平行線路和垂直線路呈“+”交叉連接，形成交叉點a、b、c、d、e、f，在交叉點a的左端平行線路上設有平板閥B，在交叉點a的下端垂直線路上設有平板閥E，在交叉點b的上端垂直線路上設有平板閥A，在交叉點b的下端垂直線路上依次設有平板閥D、G，在交叉點c的右端平行線路上設有平板閥C，在交叉點c的下端垂直線路上設有平板閥F，在交叉點d的右端和交叉點e的左端平行線路上設有平板閥H、I，在交叉點d的下端垂直線路上設有液動指示燈(26)，在交叉點e的下端垂直線路上設有放噴閥開關指示燈(27)，在交叉點e的右端和交叉點f的左端平行線路上設有平板閥J、K，在交叉點f的下端垂直線路上設有手動節(jié)流閥(28)；高壓管匯控制區(qū)(4)上由平行線路和垂直線路呈“T”交叉連接，形成交叉點g、h、i、j、k，在交叉點h的上端垂直線路上設有平板閥L，在交叉點h的下端垂直線路上設有平板閥N，在交叉點i的上端垂直線路上設有平板閥M，在交叉點i的下端垂直線路上設有平板閥O，在交叉點k的左端平行線路上設有平板閥P，在交叉點k的下端垂直線路上設有平板閥Q。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式鉆井模擬器防噴器控制臺，包括機箱和內部控制板，機箱的正面包括一個控制面板(1)，其上左側設有防噴器控制區(qū)(2)、右側設有節(jié)流管匯控制區(qū)(3)和高壓管匯控制區(qū)(4)，防噴器控制區(qū)(2)上設有閘板防噴器油壓表(5)、環(huán)形防噴器油壓表(7)、開關組和指示燈組，在節(jié)流管匯控制區(qū)(3)和高壓管匯控制區(qū)(4)設有多個平板閥。本實用新型的有益效果是防噴器控制臺將常規(guī)防噴器、節(jié)流管匯、高壓管匯集成在一起，實現(xiàn)了在一個控制面板上對多個設備的模擬操作，提高培訓效率，縮短培訓周期、降低培訓成本。
文檔編號G09B9/00GK201556315SQ200920243110
公開日2010年8月18日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
發(fā)明者梅大成, 胡衛(wèi)東, 趙剛, 鄭巧, 陳利學, 龔捷 申請人:成都盛特石油裝備模擬技術開發(fā)有限公司