本發(fā)明涉及石油鉆機(jī)送鉆技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在石油鉆機(jī)行業(yè)，采用絞車自動(dòng)送鉆功能已經(jīng)大量普及。按控制方式可分為恒鉆壓、恒鉆進(jìn)扭矩、恒泵壓、恒鉆速度等方式，自動(dòng)進(jìn)行單根或一個(gè)立柱的鉆進(jìn)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控鉆進(jìn)數(shù)據(jù)。

目前石油鉆機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用的自動(dòng)送鉆系統(tǒng)主要有四種類型 ：1、獨(dú)立小電機(jī)送鉆，是在計(jì)算機(jī)控制下，通過 45KW 的獨(dú)立變頻電動(dòng)機(jī)，經(jīng)擺線針輪行星減速器后輸入齒輪減速器驅(qū)動(dòng)絞車滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆功能。它可以實(shí)現(xiàn)恒壓送鉆與恒速送鉆 ；使用范圍相對(duì)較大，可用于半電動(dòng)系統(tǒng)鉆機(jī)、全電動(dòng)直流系統(tǒng)、全電動(dòng)變頻系統(tǒng)。2、絞車主變頻電機(jī)送鉆，是在計(jì)算機(jī)軟硬件控制下，通過 800KW 的變頻電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪減速箱驅(qū)動(dòng)絞車滾筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆功能。它可以實(shí)現(xiàn)恒壓送鉆與恒速送鉆 ；且操作方便，可靠性高，尤其以國外知名集成商的控制系統(tǒng)效果更好。3、盤式剎車送鉆，是經(jīng)電控箱、現(xiàn)場各種液壓閥、傳感器的軟硬件結(jié)合，通過盤式剎車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆功能。它可以實(shí)現(xiàn)恒壓送鉆 ；其成本低廉，使用范圍大，半電動(dòng)系統(tǒng)鉆機(jī)、全電動(dòng)直流系統(tǒng)、全電動(dòng)變頻系統(tǒng)以及純機(jī)械鉆機(jī)具均可使用。4、伊頓剎車自動(dòng)送鉆，是由可編程邏輯控制器 (PLC) 的程序運(yùn)算后輸出電信號(hào)，經(jīng)閥島控制伊頓剎車的大、小氣缸的壓力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆功能。其成本低、易于操作，作為輔助剎車，可以配套所有石油鉆機(jī)使用。

然而以上的自動(dòng)送鉆系統(tǒng)都是用于一般或者正常情況下的地層的送鉆，但是當(dāng)一些特殊地層不宜使用自動(dòng)送鉆時(shí)，就必須需要進(jìn)行手動(dòng)按次進(jìn)行鉆進(jìn)；但是一般手動(dòng)鉆進(jìn)的效率都比較低，如何在特殊地層提高手動(dòng)鉆進(jìn)的效率是一個(gè)急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制方法及系統(tǒng)，解決了在特殊地層使用手動(dòng)鉆進(jìn)效率低下的問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制方法，方法的步驟如下：

S1、設(shè)置模擬手動(dòng)送鉆的參數(shù)；

S2、根據(jù)參數(shù)模擬人工手動(dòng)送鉆。

所述的參數(shù)包括鉆壓門限值的上限值、鉆壓門限值的下限值和絞車鉆速。

所述的方法還包括選擇是否啟用泵壓限制和扭矩限制的步驟。

所述S2的具體步驟如下：

S21、判斷實(shí)際鉆壓值是否大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值且小于鉆壓門限值的上限值；

S22、當(dāng)實(shí)際鉆壓值小于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值時(shí)，待鉆壓恢復(fù)到大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值，小于鉆壓門限值的上限值后，控制絞車按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)；

S23、當(dāng)實(shí)際鉆壓值高于設(shè)置的鉆壓門限值的上限值時(shí)，則停止鉆進(jìn)，待鉆壓大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值且小于鉆壓門限值的上限值后，按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)的命令繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行；

S24、司鉆給一個(gè)鉆壓定值對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行濾波平滑處理；

S25、當(dāng)游車位置達(dá)到下工作點(diǎn)后，則完成送鉆。

所述的選擇是否啟用泵壓限制和扭矩限制的步驟在送鉆參數(shù)設(shè)置完后執(zhí)行或者在S23步驟執(zhí)行完后執(zhí)行。

一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)置模塊和送鉆模塊；所述的參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置模擬手動(dòng)送鉆所需的必要參數(shù)；所述的送鉆模塊用于根據(jù)設(shè)置的參數(shù)實(shí)現(xiàn)模擬手動(dòng)送鉆。

所述的送鉆模塊包括判斷單元和濾波平滑單元；所述的判斷單元用于根據(jù)實(shí)際的鉆壓與鉆壓門限值之間的關(guān)系來判斷絞車的工作狀態(tài)；所述的濾波平滑單元用于根據(jù)給定的鉆壓進(jìn)行濾波平滑處理。

還包括泵壓限制模塊和扭矩限制模塊，泵壓限制模塊在鉆進(jìn)過程中提供泵壓限制，作為鉆進(jìn)時(shí)的保護(hù)；扭矩限制模塊在轉(zhuǎn)進(jìn)過程中提供扭矩限制，作為鉆進(jìn)時(shí)的保護(hù)。

本發(fā)明的有益效果是：一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制方法及系統(tǒng)，通過輔助司鉆操作有效提升特殊環(huán)境下的送鉆效率，減輕司鉆的勞動(dòng)強(qiáng)度，完善了過程中的保護(hù)，加快了鉆井速度。

附圖說明

圖1為方法的流程圖；

圖2為實(shí)施例一的方法流程圖；

圖3為實(shí)施例二的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制方法，方法的步驟如下：

S1、設(shè)置模擬手動(dòng)送鉆的參數(shù)；

S2、根據(jù)參數(shù)模擬人工手動(dòng)送鉆。

所述的參數(shù)包括鉆壓門限值的上限值、鉆壓門限值的下限值和絞車鉆速。

所述的方法還包括選擇是否啟用泵壓限制和扭矩限制的步驟。

所述S2的具體步驟如下：

S21、判斷實(shí)際鉆壓值是否大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值且小于鉆壓門限值的上限值；

S22、當(dāng)實(shí)際鉆壓值小于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值時(shí)，待鉆壓恢復(fù)到大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值，小于鉆壓門限值的上限值后，控制絞車按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)；

S23、當(dāng)實(shí)際鉆壓值高于設(shè)置的鉆壓門限值的上限值時(shí)，則停止鉆進(jìn)，待鉆壓大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值且小于鉆壓門限值的上限值后，按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)的命令繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行；

S24、司鉆給一個(gè)鉆壓定值對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行濾波平滑處理；

S25、當(dāng)游車位置達(dá)到下工作點(diǎn)后，則完成送鉆。

所述的選擇是否啟用泵壓限制和扭矩限制的步驟在送鉆參數(shù)設(shè)置完后執(zhí)行或者在S23步驟執(zhí)行完后執(zhí)行。

一種絞車模擬人工手動(dòng)送鉆的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)置模塊和送鉆模塊；所述的參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置模擬手動(dòng)送鉆所需的必要參數(shù)；所述的送鉆模塊用于根據(jù)設(shè)置的參數(shù)實(shí)現(xiàn)模擬手動(dòng)送鉆。

所述的送鉆模塊包括判斷單元和濾波平滑單元；所述的判斷單元用于根據(jù)實(shí)際的鉆壓與鉆壓門限值之間的關(guān)系來判斷絞車的工作狀態(tài)；所述的濾波平滑單元用于根據(jù)給定的鉆壓進(jìn)行濾波平滑處理。

還包括泵壓限制模塊和扭矩限制模塊，泵壓限制模塊在鉆進(jìn)過程中提供泵壓限制，作為鉆進(jìn)時(shí)的保護(hù)；扭矩限制模塊在轉(zhuǎn)進(jìn)過程中提供扭矩限制，作為鉆進(jìn)時(shí)的保護(hù)。

優(yōu)選地，司鉆通過人工經(jīng)驗(yàn)判斷選擇是否啟用泵壓限制和扭矩限制。

如圖2所示，實(shí)施例一：

方法的具體實(shí)施步驟如下：

步驟一、設(shè)置模擬手動(dòng)送鉆的參數(shù)；

步驟二、根據(jù)司鉆的經(jīng)驗(yàn)選擇啟用泵壓限制和扭矩限制；

步驟三、當(dāng)實(shí)際鉆壓值小于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值時(shí)，待鉆壓恢復(fù)到大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值，小于鉆壓門限值的上限值后，控制絞車按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)；

步驟四、當(dāng)實(shí)際鉆壓值高于設(shè)置的鉆壓門限值的上限值時(shí)，則停止鉆進(jìn)，待鉆壓大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值，小于鉆壓門限值的上限值后，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)的命令；

步驟五、給定鉆壓進(jìn)行濾波平滑處理；

步驟六、當(dāng)游車位置達(dá)到下工作點(diǎn)后，則完成送鉆。

如圖3所示，實(shí)施例二：

方法的具體實(shí)施步驟如下：

步驟一、設(shè)置模擬手動(dòng)送鉆的參數(shù)；

步驟二、當(dāng)實(shí)際鉆壓值小于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值時(shí)，待鉆壓恢復(fù)到大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值，小于鉆壓門限值的上限值后，控制絞車按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)；

步驟三、當(dāng)實(shí)際鉆壓值高于設(shè)置的鉆壓門限值的上限值時(shí)，則停止鉆進(jìn)，待鉆壓大于設(shè)置的鉆壓門限值的下限值，小于鉆壓門限值的上限值后，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行按設(shè)置的鉆速鉆進(jìn)的命令；

步驟四、根據(jù)司鉆的經(jīng)驗(yàn)選擇啟用泵壓限制和扭矩限制；

步驟五、給定鉆壓進(jìn)行濾波平滑處理；

步驟六、當(dāng)游車位置達(dá)到下工作點(diǎn)后，則完成送鉆。

選擇以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。