鉆機(jī)鉆具的自動(dòng)搓扣系統(tǒng)及其使用方法、微控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油物探鉆機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種鉆機(jī)鉆具的自動(dòng)搓扣系統(tǒng)及其使用方法、微控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆機(jī)被廣泛地應(yīng)用到石油和天然氣等開采領(lǐng)域中，工作時(shí)，物探鉆機(jī)帶動(dòng)鉆具破碎巖石，向地下鉆進(jìn)，鉆出規(guī)定深度的井眼，供采油機(jī)或采氣機(jī)獲取石油或天然氣。一般的物探鉆機(jī)的鉆具由很多節(jié)鉆桿連接構(gòu)成，根據(jù)鉆井的深度來確定具體的選用節(jié)數(shù)，每節(jié)鉆桿的一端具有母扣端，另一端具有公扣端。那么具體將兩節(jié)上述的鉆桿連接時(shí)，是將一節(jié)的公扣端和另一節(jié)的母口端連接。具體到實(shí)際工作中，需要將兩節(jié)上述的鉆桿松開，主要是搓開該兩節(jié)鉆桿連接的接頭螺紋扣。當(dāng)物探鉆機(jī)完成鉆井后，需要提升鉆桿，并將該鉆桿的若干節(jié)鉆桿分離時(shí)，具體搓扣時(shí)，一般是固定下方鉆桿(下鉆桿)的母扣端，搓動(dòng)上方鉆桿(上鉆桿)的公扣端。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中搓開上述接頭的螺紋扣的主要方式為人工手動(dòng)操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全防護(hù)性差，更換鉆具時(shí)間長，導(dǎo)致鉆井效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鉆機(jī)鉆具的自動(dòng)搓扣系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)接換鉆機(jī)的鉆具的效果，該系統(tǒng)，包括:
[0005]液壓電磁閥21、液壓搓扣油缸1、上卡緊油缸2、下卡緊油缸3、微控制器E⑶9、電磁線圈5?8、壓力傳感器12?14和位置傳感器15?17 ;其中:
[0006]下卡緊油缸3包括兩個(gè)活塞桿相對的油缸，用于卡緊或松開下鉆桿的母扣端；
[0007]上卡緊油缸2包括兩個(gè)活塞桿相對的油缸，用于卡緊或松開上鉆桿的公扣端；
[0008]液壓搓扣油缸1，用于搓動(dòng)被上卡緊油缸2卡緊的上鉆桿；
[0009]連接液壓搓扣油缸1、上卡緊油缸2的兩個(gè)油缸的壓力傳感器12?14和位置傳感器15?17，每個(gè)油缸上連接一個(gè)壓力傳感器和一個(gè)位置傳感器，每個(gè)壓力傳感器用于檢測所連接的油缸的壓力，每個(gè)位置傳感器用于檢測所連接的油缸的位置；
[0010]電磁線圈5?8與液壓電磁閥21相連，用于控制各油缸的伸縮；
[0011]微控制器E⑶9，與壓力傳感器12?14、位置傳感器15?17和電磁線圈5?8相連，用于根據(jù)壓力傳感器和位置傳感器的檢測信號，通過電磁線圈5?8和液壓電磁閥21控制上卡緊油缸2和液壓搓扣油缸I的伸縮，完成鉆機(jī)鉆具的上鉆桿和下鉆桿的接頭螺紋扣松開或安裝。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，電磁線圈5?8與液壓電磁閥21相連，其中，兩個(gè)電磁線圈控制伸出，兩個(gè)電磁線圈控制回縮，每組電磁線圈各包含一個(gè)控制伸出的電磁線圈以及一個(gè)控制回縮的電磁線圈，其中，一組電磁線圈與液壓電磁閥共同控制上卡緊油缸2的兩個(gè)油缸的伸縮，另一組電磁線圈與液壓電磁閥共同控制液壓搓扣油缸I的伸縮。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0014]超壓報(bào)警器20，與微控制器E⑶9連接，用于在出現(xiàn)超壓時(shí)，發(fā)出告警。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0016]燃油控制電磁閥19，與微控制器E⑶9連接，用于在出現(xiàn)超壓時(shí)，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)24的燃油供應(yīng)。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器E⑶9進(jìn)一步用于在出現(xiàn)超壓時(shí)，通過電磁線圈5?8和液壓電磁閥21控制各油缸的復(fù)位，并切斷各液壓回路的高壓油供給并導(dǎo)入液壓油箱22。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種上述的鉆機(jī)鉆具的自動(dòng)搓扣系統(tǒng)的使用方法，用以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換鉆機(jī)的鉆具的效果，該方法包括:
[0019]微控制器E⑶9控制下卡緊油缸3卡緊下鉆桿的母扣端；
[0020]微控制器ECU9根據(jù)壓力傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制上卡緊油缸2達(dá)到預(yù)設(shè)夾緊力，卡緊上鉆桿的公扣端；
[0021]微控制器ECU9根據(jù)位置傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制液壓搓扣油缸I伸出搓動(dòng)上鉆桿，并達(dá)到預(yù)設(shè)位置后停止伸出；
[0022]微控制器ECU9根據(jù)位置傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制上卡緊油缸2回縮，松開上鉆桿的公扣端；
[0023]微控制器ECU9根據(jù)位置傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制液壓搓扣液壓缸I回縮到初始位置。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法進(jìn)一步包括:
[0025]微控制器ECU9根據(jù)壓力傳感器和位置傳感器的反饋信號，判斷搓扣工作是否完成，當(dāng)監(jiān)測到搓扣未完成時(shí)，自動(dòng)控制重復(fù)進(jìn)行上卡緊油缸2的卡緊和液壓搓扣液壓缸I的搓扣過程，直至完成搓扣。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法進(jìn)一步包括:
[0027]在上卡緊油缸2和液壓搓扣油缸I完成搓扣后停止運(yùn)行，并在關(guān)斷各油缸的液壓系統(tǒng)回路后恢復(fù)到初始狀態(tài)并待機(jī)。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法進(jìn)一步包括:
[0029]在出現(xiàn)超壓時(shí)，觸發(fā)超壓報(bào)警器20發(fā)出告警。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法進(jìn)一步包括:
[0031]在出現(xiàn)超壓時(shí)，通過燃油控制電磁閥19切斷發(fā)動(dòng)機(jī)24的燃油供應(yīng)。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，上述方法進(jìn)一步包括:
[0033]在出現(xiàn)超壓時(shí)，微控制器E⑶9通過電磁線圈5?8和液壓電磁閥21控制各油缸復(fù)位，并切斷各液壓回路的高壓油供給并導(dǎo)入液壓油箱22。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種上述的鉆機(jī)鉆具的自動(dòng)搓扣系統(tǒng)的微控制器，用以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更換鉆機(jī)的鉆具的效果，該微控制器包括:
[0035]下鉆桿卡緊控制模塊，用于控制下卡緊油缸3卡緊下鉆桿的母扣端；
[0036]第一上鉆桿卡緊控制模塊，用于根據(jù)壓力傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制上卡緊油缸2達(dá)到預(yù)設(shè)夾緊力，卡緊上鉆桿的公扣端；
[0037]第一搓扣控制模塊，用于根據(jù)位置傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制液壓搓扣油缸I伸出搓動(dòng)上鉆桿，并達(dá)到預(yù)設(shè)位置后停止伸出；
[0038]第二上鉆桿卡緊控制模塊，用于根據(jù)位置傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制上卡緊油缸2回縮，松開上鉆桿的公扣端；
[0039]第二搓扣控制模塊，用于根據(jù)位置傳感器的反饋信號，通過電磁線圈和液壓電磁閥自動(dòng)控制液壓搓扣液壓缸I回縮到初始位置。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，上述微控制器進(jìn)一步包括:
[0041]自動(dòng)重復(fù)卡緊搓扣模塊，用于根據(jù)壓力傳感器和位置傳感器的反饋信號，判斷搓扣工作是否完成，當(dāng)監(jiān)測到搓扣未完成時(shí)，自動(dòng)控制重復(fù)進(jìn)行上卡緊油缸2的卡緊和液壓搓扣液壓缸I的搓扣過程，直至完成搓扣。
[0042]在一個(gè)實(shí)施例中，上述微控制器進(jìn)一步包括:
[0043]待機(jī)模塊，用于在上卡緊油缸2和液壓搓扣油缸I完成搓扣后停止運(yùn)行，并在關(guān)斷各油缸的液壓系統(tǒng)回路后，恢復(fù)到初始狀態(tài)并待機(jī)。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，上述微控制器進(jìn)一步包括:
[0045]告警模塊，用于在出現(xiàn)超壓時(shí)，觸發(fā)超壓報(bào)警器20發(fā)出告警。
[0046]在一個(gè)實(shí)施例中，上述微控制器進(jìn)一步包括:
[0047]燃油切斷模塊，用于在出現(xiàn)超壓時(shí)，通過燃油控制電磁閥19切斷發(fā)動(dòng)機(jī)24的燃油供應(yīng)。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，上述微控制器進(jìn)一步包括:
[0049]燃油導(dǎo)入模塊，用于在出現(xiàn)超壓時(shí)，通過電磁線圈5?8和液壓電磁閥21控制各油缸的復(fù)位，并切斷各液壓回路的高壓油供給并導(dǎo)入液壓油箱22。
[0050]本發(fā)明提供的技術(shù)方案，能夠在EOJ(Electronic Control Unit，電子控制單元；還可稱為電腦、微機(jī)、微處理器、微控制器等)的控制下，將鉆機(jī)的鉆具進(jìn)行快速松開，保證鉆機(jī)的鉆具接換工作快速完成，效率高，安全可靠，大大縮短整個(gè)鉆井過程中占很大比例的接換鉆具的輔助時(shí)間，因而能夠很大程度上提高鉆井效率，減低了司鉆的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0051]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中:
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