一種鉆井過程參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量?jī)x器儀表，特別是涉及一種鉆井過程參數(shù)監(jiān)測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井參數(shù)監(jiān)測(cè)儀表是鉆井工程中監(jiān)測(cè)鉆井過程、進(jìn)行科學(xué)分析和科學(xué)決策的重要工具，是鉆井工程人員的眼睛，它能夠?qū)崟r(shí)反映鉆井工況，是保證安全、優(yōu)質(zhì)、快速、高效、科學(xué)鉆井的必備重要手段。隨著大量的油氣資源的開發(fā)以及鉆井生產(chǎn)由粗放鉆井向精細(xì)鉆井的發(fā)展需要，對(duì)鉆井監(jiān)測(cè)設(shè)備也提出了更高的要求。目前國(guó)內(nèi)油田采用的鉆井參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍是以單片機(jī)為核心的工業(yè)結(jié)構(gòu)儀表，儀表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，儀表抗干擾能力和工作穩(wěn)定性還不夠理想。因此，設(shè)計(jì)一種能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆井過程參數(shù)的新型監(jiān)測(cè)儀不僅可以提高鉆井過程監(jiān)控的自動(dòng)化水平，而且對(duì)于保障鉆井工程安全進(jìn)行具有很重要的實(shí)際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆井過程參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，該監(jiān)測(cè)儀可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鉆井過程參數(shù)，并在出現(xiàn)故障時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警，以保證鉆井過程安全、穩(wěn)定地進(jìn)行。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種鉆井過程參數(shù)監(jiān)測(cè)儀，包括監(jiān)測(cè)儀外殼和監(jiān)測(cè)電路。監(jiān)測(cè)儀外殼的一個(gè)側(cè)面上裝有前翻頁按鍵、工作模式設(shè)置按鍵、后翻頁按鍵、確認(rèn)按鍵、退出設(shè)置按鍵、停止按鍵、啟動(dòng)按鍵、工作狀態(tài)指示燈、參數(shù)超限指示燈、通信故障指示燈、通信插口、觸摸屏。監(jiān)測(cè)儀外殼內(nèi)的監(jiān)測(cè)電路由立管壓力測(cè)量?jī)x表、轉(zhuǎn)盤扭矩測(cè)量?jī)x表、鉆進(jìn)速度測(cè)量?jī)x表、泵壓力測(cè)量?jī)x表、鉆壓測(cè)量?jī)x表、泵流量測(cè)量?jī)x表、電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表、信號(hào)調(diào)理與隔離模塊和PLC (可編程邏輯控制器)系統(tǒng)模塊組成。所述PLC系統(tǒng)模塊包括:西門子S7-300系列PLC CPU (中央處理器)314模塊、電源模塊、模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、通信接口模塊。
[0005]立管壓力測(cè)量?jī)x表、轉(zhuǎn)盤扭矩測(cè)量?jī)x表、鉆進(jìn)速度測(cè)量?jī)x表、泵壓力測(cè)量?jī)x表、鉆壓測(cè)量?jī)x表、泵流量測(cè)量?jī)x表、電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表分別通過信號(hào)線與信號(hào)調(diào)理與隔離模塊相連；所述信號(hào)調(diào)理與隔離模塊通過信號(hào)線與模擬量輸入模塊相連；監(jiān)測(cè)儀外殼上的前翻頁按鍵、工作模式設(shè)置按鍵、后翻頁按鍵、確認(rèn)按鍵、退出設(shè)置按鍵、停止按鍵、啟動(dòng)按鍵通過信號(hào)線分別與數(shù)字量輸入模塊相連；監(jiān)測(cè)儀外殼上的工作狀態(tài)指示燈、參數(shù)超限指示燈、通信故障指示燈通過信號(hào)線分別與數(shù)字量輸出模塊相連。監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部的模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、通信接口模塊、觸摸屏分別通過總線與PLC CPU314模塊相連；監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部的電源模塊分別與模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、通信接口模塊、觸摸屏通過電源線相連；所述通信接口模塊通過監(jiān)測(cè)儀外殼上的通信插口可以與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
[0006]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0007]立管壓力測(cè)量?jī)x表、轉(zhuǎn)盤扭矩測(cè)量?jī)x表、鉆進(jìn)速度測(cè)量?jī)x表、泵壓力測(cè)量?jī)x表、鉆壓測(cè)量?jī)x表、泵流量測(cè)量?jī)x表、電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x表分別將所采集到的現(xiàn)場(chǎng)立管壓力信號(hào)、轉(zhuǎn)盤扭矩信號(hào)、鉆進(jìn)速度信號(hào)、泵壓力信號(hào)、鉆壓信號(hào)、泵流量信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理與隔離模塊進(jìn)行信號(hào)放大、光/電隔離處理后送模擬量輸入模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后所得到的立管壓力數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)盤扭矩?cái)?shù)據(jù)、鉆進(jìn)速度數(shù)據(jù)、泵壓力數(shù)據(jù)、鉆壓數(shù)據(jù)、泵流量數(shù)據(jù)、電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)經(jīng)總線送入PLC CPU314模塊進(jìn)行分析處理，得到鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)。PLCCPU314模塊將鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)通過觸摸屏進(jìn)行顯示。監(jiān)測(cè)儀外殼內(nèi)的通信接口模塊通過監(jiān)測(cè)儀外殼上的通信插口可以與外部計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)本監(jiān)測(cè)儀與外部計(jì)算機(jī)的通信，PLC CPU314模塊經(jīng)所述通信接口模塊可以將鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)傳送給外部計(jì)算機(jī)，由外部計(jì)算機(jī)對(duì)鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析。監(jiān)測(cè)儀外殼上的工作模式設(shè)置按鍵、前翻頁按鍵、后翻頁按鍵、確認(rèn)按鍵、退出設(shè)置按鍵、啟動(dòng)按鍵、停止按鍵通過信號(hào)線與監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部的數(shù)字量輸入模塊相連，所述數(shù)字量輸入模塊接收工作模式設(shè)置按鍵、前翻頁按鍵、后翻頁按鍵、確認(rèn)按鍵、退出設(shè)置按鍵、啟動(dòng)按鍵、停止按鍵的按鍵信息并通過總線將所述按鍵信息傳送至PLC CPU314模塊，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀的工作模式設(shè)置、選擇前頁、選擇后頁、工作模式設(shè)置確認(rèn)、退出工作模式設(shè)置、啟動(dòng)監(jiān)測(cè)儀、停止監(jiān)測(cè)儀的功能。所述數(shù)字量輸出模塊通過信號(hào)線與工作狀態(tài)指示燈、參數(shù)超限指示燈、通信故障指示燈相連。當(dāng)監(jiān)測(cè)儀工作異常時(shí)，PLC CPU314模塊會(huì)通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號(hào)給工作狀態(tài)指示燈，使工作狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮，提示操作者當(dāng)前監(jiān)測(cè)儀工作異常；當(dāng)鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)超出正常值時(shí)，PLC CPU314模塊會(huì)通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號(hào)給參數(shù)超限指示燈，使參數(shù)超限指示燈點(diǎn)亮，提示操作者當(dāng)前鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)異常；iPLC CPU314經(jīng)通信插口與外部計(jì)算機(jī)通信失敗時(shí)，PLCCPU314模塊會(huì)通過數(shù)字量輸出模塊輸出信號(hào)給通信故障指示燈，使通信故障指示燈點(diǎn)亮，提示操作者當(dāng)前通信出現(xiàn)故障。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
[0009]由于采用PLC CPU314模塊作為監(jiān)測(cè)電路的核心部件，本監(jiān)測(cè)儀不僅可以實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析鉆井過程參數(shù)數(shù)據(jù)，提高了鉆井過程的自動(dòng)化水平。而且本監(jiān)測(cè)儀抗干擾能力較強(qiáng)、工作穩(wěn)定性較好。
【附圖說明】
[0010]圖1為鉆井過程參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為鉆井過程參數(shù)監(jiān)測(cè)儀的電路方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0013]圖1中標(biāo)號(hào)說明:1、前翻頁按鍵，2、工作模式設(shè)置按鍵，3、后翻頁按鍵，4、確認(rèn)按鍵，5、退出設(shè)置按鍵，6、停止按鍵，7、啟動(dòng)按鍵，8、工作狀態(tài)指示燈，9、參數(shù)超限指示燈，10、通信故障指示燈，11、通信插口，12、觸摸屏，13、監(jiān)測(cè)儀外殼。
[0014]見圖1，本實(shí)用新型包括:前翻