專利名稱：油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油氣田工程作業(yè)設備控制裝置技術領域，是一種油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置。
背景技術：
目前我國各大油氣田的勘探井多為深井、斜井、水平井等復雜井況，油氣開采陸續(xù)進入了開發(fā)中后期階段，復雜井況施工作業(yè)井次逐年增加，國內(nèi)各種大型施工車輛也日益增多。國內(nèi)油氣田的工程作業(yè)設備，如提升設備、修井機、鉆機、工程作業(yè)車輛等，其參數(shù)指示裝置通常一次表多采用機械式拉力傳感器或液壓傳感器，二次表主要為彈簧管式壓力表或數(shù)碼顯示儀表，部分作業(yè)設備配置了獨立的滾筒配置脈沖傳感器以防天車相碰，這些作業(yè)設備使用的指重表和防碰裝置普遍存在以下問題:1.作業(yè)設備配置的儀器往往由多個廠家生產(chǎn)的、采用相互完全獨立的控制系統(tǒng)，增加了用戶的購置成本、安裝難度及維修保養(yǎng)難度；2.由于作業(yè)設備的二次表接口有限，一般僅能采集一個到兩個參數(shù)，無法采集作業(yè)設備的運行和狀態(tài)參數(shù)，并且作業(yè)設備的運行狀況、運行參數(shù)及遠程數(shù)據(jù)顯示沒有作業(yè)日期與時間記錄，不能滿足設備使用、管理與保養(yǎng)的需求；3.許多儀表由于沒有歷史數(shù)據(jù)記錄與回放功能，對于施工過程的分析造成不便；4.無數(shù)據(jù)遠程傳輸功能，不能及時了解和指導現(xiàn)場施工作業(yè)，已不適應當前現(xiàn)場作業(yè)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，克服了上述現(xiàn)有技術之不足，其能有效解決現(xiàn)有油氣田工程作業(yè)設備控制裝置存在的各作業(yè)設備控制系統(tǒng)相互獨立、參數(shù)儀表沒有作業(yè)時間記錄、無歷史數(shù)據(jù)記錄及回放功能、無法遠程傳輸數(shù)據(jù)的問題。本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設備上或設備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊、能夠接收傳感器和視頻監(jiān)控裝置所發(fā)信號數(shù)據(jù)的信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機、顯示裝置、人機交互裝置、報警及控制裝置以及信號傳輸裝置，電源管理模塊的電輸出端與單片機的電輸入端電串接在一起，信號接收轉(zhuǎn)換裝置與單片機的信號輸入端電連接在一起，顯示裝置、人機交互裝置、報警及控制裝置和信號傳輸裝置分別與單片機電連接在一起。下面是對上述實用新型技術方案的進一步優(yōu)化或/和改進:上述信號接收轉(zhuǎn)換裝置可包括工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置、速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置和視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置；傳感器可包括工況傳感器和速度傳感器，工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置可包括數(shù)量與各工況傳感器相對應并能夠?qū)邮掌漭敵鲂盘柕墓r信號調(diào)理模塊、多路開關模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，各工況信號調(diào)理模塊分別通過導線與多路開關模塊的信號輸入端電連接在一起，多路開關模塊的信號輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與單片機的信號輸入端電連接在一起；速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置可包括數(shù)量與各速度傳感器相對應并能夠?qū)邮掌漭敵鲂盘柕乃俣刃盘栒{(diào)理模塊和計數(shù)器模塊，各速度信號調(diào)理模塊分別通過導線與計數(shù)器模塊的信號輸入端電連接在一起，計數(shù)器模塊的信號輸出端與單片機的信號輸入端電連接在一起；視頻監(jiān)控裝置可包括作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點攝像頭，視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括能夠接收作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點攝像頭輸出信號的視頻處理模塊，顯示裝置包括視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設備工況顯示器，視頻處理模塊的信號輸出端與單片機的信號輸入端電連接在一起，單片機的信號輸出端通過視頻處理模塊分別與視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設備工況顯示器的視頻顯示信號輸入端電連接在一起。上述工況傳感器可包括工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器、機油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機油溫度傳感器和泵壓傳感器，速度傳感器可包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器；工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器、機油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機油溫度傳感器和泵壓傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對應工況信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對應速度信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起。上述單片機可包括32位主處理器、ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器和實時時鐘與看門狗模塊，ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器、實時時鐘與看門狗模塊分別與32位主處理器的信號端電連接在一起。上述人機交互裝置可包括輸入及通訊模塊、感應輸入屏、操作鍵盤和鼠標，單片機上電連接有輸入及通訊模塊，輸入及通訊模塊上可電連接有感應屏接口、鍵盤接口、帶有網(wǎng)絡與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡接口、C0M1接口、C0M2接口、鼠標USB接口和U盤USB接口，感應輸入屏、操作鍵盤和鼠標分別通過感應屏接口、鍵盤接口和鼠標USB接口與輸入及通訊模塊電連接在一起，操作鍵盤上有手動自動切換鍵；報警及控制裝置可包括控制模塊、剎車電控單元、運行急?？刂茊卧蛨缶b置，報警裝置可包括聲光報警器接口、報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；控制模塊的輸入端與單片機的輸出端電連接在一起，控制模塊的輸出端分別與聲光報警器接口、剎車電控單元及運行急停控制單元電連接在一起，聲光報警器接口通過導線電連接有報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；信號傳輸裝置可包括傳輸模塊、近程通訊裝置和遠程通訊裝置，近程通訊裝置可包括近程通訊接口、近程通訊模塊和近程通訊天線，遠程通訊裝置可包括遠程通訊接口、遠程通訊模塊和遠程通訊天線，傳輸模塊的輸入端與單片機的通信端電連接在一起，傳輸模塊的輸出端連接有近程通訊接口和遠程通訊接口，近程通訊接口與近程通訊模塊電連接在一起，遠程通訊接口與遠程通訊模塊電連接在一起，近程通訊模塊的信號輸出端與近程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠程通訊模塊的信號輸出端與遠程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射遠程無線數(shù)據(jù)信號。上述電源管理模塊可包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關和指不燈。上述數(shù)據(jù)管控操作裝置還可包括能夠在安全距離以外接收近程通訊天線發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號的手持操控裝置，手持操控裝置可包括能夠接收近程通訊天線發(fā)出的數(shù)據(jù)信號的無線收發(fā)模塊、能夠顯示實時施工數(shù)據(jù)的手持器顯示屏和能夠設置工程作業(yè)設備運行參數(shù)的手持器鍵盤。上述數(shù)據(jù)管控操作裝置還可包括能夠設置在遠處基地的遠程用戶端，遠程用戶端可包括能夠接收遠程通訊天線發(fā)出的遠程無線數(shù)據(jù)信號的信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務器和用戶終端電腦，信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務器分別與用戶終端電腦的信號端電連接在一起。本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過傳感器及視頻頭監(jiān)控工程作業(yè)設備，通過單片機對工況與作業(yè)數(shù)據(jù)進行采集、處理、顯示、存儲、對故障進行報警與處理、遠程傳輸與實時發(fā)布，提高了作業(yè)設備的運行、管理和維護效率，能夠廣泛用于石油鉆機、井下作業(yè)、礦山作業(yè)、工程作業(yè)車輛施工等領域，具有功能全面、使用方便、安全、省力、高效的特點。

附圖1為本實用新型最佳實施例的電關聯(lián)示意圖。附圖中的編碼分別為:1為電源管理模塊，2為工況信號調(diào)理模塊，3為多路開關模塊，4為A/D轉(zhuǎn)換模塊，5為速度信號調(diào)理模塊，6為計數(shù)器模塊，7為作業(yè)面攝像頭，8為作業(yè)點攝像頭，9為視頻處理模塊，10為視頻圖像顯示器，11為施工參數(shù)及曲線顯示器，12為設備工況顯示器，13為工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器，14為機油壓力傳感器，15為壓縮氣體壓力傳感器，16為液力變速箱油壓傳感器，17為大鉤載荷傳感器，18為液壓油溫度傳感器，19為機油溫度傳感器，20為泵壓傳感器，21為發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器，22為滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器，23為32位主處理器，24為ROM存儲器或FLASH ROM存儲器，25為RAM存儲器，26為實時時鐘與看門狗模塊，27為輸入及通訊模塊，28為感應輸入屏，29為操作鍵盤，30為鼠標，31為感應屏接口，32為鍵盤接口，33為TCP/IP網(wǎng)絡接口，34為COMl接口，35為COM2接口，36為鼠標USB接口，37為U盤USB接口，38為手動自動切換鍵，39為控制模塊，40為剎車電控單元，41為運行急停控制單元，42為聲光報警器接口，43為報警指示燈，44為報警喇叭，45為故障碼指示器，46為傳輸模塊，47為近程通訊接口，48為近程通訊模塊，49為近程通訊天線，50為遠程通訊接口，51為遠程通訊模塊，52為遠程通訊天線，53為手持操控裝置，54為遠程用戶端。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述:如附圖1所示，該油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設備上或設備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊1、能夠接收傳感器和視頻監(jiān)控裝置所發(fā)信號數(shù)據(jù)的信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機、顯示裝置、人機交互裝置、報警及控制裝置以及信號傳輸裝置，電源管理模塊I的電輸出端與單片機的電輸入端電串接在一起，信號接收轉(zhuǎn)換裝置與單片機的信號輸入端電連接在一起，顯示裝置、人機交互裝置、報警及控制裝置和信號傳輸裝置分別與單片機電連接在一起。主控儀裝置安裝在工程作業(yè)設備的駕駛室內(nèi)或修井機操作臺上，主控儀裝置最好采用全密封設計，滿足作業(yè)設備防水、防爆及抗震要求，主控儀裝置和傳感器的電氣元件最好采用分區(qū)獨立防爆設計，以適應油氣開采的特殊作業(yè)場合的需求；單片機可采用現(xiàn)有公知的各種單片機?？筛鶕?jù)實際需要，對上述油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置作進一步優(yōu)化或/和改進:如附圖1所示，信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置、速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置和視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置；傳感器包括工況傳感器和速度傳感器，工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各工況傳感器相對應并能夠?qū)邮掌漭敵鲂盘柕墓r信號調(diào)理模塊
2、多路開關模塊3和A/D轉(zhuǎn)換模塊4，各工況信號調(diào)理模塊2分別通過導線與多路開關模塊3的信號輸入端電連接在一起，多路開關模塊3的信號輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊4與單片機的信號輸入端電連接在一起；速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各速度傳感器相對應并能夠?qū)邮掌漭敵鲂盘柕乃俣刃盘栒{(diào)理模塊5和計數(shù)器模塊6，各速度信號調(diào)理模塊5分別通過導線與計數(shù)器模塊6的信號輸入端電連接在一起，計數(shù)器模塊6的信號輸出端與單片機的信號輸入端電連接在一起；視頻監(jiān)控裝置包括作業(yè)面攝像頭7和作業(yè)點攝像頭8，視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括能夠接收作業(yè)面攝像頭7和作業(yè)點攝像頭8輸出信號的視頻處理模塊9，顯示裝置包括視頻圖像顯示器10、施工參數(shù)及曲線顯示器11和設備工況顯示器12，視頻處理模塊9的信號輸出端與單片機的信號輸入端電連接在一起，單片機的信號輸出端通過視頻處理模塊9分別與視頻圖像顯示器10、施工參數(shù)及曲線顯示器11和設備工況顯示器12的視頻顯示信號輸入端電連接在一起。各工況傳感器將工程作業(yè)設備的工況及施工設備的物理參數(shù)檢測信號轉(zhuǎn)換為主控儀裝置可以識別的電信號送給信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊對電信號進行調(diào)理和放大后，經(jīng)過多路開關模塊3、A/D轉(zhuǎn)換模塊4或計數(shù)器模塊6轉(zhuǎn)換為單片機可以識別的數(shù)字信號，接著由單片機完成數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲、報警、控制、傳輸?shù)雀黜椆ぷ?；單片機能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進行處理，處理后的數(shù)據(jù)送至視頻處理模塊9，施工參數(shù)及曲線顯示器11最好為液晶顯示器LCD，可以同時顯示各類施工參數(shù)與數(shù)據(jù)曲線，如作業(yè)時間、泵壓、大鉤鉤載(鉆壓)、靈敏度、提升次數(shù)、大鉤運行速度、滾筒轉(zhuǎn)速、提升高度等數(shù)據(jù)及時間與鉤載的關系曲線，設備工況顯示器12最好為液晶顯示器LCD，能夠顯示作業(yè)設備的工況數(shù)據(jù)，如檔位、機油壓力、系統(tǒng)氣壓，發(fā)動機電壓、液力變速箱油壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、油量、機油溫度、油溫、液壓油溫度、閉鎖指示、故障指示等運行數(shù)據(jù)，作業(yè)面攝像頭7和作業(yè)點攝像頭8能夠?qū)⒉杉囊曨l信號傳送給視頻處理模塊9，經(jīng)視頻處理模塊9轉(zhuǎn)換后傳送給視頻圖像顯示器10，視頻圖像顯示器10最好為液晶顯示器IXD，能夠分別顯示作業(yè)點和作業(yè)面的視頻圖像。如附圖1所示，工況傳感器包括工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器13、機油壓力傳感器14、壓縮氣體壓力傳感器15、液力變速箱油壓傳感器16、大鉤載荷傳感器17、液壓油溫度傳感器18、機油溫度傳感器19和泵壓傳感器20，速度傳感器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器21和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器22 ;工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器13、機油壓力傳感器
14、壓縮氣體壓力傳感器15、液力變速箱油壓傳感器16、大鉤載荷傳感器17、液壓油溫度傳感器18、機油溫度傳感器19和泵壓傳感器20的信號輸出端分別通過線纜與對應工況信號調(diào)理模塊2的信號輸入端電連接在一起，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器21和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器22的信號輸出端分別通過線纜與對應速度信號調(diào)理模塊5的信號輸入端電連接在一起。不同類型的傳感器分別安裝在相應工程作業(yè)設備或修井機的數(shù)據(jù)采集點上，還可以通過總線傳輸或無線傳輸方式與對應的信號調(diào)理模塊電連接在一起，傳感器的采集精度須滿足現(xiàn)場需求，為保證系統(tǒng)的精度，傳感器需要安裝溫度補償模塊進行溫度補償；滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器22可以感應滾筒的轉(zhuǎn)動圈數(shù)及方向，經(jīng)過對應的信號調(diào)理模塊調(diào)理和放大后，由計數(shù)器模塊6傳送給單片機，經(jīng)處理與計算，能夠得到游動滑車的高度數(shù)據(jù)。如附圖1所示，單片機包括32位主處理器23、R0M存儲器或FLASH ROM存儲器24、RAM存儲器25和實時時鐘與看門狗模塊26，ROM存儲器或FLASH ROM存儲器24、RAM存儲器25、實時時鐘與看門狗模塊26分別與32位主處理器23的信號端電連接在一起。32位主處理器23為能夠支持Win CE系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)的主處理器，管理軟件、算法軟件及部分數(shù)據(jù)存儲在ROM存儲器或FLASH ROM存儲器24內(nèi)，部分數(shù)據(jù)存儲在RAM存儲器25內(nèi)，當32位主處理器23工作異常時，實時時鐘與看門狗模塊26能夠工作或復位，使系統(tǒng)繼續(xù)穩(wěn)定工作。如附圖1所示，人機交互裝置包括輸入及通訊模塊27、感應輸入屏28、操作鍵盤29和鼠標30，單片機上電連接有輸入及通訊模塊27，輸入及通訊模塊27上電連接有感應屏接口 31、鍵盤接口 32、帶有網(wǎng)絡與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡接口 33、C0M1接口 34、C0M2接口 35、鼠標USB接口 36和U盤USB接口 37，感應輸入屏28、操作鍵盤29和鼠標30分別通過感應屏接口 31、鍵盤接口 32和鼠標USB接口 36與輸入及通訊模塊27電連接在一起，操作鍵盤29上有手動自動切換鍵38 ;報警及控制裝置包括控制模塊39、剎車電控單元40、運行急?？刂茊卧?1和報警裝置，報警裝置包括聲光報警器接口 42、報警指示燈43、報警喇叭44和故障碼指示器45 ;控制模塊39的輸入端與單片機的輸出端電連接在一起，控制模塊39的輸出端分別與聲光報警器接口 42、剎車電控單元40及運行急?？刂茊卧?1電連接在一起，聲光報警器接口 42通過導線電連接有報警指示燈43、報警喇叭44和故障碼指示器45 ;信號傳輸裝置包括傳輸模塊46、近程通訊裝置和遠程通訊裝置，近程通訊裝置包括近程通訊接口 47、近程通訊模塊48和近程通訊天線49，遠程通訊裝置包括遠程通訊接口 50、遠程通訊模塊51和遠程通訊天線52，傳輸模塊46的輸入端與單片機的通信端電連接在一起，傳輸模塊46的輸出端連接有近程通訊接口 47和遠程通訊接口 50，近程通訊接口 47與近程通訊模塊48電連接在一起，遠程通訊接口 50與遠程通訊模塊51電連接在一起，近程通訊模塊48的信號輸出端與近程通訊天線49電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠程通訊模塊51的信號輸出端與遠程通訊天線52電連接在一起并能夠發(fā)射遠程無線數(shù)據(jù)信號。通過感應輸入屏28、操作鍵盤29及鼠標30能夠進行參數(shù)的設置與調(diào)整，如設置日期、時間、傳感器類型、量程、繩數(shù)(設定不同的繩數(shù)，以滿足不同類型的作業(yè)設備)、報警上下(機油壓力、氣體壓力等)限值、控制觸發(fā)值等參數(shù)，網(wǎng)絡與通訊模塊內(nèi)嵌有線、無線以太網(wǎng)模塊，通過TCP/IP網(wǎng)絡接口 33、COMl接口 34、COM2接口 35和U盤USB接口 37能夠方便與其它設備的通訊，如支持鼠標30、U盤、RS485接口等；若信號接收轉(zhuǎn)換裝置采集的某一數(shù)據(jù)超出設置值，控制模塊39向聲光報警器接口 42發(fā)送報警信號，報警指示燈43和報警喇叭44工作并發(fā)出故障報警指示，故障碼指示器45顯示故障碼，操作人員依據(jù)故障碼的類型快速定位故障，以便盡早修復作業(yè)設備；單片機根據(jù)用戶預設值與采集的游車高度數(shù)據(jù)高度上下限值進行比較，當高度超限時立即驅(qū)動剎車電控單元40，通過其外接的電磁換向閥控制剎車，同時通過報警指示燈43、報警喇叭44發(fā)出警示，自動處理天車防碰控制等違章操作，當單片機工作異常時，根據(jù)預定值控制模塊39能夠迅速切入進行控制操作，也可通過手動自動切換鍵38進行工作狀態(tài)切換，后續(xù)施工由人工進行操作，以保障設備和施工作業(yè)的安全；傳輸模塊46將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)通過遠程通訊接口 50、遠程通訊模塊51和遠程通訊天線52進行遠程發(fā)布，傳輸模塊46通過近程通訊接口 47、近程通訊模塊48和近程通訊天線49實現(xiàn)運行參數(shù)的設置與運行數(shù)據(jù)的實時發(fā)布，遠程通訊天線52和近程通訊天線49對數(shù)據(jù)以分時傳輸?shù)姆绞綄崿F(xiàn)共享；遠程無線數(shù)據(jù)信號包括3G信號或4G信號，以及GPS定位信息或GLONASS定位信息或北斗定位信息。如附圖1所示，電源管理模塊I包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關和指示燈。電源管理模塊I可以連接220V交流電源，當長期停工時能夠?qū)Ω吣茌o助電池組進行充電，也可以連接24V直流電源如車載電瓶進行應急供電；高能輔助電池組能夠保證不間斷對系統(tǒng)供電，以保障作業(yè)設備的穩(wěn)定工作，高能輔助電池組通過電壓監(jiān)測電路、電壓轉(zhuǎn)換電路能夠在施工作業(yè)時對傳感器和單片機進行供電，還能夠?qū)κ殖植倏匮b置53的電池進行供電與充電。如附圖1所示，數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠在安全距離以外接收近程通訊天線49發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號的手持操控裝置53，手持操控裝置53包括能夠接收近程通訊天線49發(fā)出的數(shù)據(jù)信號的無線收發(fā)模塊、能夠顯示實時施工數(shù)據(jù)的手持器顯示屏和能夠設置工程作業(yè)設備運行參數(shù)的手持器鍵盤。手持操控裝置53通過無線收發(fā)模塊接收近程通訊天線49發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號，使現(xiàn)場施工人員能夠通過手持器顯示屏來觀察實時運行數(shù)據(jù)及施工數(shù)據(jù)，并能夠通過手持器鍵盤來實現(xiàn)運行參數(shù)的設置。如附圖1所示，數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠設置在遠處基地的遠程用戶端54，遠程用戶端54包括能夠接收遠程通訊天線52發(fā)出的遠程無線數(shù)據(jù)信號的信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務器和用戶終端電腦，信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務器分別與用戶終端電腦的信號端電連接在一起。通過遠程通訊天線52對數(shù)據(jù)進行分時傳輸，基地內(nèi)的技術與管理人員通過遠程用戶端54可以實時顯示主控儀裝置采集的運行數(shù)據(jù)、曲線、歷史數(shù)據(jù)或報警信息，也可以遠程進行信息交換，指導現(xiàn)場作業(yè)。以上技術特征構(gòu)成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
權(quán)利要求1.一種油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設備上或設備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊、能夠接收傳感器和視頻監(jiān)控裝置所發(fā)信號數(shù)據(jù)的信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機、顯示裝置、人機交互裝置、報警及控制裝置以及信號傳輸裝置，電源管理模塊的電輸出端與單片機的電輸入端電串接在一起，信號接收轉(zhuǎn)換裝置與單片機的信號輸入端電連接在一起，顯示裝置、人機交互裝置、報警及控制裝置和信號傳輸裝置分別與單片機電連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置、速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置和視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置；傳感器包括工況傳感器和速度傳感器，工況信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各工況傳感器相對應并能夠?qū)邮掌漭敵鲂盘柕墓r信號調(diào)理模塊、多路開關模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊，各工況信號調(diào)理模塊分別通過導線與多路開關模塊的信號輸入端電連接在一起，多路開關模塊的信號輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與單片機的信號輸入端電連接在一起；速度信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括數(shù)量與各速度傳感器相對應并能夠?qū)邮掌漭敵鲂盘柕乃俣刃盘栒{(diào)理模塊和計數(shù)器模塊，各速度信號調(diào)理模塊分別通過導線與計數(shù)器模塊的信號輸入端電連接在一起，計數(shù)器模塊的信號輸出端與單片機的信號輸入端電連接在一起；視頻監(jiān)控裝置包括作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點攝像頭，視頻信號接收轉(zhuǎn)換裝置包括能夠接收作業(yè)面攝像頭和作業(yè)點攝像頭輸出信號的視頻處理模塊，顯示裝置包括視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設備工況顯示器，視頻處理模塊的信號輸出端與單片機的信號輸入端電連接在一起，單片機的信號輸出端通過視頻處理模塊分別與視頻圖像顯示器、施工參數(shù)及曲線顯示器和設備工況顯示器的視頻顯示信號輸入端電連接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于工況傳感器包括工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器、機油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機油溫度傳感器和泵壓傳感器，速度傳感器包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器；工程作業(yè)設備死繩固定器壓力傳感器、機油壓力傳感器、壓縮氣體壓力傳感器、液力變速箱油壓傳感器、大鉤載荷傳感器、液壓油溫度傳感器、機油溫度傳感器和泵壓傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對應工況信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和滾筒轉(zhuǎn)速脈沖傳感器的信號輸出端分別通過線纜與對·應速度信號調(diào)理模塊的信號輸入端電連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于單片機包括32位主處理器、ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器和實時時鐘與看門狗模塊，ROM存儲器或FLASH ROM存儲器、RAM存儲器、實時時鐘與看門狗模塊分別與32位主處理器的信號端電連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于人機交互裝置包括輸入及通訊模塊、感應輸入屏、操作鍵盤和鼠標，單片機上電連接有輸入及通訊模塊，輸入及通訊模塊上電連接有感應屏接口、鍵盤接口、帶有網(wǎng)絡與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡接口、C0M1接口、C0M2接口、鼠標USB接口和U盤USB接口，感應輸入屏、操作鍵盤和鼠標分別通過感應屏接口、鍵盤接口和鼠標USB接口與輸入及通訊模塊電連接在一起，操作鍵盤上有手動自動切換鍵；報警及控制裝置包括控制模塊、剎車電控單元、運行急停控制單元和報警裝置，報警裝置包括聲光報警器接口、報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；控制模塊的輸入端與單片機的輸出端電連接在一起，控制模塊的輸出端分別與聲光報警器接口、剎車電控單元及運行急?？刂茊卧娺B接在一起，聲光報警器接口通過導線電連接有報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；信號傳輸裝置包括傳輸模塊、近程通訊裝置和遠程通訊裝置，近程通訊裝置包括近程通訊接口、近程通訊模塊和近程通訊天線，遠程通訊裝置包括遠程通訊接口、遠程通訊模塊和遠程通訊天線，傳輸模塊的輸入端與單片機的通信端電連接在一起，傳輸模塊的輸出端連接有近程通訊接口和遠程通訊接口，近程通訊接口與近程通訊模塊電連接在一起，遠程通訊接口與遠程通訊模塊電連接在一起，近程通訊模塊的信號輸出端與近程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠程通訊模塊的信號輸出端與遠程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射遠程無線數(shù)據(jù)信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于人機交互裝置包括輸入及通訊模塊、感應輸入屏、操作鍵盤和鼠標，單片機上電連接有輸入及通訊模塊，輸入及通訊模塊上電連接有感應屏接口、鍵盤接口、帶有網(wǎng)絡與通訊模塊的TCP/IP網(wǎng)絡接口、COMl接口、COM2接口、鼠標USB接口和U盤USB接口，感應輸入屏、操作鍵盤和鼠標分別通過感應屏接口、鍵盤接口和鼠標USB接口與輸入及通訊模塊電連接在一起，操作鍵盤上有手動自動切換鍵；報警及控制裝置包括控制模塊、剎車電控單元、運行急停控制單元和報警裝置，報警裝置包括聲光報警器接口、報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；控制模塊的輸入端與單片機的輸出端電連接在一起，控制模塊的輸出端分別與聲光報警器接口、剎車電控單元及運行急停控制單元電連接在一起，聲光報警器接口通過導線電連接有報警指示燈、報警喇叭和故障碼指示器；信號傳輸裝置包括傳輸模塊、近程通訊裝置和遠程通訊裝置，近程通訊裝置包括近程通訊接口、近程通訊模塊和近程通訊天線，遠程通訊裝置包括遠程通訊接口、遠程通訊模塊和遠程通訊天線，傳輸模塊的輸入端與單片機的通信端電連接在一起，傳輸模塊 的輸出端連接有近程通訊接口和遠程通訊接口，近程通訊接口與近程通訊模塊電連接在一起，遠程通訊接口與遠程通訊模塊電連接在一起，近程通訊模塊的信號輸出端與近程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射近程無線數(shù)據(jù)信號，遠程通訊模塊的信號輸出端與遠程通訊天線電連接在一起并能夠發(fā)射遠程無線數(shù)據(jù)信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于電源管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關和指示燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于電源管理模塊包括電壓轉(zhuǎn)換電路、電壓監(jiān)測電路、高能輔助電池組、電源開關和指示燈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠在安全距離以外接收近程通訊天線發(fā)出的近程無線數(shù)據(jù)信號的手持操控裝置，手持操控裝置包括能夠接收近程通訊天線發(fā)出的數(shù)據(jù)信號的無線收發(fā)模塊、能夠顯示實時施工數(shù)據(jù)的手持器顯示屏和能夠設置工程作業(yè)設備運行參數(shù)的手持器鍵盤。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其特征在于數(shù)據(jù)管控操作裝置還包括能夠設置在遠處基地的遠程用戶端，遠程用戶端包括能夠接收遠程通訊天線發(fā)出的遠程無線數(shù)據(jù)信號的信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務器和用戶終端電腦，信號收發(fā)裝置、數(shù)據(jù)服務器分別與用戶終端電腦的信號端電連接在一起。
專利摘要本實用新型涉及油氣田工程作業(yè)設備控制裝置技術領域，是一種油氣田工程作業(yè)設備綜合控制裝置，其包括數(shù)據(jù)管控操作裝置以及能夠固定安裝在工程作業(yè)設備上或設備附近的傳感器及視頻監(jiān)控裝置，數(shù)據(jù)管控操作裝置包括主控儀裝置，主控儀裝置包括電源管理模塊、信號接收轉(zhuǎn)換裝置、單片機、顯示裝置。本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過傳感器及視頻頭監(jiān)控工程作業(yè)設備，通過單片機對工況與作業(yè)數(shù)據(jù)進行采集、處理、顯示、存儲、對故障進行報警與處理、遠程傳輸與實時發(fā)布，提高了作業(yè)設備的運行、管理和維護效率，能夠廣泛用于石油鉆機、井下作業(yè)、礦山作業(yè)、工程作業(yè)車輛施工等領域，具有功能全面、使用方便、安全、省力、高效的特點。
文檔編號G05B19/418GK203164718SQ20132012815
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月20日
發(fā)明者符國江, 杜云明, 趙永明, 呂新農(nóng), 桂軍 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司