[發(fā)明專利]一種陸地鉆機的說明書演示系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510033585.1
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104966454B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田永生;張振欣;張智勇;雷艦;赫芳北;張磊;郝麗軍;丁鵬;陶京峰;高伯南
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油技術(shù)開發(fā)公司
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種陸地鉆機的說明書演示系統(tǒng)，其特征在于：包括用于模擬陸地鉆機的模擬裝置，所述模擬裝置包括鉆機模型、前端司鉆操作臺、教師操作臺、以及三通道環(huán)幕投影顯示系統(tǒng)，其中前端司鉆操作臺中包括參數(shù)計算機，其中該參數(shù)計算機作為分布式的上位機完成整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與控制，主控計算機和圖形計算機完成系統(tǒng)主程序的執(zhí)行和環(huán)幕圖形的處理和顯示；各臺計算機通過TCP/IP協(xié)議互聯(lián)；前端司鉆操作臺和鉆機模型之間的前端數(shù)據(jù)采集及控制由SIEMENS S7-200 PLC完成，并連接構(gòu)成西門子PPI網(wǎng)絡(luò)；PLC與參數(shù)計算機數(shù)據(jù)通信采用RS232協(xié)議；其中該參數(shù)計算機具有完成從PLC獲取前端硬件信息后，將信息發(fā)送給主控計算機的通信模塊，其中通信模塊還將主控計算機發(fā)送過來的信息通過PLC傳輸給前端硬件加以顯示；

前端司鉆操作臺包括機箱、內(nèi)部控制板和參數(shù)計算機，所述的機箱的正面設(shè)有前端司鉆操作臺正面控制面板，機箱的一個側(cè)面設(shè)有前端司鉆操作臺側(cè)面控制面板，機箱的另一個側(cè)面設(shè)有頂驅(qū)機械控制面板以及緩沖液缸的控制面板；其中在前端司鉆操作臺正面控制面板上設(shè)置有電源按鈕、開機按鈕、氣喇叭開關(guān)、防碰釋放按鈕、懸重緩沖閥、鉆壓緩沖閥、吊鉗扭矩阻尼器、立管壓力阻尼器、撈剎滾筒離合、輸入軸慣剎控制開關(guān)、換檔控制開關(guān)、貓頭控制開關(guān)、風(fēng)動旋扣控制開關(guān)、滾筒高低速開關(guān)、油缸選擇開關(guān)、底座液壓開關(guān)、駐車制動開關(guān)以及緊急制動開關(guān)；還包括顯示表組，其中所述顯示表組包括氣源壓力表、冷卻水壓表、絞車油壓表、轉(zhuǎn)盤油壓表、轉(zhuǎn)盤扭矩表、泵壓表、大鉗扭矩表、左鉗扭矩表、右鉗扭矩表、安全鉗壓力表、貓頭壓力表、鉆井扭矩表、轉(zhuǎn)速表、轉(zhuǎn)盤電流表、鎖檔壓力表以及過卷壓力表；前端司鉆操作臺側(cè)面控制面板上設(shè)置指配開關(guān)、發(fā)電機急停按鈕、整流急停按鈕、測試急停按鈕、PLC/旁路開關(guān)、電磁渦流剎車開關(guān)、轉(zhuǎn)盤正反轉(zhuǎn)選擇開關(guān)、絞車正反轉(zhuǎn)選擇開關(guān)、1號泥漿泵開關(guān)、2號泥漿泵開關(guān)、3號泥漿泵開關(guān)、低壓報警器開關(guān)；

前端司鉆操作臺的內(nèi)部控制板中的PLC包括前端司鉆操作臺第一可編程控制器PLC1和第二可編程控制器PLC2，上述可編程控制器PLC1、PLC2與參數(shù)計算機數(shù)據(jù)通信采用RS232協(xié)議進行通信，其中第一可編程控制器PLC1的CPU模塊通過A/D模塊分別與電源按鈕、開機按鈕、氣喇叭開關(guān)、防碰釋放按鈕、懸重緩沖閥、鉆壓緩沖閥、吊鉗扭矩阻尼器、立管壓力阻尼器、撈剎滾筒離合、輸入軸慣剎控制開關(guān)、換檔控制開關(guān)、貓頭控制開關(guān)、風(fēng)動旋扣控制開關(guān)、滾筒高低速開關(guān)、油缸選擇開關(guān)、底座液壓開關(guān)、駐車制動開關(guān)以及緊急制動開關(guān)連接，通過PLC的開關(guān)量輸入端口分別與指配開關(guān)、發(fā)電機急停按鈕、整流急停按鈕、測試急停按鈕、PLC/旁路開關(guān)、電磁渦流剎車開關(guān)、轉(zhuǎn)盤正反轉(zhuǎn)選擇開關(guān)、絞車正反轉(zhuǎn)選擇開關(guān)、1號泥漿泵開關(guān)、2號泥漿泵開關(guān)、3號泥漿泵開關(guān)、低壓報警器開關(guān)進行連接；通過PLC采集前端司鉆操作臺上的各個開關(guān)，旋鈕狀態(tài)以模擬絞車的升降控制，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速控制，泥漿泵的調(diào)速控制；同時采集絞車離合器位置、絞車檔位、轉(zhuǎn)盤離合器位置、轉(zhuǎn)盤檔位、泵調(diào)節(jié)器位置、柴油機功率調(diào)節(jié)器位置；監(jiān)測懸重、鉆壓、鉆機氣源壓力、泥漿密度、泥漿粘度以及泥漿失水參數(shù)，通過PLC的控制使得前端司鉆操作臺實現(xiàn)對井架/底座的起升控制、對鉆盤的轉(zhuǎn)速控制以及對泥漿泵的調(diào)速控制；

其中頂驅(qū)機械控制面板上設(shè)置有急停按鈕、吊環(huán)中位按鈕、復(fù)位/靜音按鈕、吊環(huán)回轉(zhuǎn)選擇開關(guān)、內(nèi)防噴器開關(guān)、液壓泵開關(guān)、鎖緊銷開關(guān)、背鉗選擇開關(guān)、吊環(huán)傾斜選擇開關(guān)、剎車選擇開關(guān)、輔助操作開關(guān)、風(fēng)機選擇開關(guān)、電機選擇開關(guān)、操作選擇開關(guān)、旋轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)；其中前端司鉆操作臺的內(nèi)部控制板的第二可編程控制器PLC2的CPU模塊通過A/D模塊分別與急停按鈕、吊環(huán)中位按鈕、復(fù)位/靜音按鈕連接，通過PLC的開關(guān)量輸入端口分別與吊環(huán)回轉(zhuǎn)選擇開關(guān)、內(nèi)防噴器開關(guān)、液壓泵開關(guān)、鎖緊銷開關(guān)、背鉗選擇開關(guān)、吊環(huán)傾斜選擇開關(guān)、剎車選擇開關(guān)、輔助操作開關(guān)、風(fēng)機選擇開關(guān)、電機選擇開關(guān)、操作選擇開關(guān)、旋轉(zhuǎn)方向選擇開關(guān)進行連接以實現(xiàn)對頂驅(qū)進行控制；

其中緩沖液缸的控制面板上設(shè)置有左右液缸選擇手柄、液缸壓力選擇手柄以及液缸伸出/縮回控制手柄；其中前端司鉆操作臺的內(nèi)部控制板的第二可編程控制器PLC2的CPU模塊通過A/D模塊分別與左右液缸選擇手柄、液缸壓力選擇手柄以及液缸伸出/縮回控制手柄連接以對緩沖液缸進行控制；

鉆機模型包括井架模型和底座模型，井架模型包括井架和井架核心控制機，其中井架為前開口型井架，由主體、人字架及附件組成，附件主要有二層臺、死繩穩(wěn)定器、籠梯，井架主體由左上段、右上段、左中上段、右中上段、左下段和右下段及背橫梁、斜拉桿、連接架組成一個前開口型鋼架結(jié)構(gòu)，主體的調(diào)整固定是由兩個卡銷完成，人字架是由左、右前腿，左、右后腿及橫梁組成的門形結(jié)構(gòu)，用來起放和支靠井架，起升裝置由起升大繩、高支架、低支架和游車大鉤支架組成，井架采用人字架起升方式，依靠鉆臺面絞車的動力，通過快繩、大鉤拉動起升大繩，實現(xiàn)井架起升，井架起升時為了能夠使井架平穩(wěn)的靠放在人字架上，同時下放井架時又能使井架重心前移，從而依靠井架本身自重下落，在人字架上設(shè)有緩沖裝置，通過緩沖裝置的伸縮來實現(xiàn)；

所述演示系統(tǒng)還包括井場整體展示系統(tǒng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示系統(tǒng)，其中所述井場整體展示系統(tǒng)包括底座、井架和灌區(qū)，所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)展示系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)展示、絞車結(jié)構(gòu)展示和泥漿泵結(jié)構(gòu)展示；

所述演示系統(tǒng)通過多級索引的方式組織，用戶隨意的觀看某一個部件，每個部件通過三個視圖展示：全局視圖、局部視圖和爆炸視圖，全局視圖展示部件在整個井場中的位置，局部視圖為該部件的大圖，展示該部件的具體形象和參數(shù)，爆炸視圖中通過細節(jié)注釋，將各個部件的內(nèi)部零件的形態(tài)、位置、功能做說明。