[發(fā)明專利]一種基于微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機(jī)器人的控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710719805.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107387058B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱海燕;趙建國(guó);劉清友;曾杰;楊亞強(qiáng);張銘海;劉文全;何俊江;王昆鵬;秦松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B44/00
• 分類號(hào): E21B44/00;E21B7/04
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種基于微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于：它包括連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）、下單片機(jī)（2）、第一電磁比例換向閥（3）、第二電磁比例換向閥（4）、第三電磁比例換向閥（5）和第四電磁比例換向閥（6），各電磁比例換向閥分別連接有一個(gè)控制信號(hào)處理器（7），四個(gè)控制信號(hào)處理器（7）均與下單片機(jī)（2）連接，下單片機(jī)（2）與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）之間連接有壓差傳感器（8），所述第一電磁比例換向閥（3）的端口A、端口B分別與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）的后支撐缸（9）左腔室、右腔室連通，第二電磁比例換向閥（4）的端口A、端口B分別與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）的后伸縮缸（10）左腔室、右腔室連通，第三電磁比例換向閥（5）的端口B、端口A分別與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）的前伸縮缸（11）左腔室、右腔室連通，第四電磁比例換向閥（6）的端口B、端口A分別與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）的前支撐缸（12）左腔室、右腔室連通，各電磁比例換向閥的端口T均與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）的環(huán)空連通，各電磁比例換向閥的端口P均與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）的油管連通；

所述的控制信號(hào)處理器（7）與下單片機(jī)（2）之間順次連接有三極管（13）和保護(hù)電阻R；

所述的壓差傳感器（8）與下單片機(jī)（2）之間連接有濾波器（14）；

所述的下單片機(jī)（2）與連續(xù)油管鉆機(jī)器人（1）之間順次連接有濾波器（14）和壓力傳感器（15）；

基于上述微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機(jī)器人的控制系統(tǒng)的控制方法，它包括以下步驟：

S1、通過(guò)地面啟/停泵對(duì)連續(xù)油管鉆井機(jī)器人的啟/停控制；

S11：?jiǎn)纹瑱C(jī)中預(yù)設(shè)液壓泵啟/停交替1次的控制時(shí)間為10~20s；

S12：地面執(zhí)行啟/停泵；

S13：當(dāng)連續(xù)油管鉆機(jī)器人處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在10~20s內(nèi)液壓泵啟/停交替1次則執(zhí)行停止連續(xù)油管鉆機(jī)器人運(yùn)行，并且將連續(xù)油管鉆機(jī)器人的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，以確保鉆井機(jī)器人的支撐臂完全收縮狀態(tài)；當(dāng)連續(xù)油管鉆機(jī)器人處于停止運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，在10~20s內(nèi)液壓泵啟/停交替1次則執(zhí)行啟動(dòng)連續(xù)油管鉆機(jī)器人運(yùn)行；

S2、當(dāng)鉆井機(jī)器人處于啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，地面壓力脈沖發(fā)生裝置產(chǎn)生壓力脈沖控制信號(hào)，連續(xù)油管鉆井機(jī)器人接收壓力脈沖控制信號(hào)；

S21：地面壓力脈沖發(fā)生裝置發(fā)射壓力脈沖控制信號(hào)；

S22：采用壓差傳感器（8）接收壓力脈沖控制信號(hào)，壓力脈沖控制信號(hào)順次經(jīng)濾波器濾波、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、脈沖控制信號(hào)識(shí)別后傳送給下單片機(jī)（2）；

S23：下單片機(jī)（2）存儲(chǔ)步驟S22中的控制信號(hào)以及存儲(chǔ)控制信號(hào)的時(shí)間；

S3、下單片機(jī)（2）獲取壓力脈沖控制信號(hào)中的速度控制信號(hào)，下單片機(jī)（2）根據(jù)速度控制信號(hào)經(jīng)各電磁比例換向閥對(duì)連續(xù)油管鉆井機(jī)器人進(jìn)行速度控制;

S31：下單片機(jī)（2）解碼控制信號(hào)，并計(jì)算出連續(xù)鉆井機(jī)器人控制速度；

S32：下單片機(jī)（2）根據(jù)控制速度推算出控制信號(hào)，并將控制信號(hào)通過(guò)保護(hù)電阻R、三極管（13）輸入到控制信號(hào)處理器（7）中，控制信號(hào)處理器（7）將電流放大并輸出，放大電流控制各磁比例換向閥的閥芯開(kāi)度以及控制流體的進(jìn)出口方向，從而控制液壓流道流量，以及液壓流道的方向，從而對(duì)連續(xù)油管鉆機(jī)器人進(jìn)行速度的有效控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微小井眼水平井連續(xù)油管鉆機(jī)器人的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述步驟S2中的壓力脈沖控制信號(hào)通過(guò)壓差傳感器（8）接收，壓差傳感器（8）的壓力源分別為管內(nèi)壓力Pi及環(huán)空壓力Po。