石油钻井工程中钻机的智能电气液控制系统

石油钻井工程中钻机的智能电气液控制系统

摘要：智能的电气液控制系统具有适应性、可靠性和安全性、先进行的特点，反应的速度身十分快捷，有着安装快捷方便、维护和操作十分容易的特点，能够满足石油钻机在野外作业的需求。本文阐述了智能的电气液控制系统的基础原理和基础结构，并且分析了其在石油钻机上的可靠性应用和先进性应用，同时对适用性做出了分析比较，最终进行推广使用。

关键词：智能的电气液控制系统石油钻井工程钻机

随着钻机市场的不断发展，石油钻机开发和研制的市场有广大的前景，随着HSE管理的规范化和系统化，具有自动化性能高的石油钻机被广泛的使用。传统的石油钻机的控制系统存在着铺设的管线拆卸繁琐、维护安装复杂、危险性大、生产效率低的问题，气动阀件联系着各个逻辑控件，生产的效率很差，已经不能满足现代石油钻机的规范化布局、集中化控制、安全高效和快捷操作的需求。

1、智能的电气液控制系统的设计和结构原理

智能的电气液控制系统在进行设计的过程之中，要保持执行元件、工作介质和动力结构的特征的平稳性，主要对发令结构、控制元件、控制元件的工作方式和传令结构做出了更改。转而将通气开关、换向阀、溢流阀、继气器、调压阀，使用电控旋钮和电控换向阀等装置取代。在控制方式上采用PLC系统，对开关量、模拟量进行控制，同时实现定时、计算、逻辑运算、控制顺序、联锁保护、过程控制、计数、联网和算术运算的功能。智能的电气液控制系统的硬件主要由触摸屏、DDL、PCL和司钻房控制系统组成。智能的电气液控制系统中的CPU 硬件可以完成对数据的处理，对逻辑运算进行控制，实现与触摸屏和DDL的无线通讯功能。其中，触摸屏可以对钻进的参数和钻进的操作参数进行显示，智能控制系统中得控制元件都存在于阀导箱p

智能的电气液控制系统主要由对系统进行控制的硬件组成。钻机的智能的电气液控制系统是由控制元件、电源、核心的控制系统和辅助设备元件等构成。可以将它们按照控制方式的不同进行划分，分为模拟量及开关量的控制系统和数字式的控制系统。钻机的逻辑控制可以通过触摸屏的功能实现，通过对开关的转换实现二者的切换，同时触摸屏还可以显示和控制钻机的工作状态。一旦系统发生故障，会立刻切断电源、报警，对故障点进行显示并找出相应的解决办法。数字式的控制系统可以使用串联的工作方式，在司钻房的元件上安装DDL DRIVE模块，在绞车上进行DDL LINK模块的安装，当系统发出信号时，DDL模块可以转化数字信号，依据系统发出的指令对元件实现控制。在PCL的选择上，可以根据系统的输出点数和输入点数进行功能的联网和扩展，使用PROFIBUS作为系统的总线，依据系统的开关数量和寄存器、定时器的数量选择储存的容量。在智能的电气液控制系统阀件的选择上，主要包括绞车车厢内的控制元件和刹车系统的控制元件，采用活塞式的滑阀结构，可以改变传统的工作信号和工作介质的

传递，使标准流量大大提高，具有反应灵敏、控制十分简单、安装维护快捷的特点。智能的电气液控制系统在设计阀导控制箱的时候要注意对硬件电路进行设计。

2、智能的电气液控制系统和监控软件的构成

智能的电气液控制系统的程序设计主要包括现场数据的采集、钻井参数和显示设备状态、声光报警装置等。其中数据采集是对施工现场的传感器、控制按钮和编码器进行数据的采集。系统的人机界面主要包括显示输入和输出的状态、显示智能高度和控制操作等多个系统界面，可以方便实时操作监控的实现。在人机界面系统中的控制信号以电信号作为核心，在信号的传递过程之中具有快捷、准确的特点，可以解决气压信号稳定性不好、传递效率低和信号传递速度慢的缺点，同时缓解容易受温度影响和流程损失量大的问题，使系统的控制真正实现动作灵敏和迅速反应的特点。通过这种系统的使用，可以有效的防止阀导箱内“雨、腐、爆”的发生，仅仅使用一根电缆就可以实现系统相互之间的传递和控制，不需要像原来的控制元件一样，在每一个元件之间都是用一个电缆相连接，简化了维护和安装的程序，同时，每一个控制元件都设置有手动控制和电动控制两种控制方式，一旦电磁控制出现了问题，还可以通过手动的操作元件进行控制，将电控故障对设备造成的损害降到最低。正是由于智能的电气液控制系统所具有的上述特征，所以十分适宜在石油钻机之中使用，满足在操作和控制过程之中便于记忆和易于控制的特点。

3、结语

传统的石油钻机的控制系统存在着铺设的管线拆卸繁琐、维护安装复杂、危险性大、生产效率低的问题。智能的电气液控制系统，将PLC作为控制系统的核心，使用先进的控制元件，将继电器作为备份控制装置。通过设定的程序，实现油田钻机的实时监测和逻辑控制功能，并及时的随各种钻井状态和钻井参数进行显示和故障处理，将操作事故和设备失控事故的发生概率降到最低，使钻机的安全性和可靠性得到很大程度的提高。

参考文献

[1]陈洁.石油钻进工程中现场监测施工要点[M].北京:人民卫生出版社,2005,40,47．

[2]王冬,朱乃苏,陈志兴.电器与PCL控制技术管理的可行性研究[M].上海:上海科学技术文献出版社,1992,162—174．

[3]董素英.石油钻井工程之中智能电器液控制系统的探讨[M].现代经济信息,2007，9(11):159.