專利名稱：一種具有智能化的鉆機固控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆井液固控系統(tǒng)，尤其是涉及一種具有智能化的鉆機固控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前的地質(zhì)鉆機井場所需的固控機械，基本上還停留在人工操作，憑經(jīng)驗判斷、最后成品是否合格靠大致估摸階段，現(xiàn)場施工比較混亂，缺乏科學(xué)性基礎(chǔ)性的判斷依據(jù)，而且現(xiàn)場噪聲大、粉塵重、危險性很高，非常不適宜人員在現(xiàn)場操作施工。

發(fā)明內(nèi)容
地質(zhì)鉆機井場所需的固控機械是技術(shù)含量和集成化要求很高的裝備，新設(shè)備的開發(fā)中不斷將人類在各領(lǐng)域成果融合進來，隨著材料科學(xué)、制造工藝、信息技術(shù)、計算機技術(shù)的進步，每一輪產(chǎn)品都有新的技術(shù)注入，零部件的更新周期越來越短、新設(shè)備換代越來越快，尤其是大型固控機械的開發(fā)，無成熟的經(jīng)驗可借鑒，而又不允許設(shè)計中出現(xiàn)任何失誤，因此必須借助多學(xué)科技術(shù)的融合，提高設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力和市場競爭力。固控機械和計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合的基礎(chǔ)上形成了數(shù)字化發(fā)展趨勢。智能自動化、無人工作面作業(yè)是固控系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是保障工作面安全作業(yè)的有效途徑。綜合運用采礦學(xué)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機科學(xué)與技術(shù)等，進行自動化無人工作面開采的基礎(chǔ)理論研究和開發(fā)新技術(shù)、新裝備，使鉆機井場內(nèi)固控系統(tǒng)機械向著機器人化和智能化方向發(fā)展。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的在鉆機井場，對需要固控設(shè)備處理的出井口泥漿，通過多種傳感器的監(jiān)控探測，獲得的數(shù)據(jù)和PLC里面存儲的數(shù)據(jù)做比對，然后再給予相應(yīng)的處理，直到得到需要的結(jié)果為止。本發(fā)明的有益效果是
1)本發(fā)明采用多種不同的傳感器，對固控設(shè)備處理的泥漿進行現(xiàn)場監(jiān)控，現(xiàn)場提取數(shù)據(jù)，進行比較分析對比，建立起了科學(xué)分析比較的基礎(chǔ)，避免了盲目性和隨意性；
2)本發(fā)明采用了可編程控制器PLC，由PLC存儲了預(yù)先要求的數(shù)據(jù)和圖形，并設(shè)立了處理的流程程序，建立了嚴格的判斷依據(jù)和標準；
3)本發(fā)明能夠通過智能化無人操作管理的新型固控系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動處理泥漿流程，具有快速、可靠、節(jié)能、技術(shù)指標先進的特點。


圖1為發(fā)明器件連接示意圖；圖中，它包括可視攝像頭1、氣體傳感器2、溫度傳感器3、壓力傳感器4，泥漿粒度傳感器5、泥漿粘度傳感器6、可編程控制器PLC7、電子開關(guān)8，固控設(shè)備9、傳送帶10、存儲罐11及連接電纜12等設(shè)備器件構(gòu)成。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案。目前，大家已經(jīng)公認泥漿是關(guān)系鉆井成敗的關(guān)鍵因素之一，泥漿的作用和地位更加突出，它也更受到普遍的重視。泥漿的體積或質(zhì)量百分比即為我們通常所說的鉆井液的固相含量，一般把鉆井液稱為泥漿，而把泥衆(zhòng)的固相控制簡稱為固控，鉆井液的固相按其作用分為兩類有用固相和有害固相。固相控制的過程就是一個清除有害固相，保留有用固相的過程。泥漿的主要功用是
(1)攜帶和懸浮鉆屑。就是要把鉆頭破碎的巖屑從井底帶出井眼，保持井眼凈化。當(dāng) 臨時停止循環(huán)時，泥漿又能把井眼內(nèi)的鉆屑懸浮住，使它不至于很快下沉，防止塵沙卡
鉆，這就要求泥漿具有適當(dāng)?shù)恼扯群土髯冃阅埽?br> (2)穩(wěn)定井壁井壁穩(wěn)定、井眼規(guī)則是優(yōu)質(zhì)快速鉆井的重要基礎(chǔ)條件，也是泥漿措施的基本立足點，泥漿的組成必須對鉆遇的泥頁巖水化膨脹和分散具有較強的抑制作用，同時，泥漿的濾失性能應(yīng)有利于井壁上形成簿而韌、摩擦系數(shù)小的泥餅。(3)冷卻和沖洗鉆頭，清掃井底鉆屑。如果泥漿液柱壓力大于地層液體壓力，這個壓力差將把鉆頭破碎的巖屑緊緊的吸在井底，同時泥漿固相顆粒還可能在井底形成泥餅。如果泥漿液流不能及時清掃井底鉆屑保持井底凈化，就會造成鉆頭重復(fù)切削，降低鉆頭的進鉆效率。(4)泥漿比重能在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，以建立與地層壓力相平衡的液柱壓力，防止噴、漏、塌、卡等井下復(fù)雜狀況發(fā)生。平衡鉆井部壓力僅僅是一種防噴、漏的措施，它對井底凈化、提高鉆速、減小泥漿對油層的侵害，提高油井產(chǎn)量等方面仍然具有重要意義。如圖1所示，本發(fā)明包括可視攝像頭1、氣體傳感器2、溫度傳感器3、壓力傳感器4，泥漿粒度傳感器5、泥漿粘度傳感器6、可編程控制器PLC7、電子開關(guān)8，固控設(shè)備9、傳送帶10、存儲罐11及連接電纜12等設(shè)備器件構(gòu)成，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐貙拥慕Y(jié)構(gòu)來選擇對固控系統(tǒng)處理泥漿的要求，對非加重泥漿，固控系統(tǒng)處理的主要目的是回收液相；對加重泥漿，處理的主要目的是回收加重材料，排出超細巖屑顆粒，控制粘度，粘度主要體現(xiàn)在固相含量上，當(dāng)在7%以下時，鉆速會提聞很多，對粒度的要求是在2 —5 μ m最佳，太細或是太粗都不好，對泥漿溫度要求小于70°C。當(dāng)泥漿從鉆井排出來，可視攝像頭，監(jiān)測它的運動過程是否有異樣，然后經(jīng)過氣體傳感器，如果可燃性氣體含量太高，可能發(fā)生危險，泥漿就會被送入除氣機先行進行除氣；然后再經(jīng)過溫度傳感器，如果溫度過高，也是需要先進行處理并會報警，以便檢查鉆井內(nèi)溫度過高的原因，及時避免鉆頭被傷害。隨后再進入各個固控設(shè)備進行處理，處理完畢，都要經(jīng)過粒度傳感器和粘度傳感器進行檢測和分析，以便送入下一個處理程序或是送入儲存罐備用，這個過程都是由PLC做分析控制，由PLC指揮電子開關(guān)做出動作，把泥漿送入相應(yīng)的固控設(shè)備或是根據(jù)需要加入一些添加劑后攪拌再送出由傳感器進行檢測，其數(shù)據(jù)由電纜送到PLC進行比對分析后，再決定泥漿的去處。
權(quán)利要求
1.一種具有智能化的鉆機固控系統(tǒng)，其特征在于包括可視攝像頭(I)、氣體傳感器(2)、溫度傳感器(3)、壓力傳感器(4)，泥漿粒度傳感器(5)、泥漿粘度傳感器(6)、可編程控制器PLC (7)、電子開關(guān)(8)，固控設(shè)備(9)、傳送帶(10)、存儲罐(11)及連接電纜(12)，所述可編程控制器PLC控制鉆機固控系統(tǒng)的指揮，按照預(yù)先編好的程序進行運轉(zhuǎn)工作，PLC內(nèi)有圖形數(shù)據(jù)作為比較分析的依據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高度智能化的新型鉆機固控系統(tǒng)，其特征在于所述的新型鉆機井場固控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)無人值守，自動按照編程程序工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高度智能化的新型鉆機固控系統(tǒng)，其特征在于所述的新型智能化鉆機固控系統(tǒng)，可以精確的控制泥漿質(zhì)量，完全按照事先設(shè)定好的技術(shù)標準進行處理檢測，實現(xiàn)了科學(xué)合理生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護員工的身體建康。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高度智能化的新型鉆機固控系統(tǒng)，其特征在于所述的新型智能化鉆機固控系統(tǒng)，適應(yīng)了固控系統(tǒng)的發(fā)展方向，融合進了當(dāng)前最新的材料科學(xué)、制造工藝、信息技術(shù)、計算機技術(shù)，把可編程控制器和計算機應(yīng)用進了固控系統(tǒng)，使固控系統(tǒng)具有了高度智能化特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高度智能化的新型鉆機固控系統(tǒng)，其特征在于所述的新型智能化鉆機固控系統(tǒng)，在處理流程中嵌入了多種傳感器，使系統(tǒng)具有了人類才有的各種感官功能，能夠感應(yīng)量化泥漿的各種技術(shù)數(shù)據(jù)，并把它傳送給可編程控制器和計算機進行分析比對，依據(jù)結(jié)果做再次處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有智能化的鉆機固控系統(tǒng)，它包括可視攝像頭(1)、氣體傳感器(2)、溫度傳感器(3)、壓力傳感器(4)，泥漿粒度傳感器(5)、泥漿粘度傳感器(6)、可編程控制器PLC(7)、電子開關(guān)(8)，固控設(shè)備(9)、傳送帶(10)、存儲罐(11)及連接電纜(12)等設(shè)備器件構(gòu)成，智能自動化、無人化開采是鉆機井場固控系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是保障工作面安全作業(yè)的有效途徑。
文檔編號E21B21/01GK103015925SQ201310016589
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者伍書良, 程律志 申請人:四川首富曼石油裝備有限公司