阅读说明：本技术 一种石油钻机双司钻冗余控制系统 (Double-driller redundancy control system of petroleum drilling machine ) 是由 鲜涛 杨昊宇 黄鲲鹏 于 2021-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种石油钻机双司钻冗余控制系统,所述石油钻机双司钻冗余控制系统包括：主司钻椅、副司钻椅、主司钻椅PLC、副司钻椅PLC、PLC切换开关。所述主司钻椅经主司钻椅PLC实现与石油钻机钻井设备的数据交互；所述副司钻椅经副司钻椅PLC实现与石油钻机机具设备的数据交互；所述PLC切换开关控制主司钻椅PLC和副司钻椅PLC的IP地址交换,实现主司钻椅和副司钻椅对石油钻机设备的控制切换。本发明解决了现有技术中存在的操作台尺寸过大,司钻房不美观,井队生产效率低下以及操作工工作效率低下的问题,以提高系统的适用性、容错能力和司钻工作效率。(The invention discloses a dual-driller redundancy control system of an oil rig, which comprises: a main driller chair, an auxiliary driller chair, a main driller chair PLC, an auxiliary driller chair PLC and a PLC change-over switch. The main driller chair realizes data interaction with the drilling equipment of the petroleum drilling machine through a main driller chair PLC; the auxiliary driller chair realizes data interaction with the oil rig equipment through an auxiliary driller chair PLC; the PLC change-over switch controls the IP address exchange of the main driller chair PLC and the auxiliary driller chair PLC, and the control switching of the main driller chair and the auxiliary driller chair to the petroleum drilling machine equipment is realized. The invention solves the problems of overlarge size of an operation platform, unattractive driller room, low production efficiency of a drilling team and low working efficiency of operators in the prior art, and improves the applicability, fault-tolerant capability and the driller working efficiency of the system.)

一种石油钻机双司钻冗余控制系统

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，尤其涉及一种石油钻机双司钻冗余控制系统。

背景技术

随着科技的进步和社会的发展，如今对石油能源的需求越来越大, 这就意味着对石油开采的技术要求也越来越高。司钻操作台是石油钻机中的重要组成部分，传统的司钻操作台由仪表盘、按钮、手轮、气控手柄等组成，实现司钻工对石油钻机的电、气、液控制。随着石油钻井技术的发展，钻井深度增大，钻井设备数量的增加，相关的控制器件不断增加，以及铁钻工、机械手、动力猫道等自动化设备开始大量使用，相关的控制器件均需要安装在司钻操作台上，需要不断增大司钻操作台的尺寸。而现有司钻操作台的尺寸会受到司钻房尺寸限制，铁钻工、机械手、动力猫道等自动化设备控制器件已没有足够的空间安装在司钻操作台上，只能采用独立的控制箱，这样导致司钻房内控制箱体众多，布局凌乱，司钻工操作分散，影响工作效率；司钻操作台布置有电、气、液控制器件，气管及液压管线均接入到司钻房内，导致司钻房管线众多，部分管线需要走明线，影响司钻房美观；司钻操作台上布置的仪表盘，包括电气仪表、气路仪表、液压仪表，且布局分散，不利于司钻工观察；司钻操作台上器件众多，某些重要器件如绞车速度手轮、刹车控制手柄发生故障时，需要石油钻机停止工作，先进行故障排查，再进行器件检修更换，影响井队生产效率。因此如何减小操作台尺寸，改善司钻房环境，提高系统的适用性和容错能力，提高井队生产效率和操作工工作效率是一个亟待解决的问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种石油钻机双司钻冗余控制系统，旨在解决现有设备中存在操作台尺寸过大，司钻房不美观，系统适用性和容错性差的问题，井队生产效率低下以及操作工工作效率低下的问题，减小操作台尺寸，改善司钻房环境，提高系统的适用性和容错能力、井队生产效率和操作工工作效率。

为实现上述目的，本发明提出一种石油钻机双司钻冗余控制系统，所述石油钻机双司钻冗余控制系统包括：主司钻椅、副司钻椅、主司钻椅PLC、副司钻椅PLC和PLC切换开关；其中：

所述主司钻椅PLC连接主司钻椅和石油钻机钻井设备，由主司钻椅经主司钻椅PLC实现与石油钻机钻井设备的数据交互；

所述副司钻椅PLC连接副司钻椅和石油钻机机具设备，由副司钻椅经副司钻椅PLC实现与石油钻机机具设备的数据交互；

所述PLC切换开关控制主司钻椅PLC和副司钻椅PLC的IP地址交换，实现主司钻椅和副司钻椅对石油钻机设备的控制切换，切换后主司钻椅控制石油钻机机具设备，副司钻椅控制石油钻机钻井设备；

所述主司钻椅PLC发生故障时，副司钻椅可实现石油钻机钻井设备及机具设备的控制，副司钻椅PLC发生故障时，主司钻椅可实现石油钻机钻井设备及机具设备的控制。

优选的，所述主司钻椅和副司钻椅采用相同的石油钻机控制钻椅。

优选的，所述石油钻机控制司钻椅包括司钻椅主体、设置于司钻椅两侧扶手的控制组件、设置于司钻椅两侧扶手的可视化设备，所述控制组件和可视化设备连接司钻椅对应控制的PLC。

优选的，所述控制组件包括停止按钮组和多功能双手柄组。

优选的，所述停止按钮组包括：系统急停按钮、传动急停按钮、泥浆泵急停按钮、机具急停按钮和紧急制动按钮。

优选的，所述多功能双手柄组包括一对精确控制比例量的手柄，分别为手柄a和手柄b。

优选的，所述可视化设备包括单钻井界面设备操作界面可视化终端、综合操作可视化终端、自动机具设备可视化终端。

优选的，所述副司钻椅PLC与主司钻椅PLC之间通过ADS通迅协议进行数据同步，仅有一个PLC对外进行数据通信，主副司钻椅PLC数据交互时，主司钻椅PLC将接收到的石油钻机数据经ADS通讯协议发送到副司钻椅PLC，副司钻椅PLC将副司钻椅的控制命令经ADS通讯协议发送到主司钻椅PLC，通过这种方式完成主副司钻设备操作权限的分配。

本发明通过几个设备的协调工作解决了现有的石油钻机操作台尺寸过大，司钻房不美观，井队生产效率低下以及操作工工作效率低下的问题，减轻了司钻的工作强度，有效地提高了司钻工作效率，使得司钻房更加美观，提高系统的适用性和容错能力，提高了井队生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为石油钻机双司钻冗余控制系统结构原理意图。

图2为本发明提出的一种石油钻机双司钻冗余控制系统一体化集成司钻椅示意图；

图2标号说明：1-司钻椅主体，2-系统急停按钮，3-传动急停按钮，4-泥浆泵急停按钮，5-机具急停按钮，6-紧急制动按钮，7-手柄b，8-手柄a，9-可视化设备。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种实施例，参照图1，图1为本发明提出的一种石油钻机双司钻冗余控制系统一体化集成司钻椅示意图。

如图1所示，在本实施例中，一种石油钻机双司钻冗余控制系统包括：主司钻椅、副司钻椅、主司钻椅PLC、副司钻椅PLC、PLC切换开关；其中：

所述主司钻椅PLC连接主司钻椅和石油钻机钻井设备，由主司钻椅经主司钻椅PLC实现与石油钻机钻井设备的数据交互；

所述副司钻椅PLC连接副司钻椅和石油钻机机具设备，由副司钻椅经副司钻椅PLC实现与石油钻机机具设备的数据交互；

所述PLC切换开关控制主司钻椅PLC和副司钻椅PLC的IP地址交换，实现主司钻椅和副司钻椅对石油钻机设备的控制切换。

如图2所示，在本实施例中，所述石油钻机控制司钻椅分为主司钻椅和副司钻椅，所述主司钻椅包括主司钻椅主体1、设置于主司钻椅两侧扶手的控制组件、设置于主司钻椅两侧扶手的可视化设备9，所述控制组件和可视化设备（9）连接司钻椅对应控制的PLC；所述副司钻椅包括副司钻椅主体1、设置于副司钻椅两侧扶手的控制组件，所述控制组件包括停止按钮组和多功能双手柄组；所述停止按钮组包括：系统急停按钮2、传动急停按钮3、泥浆泵急停按钮4、机具急停按钮5和紧急制动按钮6；所述多功能双手柄组包括一对精确控制比例量的手柄，分别为手柄a7和手柄b8。

如图2所示，在本实施例中，所述主司钻椅PLC连接主司钻椅和石油钻机钻井设备，由主司钻椅经主司钻椅PLC实现与石油钻机钻井设备的数据交互；所述副司钻椅PLC连接副司钻椅和石油钻机机具设备，由副司钻椅经副司钻椅PLC实现与石油钻机机具设备的数据交互；

如图2所示，在本实施例中，通过PLC切换开关实现主司钻椅PLC和副司钻椅PLC之间IP地址的交换，实现主司钻椅和副司钻椅对石油钻机设备的控制切换；所述选择开关，一个司钻房安装一套司钻开关，用于两套司钻椅的功能切换；当一套用于钻井设备/自动化机具操作的司钻椅发生故障，可以使用另一套司钻椅进行设备控制；同时钻井设备/自动化机具操作的司钻椅具有互锁保护，当一种模式被占用，另一套司钻椅将无法选择这种模式，防止两套司钻椅同在一个模式而造成误操作。

在本实施例中，所述可视化设备9包括单钻井界面设备操作界面可视化终端、综合操作可视化终端、自动机具设备可视化终端。

在本实施例中，所述副司钻椅PLC与主司钻椅PLC之间通过ADS通迅协议进行数据同步，仅有一个PLC对外进行数据通信，主副司钻椅PLC数据交互时，主司钻椅PLC将接收到的石油钻机数据经ADS通讯协议发送到副司钻椅PLC，副司钻椅PLC将副司钻椅的控制命令经ADS通讯协议发送到主司钻椅PLC，通过这种方式完成主副司钻设备操作权限的分配。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。