本發(fā)明涉及石油鉆井，尤其涉及一種鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、目前，隨著國內(nèi)外非常規(guī)油氣井逐步進(jìn)入規(guī)模化開發(fā)，長水平井、大位移井、復(fù)雜定向井被大量施工，鉆進(jìn)過程中摩阻扭矩大、鉆具托壓嚴(yán)重、滑動導(dǎo)向困難等問題日益突出。為此，國內(nèi)外各公司相繼開發(fā)出了自己的扭擺減阻系統(tǒng)，即在滑動鉆井模式下，利用頂驅(qū)在安全的扭矩范圍內(nèi)來回擺動鉆柱，使上部鉆柱作周向或切向的往復(fù)運(yùn)動，能夠大幅度地釋放井下鉆柱的摩阻，改善鉆壓的傳送能力，增強(qiáng)方位控制的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，提高滑動鉆進(jìn)效率和速度，延長水平井水平段長度。正?？刂祈旘?qū)運(yùn)行時是通過司鉆控制頂驅(qū)司鉆操作臺上的旋鈕，實現(xiàn)頂驅(qū)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、扭矩極限設(shè)置和速度給定等操作，而需要頂驅(qū)扭擺作業(yè)時，如果人工進(jìn)行這種頻繁和精準(zhǔn)的操作就不可能實現(xiàn)。因此需要使用自動控制系統(tǒng)進(jìn)行扭擺控制。
2、但現(xiàn)有自動控制系統(tǒng)的缺點是其通用性不強(qiáng)，不同品牌型號的頂驅(qū)由于控制程序保密，無法使用通訊系統(tǒng)進(jìn)行連接控制，通訊系統(tǒng)控制只能在開放程序的頂驅(qū)系統(tǒng)中使用；另外，由于外加的控制系統(tǒng)需要與頂驅(qū)系統(tǒng)進(jìn)行電氣互聯(lián)，雙方系統(tǒng)存在相互干擾，使傳輸信號出現(xiàn)不穩(wěn)定、不準(zhǔn)確情況，甚至可能引起電氣故障，造成電氣元件損壞，若現(xiàn)場使用頂驅(qū)的編碼器損壞，則無法按照閉環(huán)控制使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出了一種鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有頂驅(qū)自動控制系統(tǒng)中，采用通訊系統(tǒng)進(jìn)行控制時與未開放的頂驅(qū)系統(tǒng)無法直接連接，通用性不強(qiáng)，且需要與頂驅(qū)系統(tǒng)進(jìn)行電氣互聯(lián)，存在互相干擾，容易引起電氣故障的問題。
2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，包括：主控模塊；
3、所述主控模塊分別通過信號輸入模塊、使能信號接收模塊、正反轉(zhuǎn)控制模塊、參數(shù)控制模塊以及電纜連接頂驅(qū)plc控制器；
4、當(dāng)所述主控模塊接收到所述信號輸入模塊輸入的頂驅(qū)控制信號后，判斷是否通過所述使能信號接收模塊接收到頂驅(qū)plc控制器的使能信號，若為是，則所述主控模塊通過所述正反轉(zhuǎn)控制模塊控制頂驅(qū)plc控制器根據(jù)設(shè)定的頂驅(qū)正、反轉(zhuǎn)頻率控制頂驅(qū)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，和/或，所述主控模塊通過所述參數(shù)控制模塊將設(shè)定的頂驅(qū)轉(zhuǎn)速和扭矩發(fā)送給頂驅(qū)plc控制器，使所述頂驅(qū)plc控制器按所述設(shè)定的轉(zhuǎn)速和扭矩控制頂驅(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
5、優(yōu)選地，所述信號輸入模塊包括：hmi觸摸控制屏。
6、優(yōu)選地，所述使能信號接收模塊包括：第一單路固態(tài)繼電器和數(shù)字量輸入模塊；
7、所述第一單路固態(tài)繼電器分別與所述數(shù)字量輸入模塊和所述頂驅(qū)plc控制器的使能信號輸出端口連接；
8、所述數(shù)字量輸入模塊與所述主控模塊連接。
9、優(yōu)選地，所述正反轉(zhuǎn)控制模塊包括：第二單路固態(tài)繼電器、第三單路固態(tài)繼電器以及數(shù)字量輸出模塊；
10、所述第二單路固態(tài)繼電器連接所述頂驅(qū)plc控制器正轉(zhuǎn)控制信號輸入端口，所述第三單路固態(tài)繼電器連接所述頂驅(qū)plc控制器反轉(zhuǎn)控制信號輸入端口；
11、所述數(shù)字量輸出模塊分別連接所述第二單路固態(tài)繼電器、所述第三單路固態(tài)繼電器以及所述主控模塊。
12、優(yōu)選地，所述參數(shù)控制模塊包括：第一雙路固態(tài)繼電器、第二雙路固態(tài)繼電器以及模擬量輸出模塊；
13、所述第一雙路固態(tài)繼電器連接所述頂驅(qū)plc控制器轉(zhuǎn)速輸入端口，所述第二雙路固態(tài)繼電器連接所述頂驅(qū)plc控制器扭矩輸入端口；
14、所述模擬量輸出模塊分別連接所述第一雙路固態(tài)繼電器、第二雙路固態(tài)繼電器以及所述主控模塊。
15、優(yōu)選地，還包括：還包括：轉(zhuǎn)速扭矩輸入模塊；
16、所述轉(zhuǎn)速扭矩輸入模塊分別連接所述主控模塊以及所述頂驅(qū)plc控制器，所述主控模塊連接司鉆操作臺；
17、所述轉(zhuǎn)速扭矩輸入模塊用于接收所述頂驅(qū)plc控制器輸出的頂驅(qū)實際轉(zhuǎn)速和實際扭矩信號，并將其發(fā)送給主控模塊。
18、優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)速扭矩輸入模塊包括：模擬量輸入模塊；
19、所述模擬量輸入模塊連接所述主控模塊；
20、所述模擬量輸入模分別連接所述頂驅(qū)plc控制器的轉(zhuǎn)速輸出端口以及扭矩輸出端口。
21、優(yōu)選地，還包括：第一安全隔離柵、第二安全隔離柵、第三安全隔離柵以及第四安全隔離柵；
22、所述第一安全隔離柵連接在所述第一雙路固態(tài)繼電器與所述頂驅(qū)plc控制器轉(zhuǎn)速輸入端口之間，所述第二安全隔離柵連接在所述第二雙路固態(tài)繼電器與所述頂驅(qū)plc控制器扭矩輸入端口之間；
23、所述三安全隔離柵連接在所述模擬量輸入模塊ai與所述頂驅(qū)plc控制器轉(zhuǎn)速輸出端口之間，所述第四安全隔離柵連接在所述模擬量輸入模塊ai與所述頂驅(qū)plc控制器扭矩輸出端口之間。
24、優(yōu)選地，還包括：電源模塊；
25、所述電源模塊分別連接所述主控模塊以及電源，所述電源模塊用于將電源電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓后傳輸給所述主控模塊及與其連接的所述信號輸入模塊、使能信號接收模塊、正反轉(zhuǎn)控制模塊以及參數(shù)控制模塊供電；
26、所述電源模塊包括：浪涌抑制器和濾波器。
27、優(yōu)選地，還包括：正反轉(zhuǎn)控制切換模塊；
28、所述正反轉(zhuǎn)控制切換模塊分別連接所述正反轉(zhuǎn)控制模塊、所述信號輸入模塊、所述頂驅(qū)plc控制器以及司鉆操作臺，所述正反轉(zhuǎn)控制切換模塊用于控制所述頂驅(qū)plc控制器與所述正反轉(zhuǎn)控制模塊連接或斷開，以及控制所述司鉆操作臺與所述頂驅(qū)plc控制器連接或斷開。
29、本發(fā)明至少具有如下有益效果：
30、本發(fā)明提出了一種鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，通過設(shè)置主控模塊以及與頂驅(qū)plc控制器連接的信號輸入模塊、使能信號接收模塊、正反轉(zhuǎn)控制模塊以及參數(shù)控制模塊，實現(xiàn)通過頂驅(qū)plc控制器對頂驅(qū)精準(zhǔn)的自動化控制，能夠達(dá)到模擬人工操作的目的，且可以適配不同頂驅(qū)系統(tǒng)，提高了控制信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性和準(zhǔn)確性，大大提升了工作效率。
1.一種鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：主控模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號輸入模塊包括：hmi觸摸控制屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述使能信號接收模塊包括：第一單路固態(tài)繼電器和數(shù)字量輸入模塊；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述正反轉(zhuǎn)控制模塊包括：第二單路固態(tài)繼電器、第三單路固態(tài)繼電器以及數(shù)字量輸出模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)控制模塊包括：第一雙路固態(tài)繼電器、第二雙路固態(tài)繼電器以及模擬量輸出模塊；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：還包括：轉(zhuǎn)速扭矩輸入模塊；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速扭矩輸入模塊包括：模擬量輸入模塊；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：第一安全隔離柵、第二安全隔離柵、第三安全隔離柵以及第四安全隔離柵；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：電源模塊；
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的鉆井用自動扭轉(zhuǎn)減阻控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括：正反轉(zhuǎn)控制切換模塊；