[发明专利]智能化钻井装置仿真培训系统

说明书

本发明公开了一种智能化钻井装置仿真培训系统，其特征在于钻井机械配套装置涵盖钻机井架、模拟液压同步起升操作过程仿真系统、钻井液循环和固控装置动态运行仿真系统以及自动化操作控制仿真系统，本发明真实生动地展现钻机设备在现场作业的动态效果，重点展示钻井井架、底座模拟液压起升过程以及钻井液循环泵、固控装置的功能仿真、动态运行和模拟运行控制，同时应用自动化控制技术和无线遥控技术，使无线遥控和本地操作完全兼容，实现钻井机械配套装置及配套设备的真实操作和运行控制，并通过触摸人机界面实现同样的控制功能，同时显示钻机设备当前的运行状态和运行参数，达到钻井装置仿真培训系统模拟现场施工作业的效果。

技术领域

本发明涉及钻井装置仿真培训系统，具体地说是一种智能化钻井装置仿真培训系统。

背景技术

近年来，随着钻进技术及其应用领域的不断拓展，钻机操作人员的需求与日俱增，技术要求也在不断的提高。液压起升系统和钻井液循环系统是钻机中最为重要的组成部分，整个钻井工艺中也都起着非常重要的作用，如果起升操作不当，轻者承受一定的经济损失，重则引起不可估量的经济损失，甚至是人员伤亡。由于在钻机的起升操作过程中，操作人员的操作流程、技能熟练程度和应变能力起着决定性作用，如果没有扎实的操作技能和处理事故的经验，则生产将承受潜在的巨大安全风险，钻井液循环固控系统的配套设备，如果操作不当同样存在事故隐患和安全风险，因此必须设法培训相当数量的钻机操作人员并提高其操作技能和熟悉控制流程。

为了使操作人员能够对实际钻机操作和钻机钻进过程中的关联性做一个系统全面的理解和认识，目前的钻机仿真模型是由钻机机械装置仿真培训系统构成，这种类型的钻机立体模型可分为有静态展示用钻机立体模型和动态感观型立体钻机模型两种形式，所述静态展示用钻机立体模型所展示的配套设备都是用金属和塑模材料灌注成固定的固态模型，仅仅展现的是配套设备的外观和结构，不具备配套设备模型所具有的功能和模拟动感效果，其是由井架、井架底座、立柱、井架起升装置、绞车、天车、游车、大钩、钢丝绳、二层台、井架操作台、工作梯、钻台面、司钻房、护栏和楼梯组成，井架下端与钻台面固定连接，上端与天车固定连接，井架上固定有二层台、井架操作台和工作梯、井架内设有游车和大钩，游车上端经钢丝绳通过天车连接连接到绞车，下端与大钩连接，钻台面上设有护栏，钻台面下端经井架起升装置与井架底座模拟铰接，并经立柱相支撑，钻台面侧面设有楼梯，所述所谓动态感观型钻机立体模型是由井架、井架底座、立柱、井架起升装置、绞车、天车、游车、大钩、钢丝绳、二层台、井架操作台、工作梯、钻台面、司钻房、护栏和楼梯组成，井架下端与钻台面固定连接，上端与天车固定连接，井架上固定有二层台、井架操作台和工作梯、井架内设有游车和大钩，游车上端经钢丝绳通过天车连接连接到绞车，下端与大钩连接，钻台面上设有护栏，钻台面下端经井架起升装置与井架底座模拟铰接，并经立柱相支撑，钻台面侧面设有楼梯，这种所谓动态感观型钻机立体模型只是在井架上增加了水平往复移动和绞车垂直提升/降落往复运动的动态结构，上述两种模型的不足是：都不能让操作人员真正体现钻机工作时的实际动态效果，更没有自动化控制的操作功能。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种智能化钻井装置仿真培训系统，该系统结构新颖、能真正体现钻机在现场作业的动态效果，本发明涉及的仿真钻机井架、底座模拟液压同步起升操作系统和钻井液循环和固控装置是最为重要的组成部分，本发明生动展现钻机在现场作业的动态效果，同时应用自动化控制技术和无线遥控技术，使无线遥控和实际操作完全兼容，完成钻机在实际作业环境下的每一步操作，实现所有配套设备的真实操作和运行控制，并通过触摸人机界面实现同样的控制功能，同时显示钻机设备当前的运行状态和运行参数，使整套钻机立体模型达到现场施工作业的效果，为实习操作人员提供了理想的教学指导和技术培训仿真系统，提升操作人员的操作流程、技能熟练程度和应变能力起着决定性作用，降低生产中承受潜在的安全风险，从而减少现场培训的成本和风险，尤其是对将来要从事的钻井工作的在校学生来说，毕业后将可能尽快地投入到现场的生产工作中，从而为企业带来更多的效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：