[发明专利]自动化钻机集成安全保护系统及控制逻辑

权利要求书

1.自动化钻机集成安全保护系统的控制方法，自动化钻机集成安全保护系统包括控制器和若干控制系统，控制器用于接收司钻房内发出的控制指令，控制各个控制系统的输入和输出并切断动力源，所述的控制系统包括：绞车控制系统、顶驱控制系统、仪表系统、液压站系统、发电机系统、钻台面检测急停系统、二层台检测系统、猫道控制系统、铁钻工控制系统、自动排管控制系统、缓冲机械手系统和吊卡卡瓦系统；各个控制系统分别控制各单元信号的输入和输出；其特征在于：司钻房内设置有系统总急停、发电机急停、猫道急停、铁钻工急停、排管急停和游车急停；系统总急停拍下时，控制器实现对猫道急停、铁钻工急停、排管急停和游车急停的输入输出信号的封锁；通过猫道急停、游车急停、铁钻工急停和排管急停实现对相应各单元的输入输出信号的封锁；发电机系统急停实现整个井场区域电源的切断；区域急停系统实现二层台区域、钻台面防撞和误闯入的自动急停或手动急停；

二层台区域和钻台面有人员误闯入时，用于二层台区域和钻台面两个区域的区域自动急停系统起作用，停止此区域各子系统的作业，同时在钻台面综合猫道控制系统、自动排管控制系统、铁钻工控制系统和游车的检测信号并判断可能发生碰撞，对相应的设备发出急停封锁信号；二层台区域综合自动排管控制系统和游车的当前位置检测信号，二层台区域防撞系统对可能发生的碰撞进行分析判断，发出逻辑封锁信号；当发出急停封锁信号后，如果发现系统检测信号返回检测后仍然有危险，则自动启动一级自动急停信号对相关子系统的动力源进行切断，停止执行机构运行；在各危险区域的入口和标定位置设置手动区域停机操作机构，当人员发现危险时，随时对钻台面、二层台区域以及各系统进行手动急停，封锁各子系统的输入输出。

2.根据权利要求1所述的自动化钻机集成安全保护系统的控制方法，其特征在于：绞车控制系统控制绞车的启动、停止和提升下放速度调节；

顶驱控制系统控制顶驱主电机的启动、停止和正反转速度、扭矩调节，以及辅助管子处理功能的控制实现；

仪表系统对钻机中各参数进行测量和显示；

液压站系统为各系统提供液压动力源；

发电机系统用于发电，并实现电力的供应和切断以及多台发电机的并网和解列；

钻台面检测急停系统用于实现对人员误闯入工作危险区域的自动检测，并设置急停操作按钮，实现手动操作急停；

二层台检测系统在二层台区域设置检测传感器，实现在此区域内设备干涉状态的自动检测；

猫道控制系统实现对猫道向钻台面送钻杆和从钻台面向下卸钻杆的手动和自动控制；

铁钻工控制系统实现钻杆连接中的旋扣、上扣和钻杆拆卸中的卸扣、旋扣功能；

自动排管控制系统实现钻杆立柱从井口到达的二层台区域和地面立根区域的自动摆放以及从二层台区域和地面立根区域的自动抓取钻杆立柱的功能；

缓冲机械手系统实现吊卡在卡主钻杆后，游车上升阶段的扶钻杆功能，以及游车下放甩钻杆时的顶钻杆功能；

吊卡卡瓦系统实现吊卡系统的关闭、打开以及吊卡角度翻转功能，卡瓦的关闭、打开以及关闭后检测反馈联锁功能。