[发明专利]一种钻机智能防溜钻控制方法

权利要求书

1.一种钻机智能防溜钻控制方法，包括对大钩、大绳、绞车进行实时监控的绝对值编码器、死绳拉力传感器、PLC可编程逻辑控制器、触摸屏显示器、声光报警器、绞车刹车系统；PLC可编程逻辑控制器包括CPU处理器和开关量输出模块，其特征在于：

大钩工作模式分为钻进模式、起钻模式、下钻模式和低悬重模式四种，钻进模式、起钻模式和下钻模式为手动选定；

设定大钩位置上临界点、大钩位置下临界点、大钩钩速及加速度、钻具悬重增大量、钻具悬重减少量，检测以上参数超限时，发出声光报警并且对控制大钩位置的绞车刹车；

钻进模式：低悬重模式、钻进模式两个控制程序模式通过设定悬重门限值G实现两种控制程序间自动转换；低悬重模式下，在死绳拉力传感器检测到钻具悬重达到G后，防溜钻控制程序由低悬重模式跳入钻进模块；打完单根上提钻具的过程有大钩位置上临界点、大钩钩速及加速度、钻具悬重增大量到预警门限g1三个参数进行溜钻判定；设定钻具悬重增大量报警门限g1+f1，f1为缓冲量，一旦司钻没有发现预警而一味上提钻具，悬重达到报警门限g1+f1，发出声光报警并且绞车刹车；

下钻模式：下钻钻具悬重高于转换门限值G时防溜钻控制程序自动跳转换为下钻模式；下放钻具过程中通过大钩位置下临界点、大钩钩速及加速度、钻具悬重减小量预警门限ga三个参数进行溜钻判定；设定钻具悬重报警门限ga+Δg，Δg为缓冲量，当钻具悬重减小量的达到预警门限ga+Δg，发出声光报警并且绞车刹车；ga+Δg比钻进工况接单根程序中的g1+f1值要大，以确保下钻工况的正常连续；

起钻模式：起钻钻具悬重高于G值时，直接跳转为起钻模块；上提钻具过程中通过上临界点、大钩钩速及加速度、钻具悬重增大量的预警门限fa三个参数进行溜钻判定；设定钻具悬重增大到报警门限fa+Δf，Δf为缓冲量；当钻具悬重达到报警门限fa+Δf，报警器报警并刹车响应；fa+Δf比钻进工况接单根程序中的g1+f1值要大，以确保起钻工况的正常连续。

2.根据权利要求1所述的一种钻机智能防溜钻控制方法，其特征在于：所述大钩工作模式还包括低悬重模式，所述低悬重模式为自动识别，且与所述钻进模式、起钻模式、下钻模式自动穿插跳转。

3.根据权利要求2所述的一种钻机智能防溜钻控制方法，其特征在于：所述低悬重模式包括空游车、接卸单根、接卸立柱、完井甩钻具工况；溜钻判定参数为大钩位置超限、钩速及加速度，当大钩位置超限、大钩钩速及加速度任何一参数超限时，发出声光报警并且绞车刹车。

4.根据权利要求3所述的一种钻机智能防溜钻控制方法，其特征在于：所述钻具悬重通过死绳拉力传感器获得；通过绝对值编码器记录的绞车滚筒总转数以及PLC内部CPU计算出的钢丝绳各层位转过的总圈数来确定大钩位置；通过绝对值编码器记录的绞车滚筒瞬时转速以及CPU计算出的钢丝绳所在绳层两个数据来计算钩速及加速度。

5.根据权利要求4所述的一种钻机智能防溜钻控制方法，其特征在于：将死绳拉力传感器、绞车上的绝对值编码器采集的数据传输到PLC的模拟量信号输入模块，经过内部CPU模块数据处理和逻辑判断后，控制指令从开关量输出模块发出，同时传达到信号传输显示模块和指令响应模块，发出声光报警并控制绞车刹车。

6.根据权利要求1-2任一所述的一种钻机智能防溜钻控制方法，其特征在于：所述钻具悬重通过死绳拉力传感器获得；通过绝对值编码器记录的绞车滚筒总转数以及PLC内部CPU计算出的钢丝绳各层位转过的总圈数来确定大钩位置；通过绝对值编码器记录的绞车滚筒瞬时转速以及CPU计算出的钢丝绳所在绳层两个数据来计算钩速及加速度。