DBS钻机司钻操作室使用说明书.pdf
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1、 1.前言 司钻控制室是为 ZJ50DBS 钻机设计的新型司钻控制室。它融电、气、液、计算机及通讯、人机工程等技术于一体,以舒适的工作环境、简洁的操作界面、人性化的操作方式将司钻从紧张、繁重的体力劳动中解放出来,使司钻专注于钻井工艺,从而有效地保证了安全、提高了生产率。司钻控制室是由以下三个系统组成的整体:控制系统:包括电控、气控、液控系统。2.钻井参数显示控制系统:采用模拟图形和数字方式实时显示悬重、钻压、钻速、泥浆返回流量、泥浆泵冲数、立管压力、转盘转速、转盘扭矩、游车高度、猫头拉力等参数。监视系统:对二层台、滚筒、振动筛、泵房的监视,司钻与其它操作者之间的通讯。司钻控制室具有两大特点:参
2、数显示、记录与控制融为一体:不仅可以实现主要钻井参数的实时显示、记录,而且将这些参数融入到钻机控制程序中,实现钻机控制的信息化、智能化。各种参数进入主控计算机,根据这些参数,司钻可以有效地控制绞车、转盘的运行。计算机不仅可以自动防止游车的上碰下顿,而且可以实现游车的上提、下放的精确定位。还实现了非常精确的主动式恒钻压自动送钻。气控、液控均采用电磁阀控制:将常用的手动操作阀改为电磁阀控制,大大节省了安装空间;电磁阀采用各种转换开关和按钮控制,面板布置更加紧凑、合理;灵敏度更高的电磁阀使控制更加可靠。2.结构说明 司钻控 制室外形尺寸为长 3300mm宽 2600mm高 2500mm,主体墙面及操
3、作台为全不锈钢结构。司钻控制室两侧开门,靠近井口的三面墙体分别安装三块防弹玻璃。玻璃上沿挂有百叶窗,可避免强烈的阳光直射。屋顶一块防弹玻璃倾斜一定角度以利于排水并加装遮阳布,当钻机监视系统不能正常工作时,可以满足司钻观察游车位置的需要,在司钻室外每一块玻璃均加装有网形防护装置。控制室安装有空调。在司钻室左侧安有梯子,可以利用它上到控制室的屋顶,进行吊装、检修等工作。控制室底座焊有吊装耳板,屋顶焊有挡绳板,可以满足吊装和运输固定的要求。控制室与钻台之间加有弹簧减震垫,采用搭扣与钻台连接固定。司钻控制系统包含下列系统:司钻操作座台 司钻操作控制系统 钻井参数系统 钻机监控系统 钻机通讯系统 气体探
4、测系统 司钻操作座台 司钻操作座台采用电、气、液一体化设计。实现钻井、顶驱、钻井参数的集中操作控制和显示。司钻操作控制系统 司钻操作控制系统采用 PLC 控制,主要的操作控制功能全部采用电气操作包括液压阀件和气动阀件的操作。司钻通过对触摸屏的操作实现顶驱/转盘、绞车、泥浆泵控制。并具备完善的连锁保护功能。如游车的位置闭环控制,实现防止游车的上碰下顿的保护,同时还有过卷阀在机械上对它实施防止上碰下顿的保护,还具备电气系统断电保护、转盘钮矩限制、系统紧停等功能。司钻控制室内的司钻操作控制系统由 PLC 柜、电控柜、触摸屏、绞车速度给定手柄及连接电缆组成。它的主要功能是:完成钻井工艺的逻辑控制功能、
5、保护功能、监控功能及其它辅助功能。PLC 柜是电气传动系统的逻辑控制中心之一,它装有 PLC 控制系统的两个 ET200 模块、相应 I/O 模块、端子排、二极管电路板、电流变送器、继电器和电源插线板等。图 3 plc 柜正面布局图 电控柜主要是为司钻控制室提供控制电源。电控柜安装有断路器、接触器、继电器、端子排、插线板.SITOP 电源等.电控柜上面是视频控制柜,其中装有视频控制盘和一个工控机.图 4 电控柜去门正视图 电控柜柜门上部有一个电源控制按钮,它为司钻控制室的所有电器元件提供电源。在启动钻机前,首先需要按下此处的电源启动按钮,司钻控制室内的主要设备才能工作。柜门上还提供一组开关,是
6、控制照明灯的开关;另外,还有一个蜂鸣器。电控柜中,Q6Q12 分别为 ET200(1)、ET200(2)、模块(包括数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输出模块和 FM350 记数模块)、触摸屏 1、触摸屏 2、气控回路、液压站提供 24V 工作电源;QF1为 120V 用电单元供电.在进行钻井前应根据每个按钮、断路器的功能依次启动,并观察 ET200 的指示灯是否正常(正常为指示灯显示绿色);在触摸屏上启动 PROTOOL 后,是否有“#”显示,有“#”号显示表示网络不通,应按照相关程序检查网络。气控柜 气控柜位于 PLC 柜下部,与接线柜平齐。气控柜内阀件与塑料气管之间采用快插式螺纹接头
7、连接(注:在拆胶管时要用力压住接头上的卡套)。司钻控制室内的总气源开关采用一个不锈钢球阀手动控制,当需要检修司钻操作室或出现其它需要关闭总气源的情况时,可以手动关闭该阀。钻机工作时,必须打开该阀,让总气源进入。气控系统通过触摸屏给出开关量信号控制总线阀岛,进而控制各执行机构(主要指转盘刹车离合器、自动送钻电机离合器、水龙头旋扣器启停和正反转、刹车放气等)。当电磁线圈或其相关线路出现故障时,阀岛上的每一片阀均可以手动控制。传动系统在充气开始后一段时间才能运转,传动系统在运转过程中气压降至设定压力以下时报警。(图片暂时没有)接线柜 接线柜位于电控柜下部,装有插头和插座,除了将钻台上的各种信号引进司
8、钻控制室,还通过总线将 PLC 柜与 VFD 房相连,达到逻辑控制的目的。图 5 接线柜插件布局图 钻井参数系统 钻井参数系统主要由相应的传感器和输入模块组成,完成对主要钻井参数的采集工作。主要采集的参数有:悬重、立管压力、吊钳扭矩、泵冲、泵压、出口流量、井深、大钩位置、循环罐液位。对传动系统电气参数通过总线直接读取。并实现主要参数、曲线实时打印、报表。同时配备马丁指针表(指重表、立管压力、吊钳钮矩)。传感器均采用马丁或同等性能的传感器。钻机监控系统 钻机监控系统实现司钻在司钻控制室中对二层台及游动系统、钻台、振动筛、泵房的四点位可变焦、可视化监视。钻机通讯系统 钻机通讯系统是一种无主机组合分
9、散式的放大器系统。每个室内、室外或危险区的呼叫站上都有一只功率放大器来驱动扬声器。3.安装 ZJ50DBS 钻机底座为弹弓式结构,司钻控制室在井架、底座起升前安装在井架人字架之间。安装前的准备 a人员 1)吊车司机 1 名;2)安装工 2 名;b设备 8 吨以上吊车 1 台。安装注意事项 a吊装前对司钻控制室内未固定物体应移去或加以固定,并锁好所有门;b吊装时司钻控制室倾斜不能超过 15,不能碰撞玻璃、空调及管线;c吊装时应轻提轻放。安装步骤 a将司钻控制室运输至钻机后台左侧,穿好卸扣和钢丝绳,准备起吊;b将司钻控制室轻放于支架上,安装搭扣销子;c拆下卸扣和钢丝绳,保存备用;d按照接口板上标识
10、牌指示连接好所有的动力电缆、信号电缆、气管线等;注意:管线安装前应用压缩空气清扫管道。4.拆卸、拆卸前的准备 a人员 1)吊车司机 1 名;2)安装工 2 名。b设备 8 吨以上吊车 1 台。、拆卸步骤 a关闭所有设备的电源,关闭控制室总气源和总电源;b拆开所有的动力电缆、信号电缆、气管线等,并保存好;c将未固定物体固定或移去,锁好所有门;d拆掉司钻控制室与支架之间的连接销子 e.穿好卸扣和钢丝绳,进行起吊。5 操作规程 主要操作 5.1.1 司钻操作台 司钻座台左侧安装通道 1 控制触摸屏、绞车速度给定手柄、系统紧停按钮、传动紧停按钮、前部雨刮器开关、视频控制盘;右侧安装通道 2 控制触摸屏
11、、通道选择开关、盘刹手柄、驻车制动按钮、补给泵启停控制按钮。图 7 操作台正面图 系统紧停按钮 在紧急情况下,可以按传动紧停,让电机停下来;也可按系统紧停,让发电机停止。通道选择开关用于两条总线的切换,保证系统正常运行,不停钻。操作台右边的工作制动手柄、驻车旋钮,起保护作用。视频控制盘用于控制云台远近、左右、上下,方便司钻观察井场的状况。绞车速度给定手柄 绞车速度给定手柄的功能是控制绞车A、B 电机的运转,从而实现钻机游动系统的提升、下放和悬停。手柄具有自复位、零位自锁的功能。手柄处于自然状态时,居于正中位置(零位),并被锁定机构锁住。需要操作时,左手握住手柄,按住手柄上锁定按钮,解除手柄的锁
12、定,将手柄前后推拉即可。手柄处于零位外的任意位置时,只要操作者 的 手脱离开手柄,手柄都会自动回 复 到零位,并锁定。手柄被推拉到前后的极 限 位置时,给出绞车电机正反转的 最 高速度指令,控制游动系统以最 快 速度提升或下放。手柄处于零位时,给出绞车电机的最低速度指令,控制游动系统实现悬停状态。手柄 处 于推拉到前后的其它位置时,给出绞车电机正反转的变速指令,控制游动系统以操作者要求 的速度提升或下放。5.1.2 MP370 触摸屏 主要参数:15TFT 显示,真彩色(32 位),12801024 像素。防护等级:前面板 IP65,后面板 IP20 操作者可以在触摸屏上进行绞车和泥浆泵电机的
13、启、停,正反转控制,调速控制,自动送钻控制等。触摸屏上还可以显示悬重、钻压、钻速、泥浆返回流量、泥浆泵冲次、立管压力、转盘转速、转盘扭矩、大钩速度、游车高度、猫头拉力等钻井参数。警告:保持触摸屏清洁,不能用坚硬、锐利的物品接触触摸屏,否则会造成触摸屏的损坏。特殊符号:绿色表示运行或启动;红色停止,红色并闪烁表示有故障。触摸屏用到的主要图标按钮:快速回零 :快减 :慢减 :慢增 :快增 快速回零按钮点击一次速度变为 0,快减按钮点击一次数值减少 10,慢减按钮点击一次数值减少 1,慢增按钮其点击一次数值增加 1,快增按钮点击一次数值增加 10,其他的按扭及输出框都有中文和英文字体在此不用注明。主
14、屏操作画面 操作时首先进入的是操作主界面:1、主界面(欢迎屏)触摸屏上电后将自动进入如下钻机操作主界面:操作主界面上的按钮可进入其他界面,每一个界面中最下面的任务栏中均有返回主界面上 的按钮,司钻可根据需要进入其他相关 界面进行查询和操作。触摸屏在通道 1 和通道 2 中的功能和操作是一样的。操作屏由:上部状态栏、中部操作界面、底部任务栏操作切换按钮三部分组成。电传动系统状态栏区域有:分别显示绞车 A、绞车 B、转盘、1#泵、2#泵、3#泵、送钻变频器的工作状态。白色表示没有运行或故障,绿色为运行,而闪烁红色则表示相应变频器有故障。分别显示绞车 A、绞车 B、转盘、1#泵、2#泵、3#泵风机的
15、工作状态,白色表示没有运行或故障,绿色为运行,而闪烁的红色则表示相应风机有故障或失风。分别显示 5 台发电机的运行状态,白色表示没有运行,绿色为运行。“”、“”分别表示转盘、绞车的油压状态,白色表示没有报警,而闪烁的红色则表示相应油压低警告。“”、“”、“”、“”分别表示送钻气压、泵压、过卷阀、发电机功率是否超限的状态,白色表示没有报警,而闪烁的红色则分别表示送钻气压低、泵压超限、过卷阀动作、发电机功率超限。“”、“”分别表示母排分合器状态和自动送钻离合器状态,白色表示没有合,绿色分别表示为母排分合器合和离合器切入自动送钻档。同时还对转盘刹车解除、抱闸解除进行控制和显示当前状况。还有一个喇叭和
16、一个消音按钮,当系统在出故障时,蜂鸣器将蜂鸣,同时消音按钮将变红并闪烁,此时按下消音按钮将使蜂鸣器停止蜂鸣,并使消音按钮恢复灰色。在每一个界面均存在相同的系统状态区域。本系统能以中、英语言显示,按一下切换按钮一下语言。注意:每次只能触摸画面上的一个对象,不要触摸多个对象。否则,会触发不期望的动作 2、点击 进入起下钻操作界面 在此操作界面上可完成起下钻作业,有单电机起下钻与双电机起下钻两种方式,还可通过此界面起放井架,方井泵 1、2 的操作,猫头的控制等。注意:在操作绞车或转盘、泥浆泵前必须要先合上相应的风压开关和松开相应的检修开关,才能启动相应的操作。单绞车电机操作:首先确认将绞车速度给定手
17、柄回到零位,再根据实际工作情况进行操作。点击单电机框中的“”,“”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“或”变绿表示风机开始运行,状态栏上的“或”变为绿色后(表示变频器开始运行),解除液压盘刹,操作起下钻手柄便可进行起下钻作业。当起下钻手柄出现故障时,可先启动电机,待状态栏上“或”变为绿色后点击数字输入框,输入电机转速或通过加减键设定转速进行恒转速自动起下钻作业,在自动起下钻过程中,一旦绞车速度给定手柄离开零位,绞车电机速度控制立即由自动转为手动控制,触摸屏上的给定速度自动回零,电机将按照绞车速度给定手柄的变化来运转。双绞车电机操作:首先确认将绞车速度给定手柄回到零位,再根据实际工况进行操作
18、。点击双电机框中的“”,“”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“或”变绿表示风机开始运行,状态栏上的“或”变为绿色后,(表示变频器开始运行),解除液压盘刹,操作起下钻手柄便可进行起下钻作业。当起下钻手柄出现故障时,可先启动电机,待状态栏上“或”变为绿色后点击数字输入框,输入电机转速或通过加减键设定转速进行恒转速自动起下钻作业,在自动起下钻过程中,一旦绞车速度给定手柄离开零位,绞车电机速度控制立即由自动转为手动控制,触摸屏上的给定速度自动回零,电机将按照绞车速度给定手柄的变化来运转。当出现“”时,状态栏上的相应项将变红并闪烁,并停止运行和使给定回零。当故障排出后,按一下“”变为绿色后再松开可
19、使相应状态栏上的“”红色熄灭。然后重新启动后,按“”或“”,才能解除抱闸。按“”将校零和记录大钩高度。当“”变为绿色时,将显示大钩高度,“”变为红色时,将使大钩高度清零。每次起钻时都要进行大钩清零,其方法是司钻将大钩降到离钻台面一定高度时(可根据实际工艺确定此高度),单击清零按钮即可,自此系统就按此点高度为零高度计数点计数。大钩高度在超过上、下限时,如果还要继续进行,按一下“大钩抱闸解除”,当大钩高度回到正常时,报警自动解除。在起下钻过程中,如游动系统到达设定的减速点后,司钻还没有减速,系统会自动减速;当大钩到达设定的停车点后,如果司钻还没有使手柄回到零位,则系统会使电机速度自动回零;如果游动
20、系统在设定停车点没有停下来,当它到达设定的“上碰”、“下砸”点后,系统会启动液压盘刹刹死滚筒。所以司钻可以根据实际的情况,在参数设置界面里设置上碰、下闸的值。当系统因出现上碰下砸、电机掉电等紧急情况时,控制系统会自动保护而刹死盘刹后,要想松开盘刹,请先启动相应的设备再按“抱闸解除”按钮解除抱闸。在上提及下放过程中,系统根据上次作业时的悬重值自动读入乘以一定的保护系数作为本次的初值,当上提时悬重(动态值)高于初值、下放时悬重(动态值)低于初值时,系统自动减速直至悬停。保护系数和限定值可以根据钻井作业情况进行修改。在此界面上还可进行猫头上扣压力的设置,可操作左、右猫头。并显示猫头压力,扭矩等参数.
21、帮助:当触摸屏幕上的输入域时,会自动打开数字屏幕键盘,以便输入数字值。输入完毕后,会自动隐藏数字屏幕键盘。使用屏幕键盘按钮,输入数字字符。使用确认输入或着使用取消输入.这两个功能均会关闭屏幕键盘.3、点击进入钻进模式界面 手动送钻有两种方式:绞车电机转速和送钻电机转速送钻。首先进行校正悬重。提升钻杆使钻头离开井底,观察悬重参数框初值是否与指重表显示值一致,如不是则在主画面找到“校正悬重”按钮,单击即可校正悬重。转 盘 操 作:在“”框 按 下“”,“”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“”变为绿色后,表示转盘开始运行,点击“”输入框,输入转盘转速或通过加减键设定转速,转盘就转起来。当操作完
22、成,按“”键转盘将停止转动。“”按钮将变为红色。转盘扭矩限制操作:先点击 设 定转 矩 百分数,再 点击转 盘启 动按钮,若无故障,“运行灯”变为绿色,即可通过直接给定框或加减键进行给定,转盘开始运转。绞车电机送钻操作:首先在“绞车操作”框中点击“”按钮,“启动”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“绞车 A 或 B”“或”变为绿色后,表示开始运行,通过直接给定框或加减键调整电机转速给定值,转速实际值达到要求后,系统开始恒转速送钻。送钻电机送钻操作:按下“送钻操作”框中“”,“”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“送钻”变为绿色后,表示开始运行,点击“转速给定”输入框,输入电机转速或通过
23、加减键设定转速,就开始运行起来。当操作完成,按“停止”键将停止运行。若要进行送钻电机自动起钻或下钻,让速度给定回零,后按下“送钻电机启动”按钮,待“送钻电机启动”指示灯变为绿色后,通过直接给定框或加减键调整速度给定,按所需速度来提钻或下钻。4、点击进入自动送钻界面 自动送钻有两种方式:绞车电机恒钻压和送钻电机恒钻压送钻。进行校正悬重:提升钻杆使钻头离开井底,观察悬重参数框初值是否与指重表显示值一致,如不是则在主画面找到“校正悬重”按钮,单击即可校正悬重。转盘操作:首先应在“转盘操作”框中 按下“启动”,当“转盘运行灯”变为绿色后,点击“转盘转速给 定”输入框,输入转盘转速或通过加减键设定转速,
24、转盘就转起来。当操作完成,按“停止”键转盘将停止转动。转盘扭矩限制操作:通过快速回零键使转盘给定回零,先点击转矩限制输入框设定转矩百分数,再点击转盘启动按钮,若无故障,“运行灯”变为绿色,即可通过直接给定框或加减键进行给定,转盘开始运转。送钻电机自动送钻操作:在“钻压给定”框中点击“送钻操作”框中的“启动”按钮,“启动”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“送钻”变为绿色后,表示送钻电机开始运行,再点击“自动送钻启动”按钮使之变为绿色,通过在“钻压给定”框中的直接给定或加减键调整钻压给定值,钻压实际值达到要求后,系统开始恒钻压送钻。绞车电机自动送钻操作:在“钻压给定”框中点击“回零”使给定回
25、零,点击“绞车操作”框中的“启动”按钮,“启动”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“绞车 A 或绞车 B”“或”变为绿色后,表示绞车电机开始运行,再点击“自动送钻启动”按钮使之变为绿色,通过在“钻压给定”框中的直接给定或加减键调整钻压给定值,钻压实际值达到要求后,系统开始恒钻压送钻。5、点击进入泥浆泵操作界面 此界面显示当前状态下,钻压,悬重,出口流量,立管压力,大钩高度,气源压力,1#泵冲,2#泵冲,3#泵冲,总累计泵冲等参数,并可在界面上进行泥浆泵的操作。1#泥浆泵操作:先按“泵冲回零”使泵冲回零,再按下 1#泥浆泵操作框中“启动”,“启动”按钮将变绿,表示已经使能,当状态栏上的“1#
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