申请/专利权人：广州南洋理工职业学院

申请日：2019-11-07

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN110748332B

主分类号：E21B44/00

分类号：E21B44/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2020.02.28#实质审查的生效;2020.02.04#公开

摘要：本发明公布一种基于PLC的钻井参数仪，包括传感器单元、防爆接线箱单元、数据采集单元、触摸显示单元、远程监测单元。所述传感器单元与防爆接线箱单元连接，所述防爆接线箱单元与数据采集单元连接，所述触摸显示单元与数据采集单元以太网接口通信连接，所述远程监测单元与数据采集单元无线通信连接，所述数据采集单元通过电控通信插口与钻机设备电控系统以太网接口通信连接，解决钻机现场设备互联互通问题，本发明采用模块化PLC，可根据用户需求灵活组合，配置成多种参数的钻井参数仪，性能稳定，操作方便。

主权项：1.一种基于PLC的钻井参数仪，其特征在于，包括传感器单元1、防爆接线箱单元2、数据采集单元3、触摸显示单元4、远程监测单元5；所述传感器单元1与防爆接线箱单元2连接，所述防爆接线箱单元2与数据采集单元3连接，所述触摸显示单元4与数据采集单元3以太网接口通信连接，所述远程监测单元5与数据采集单元3无线通信连接，所述数据采集单元3通过电控通信插口324与钻机设备电控系统以太网接口通信连接；所述传感器单元1包括大钩悬重传感器101、1#立管压力传感器102、2#立管压力传感器103、吊钳扭矩传感器104、顶驱扭矩顶驱转速信号105、转盘转速传感器106、转盘扭矩传感器107、滚筒编码器108、泥浆回流传感器109、1#泥浆泵泵冲传感器110、2#泥浆泵泵冲传感器111、3#泥浆泵泵冲传感器112、1#泥浆泵泵压传感器113、2#泥浆泵泵压传感器114、3#泥浆泵泵压传感器115、1#罐体积传感器116、2#罐体积传感器117、3#罐体积传感器118、4#罐体积传感器119、5#罐体积传感器120、6#罐体积传感器121、7#罐体积传感器122、8#罐体积传感器123、9#罐体积传感器124、计量罐体积传感器125，分别与防爆接线箱单元2连接；传感器单元1其中所述大钩悬重传感器101、1#立管压力传感器102、2#立管压力传感器103、吊钳扭矩传感器104、转盘扭矩传感器107、泥浆回流传感器109、1#泥浆泵泵压传感器113、2#泥浆泵泵压传感器114、3#泥浆泵泵压传感器115、1#罐体积传感器116、2#罐体积传感器117、3#罐体积传感器118、4#罐体积传感器119、5#罐体积传感器120、6#罐体积传感器121、7#罐体积传感器122、8#罐体积传感器123、9#罐体积传感器124、计量罐体积传感器125输出为4mA～20mA信号，所述顶驱扭矩顶驱转速信号105由顶驱控制系统输出4mA～20mA信号，所述转盘转速传感器106、1#泥浆泵泵冲传感器110、2#泥浆泵泵冲传感器111、3#泥浆泵泵冲传感器112输出为NAMUR接近开关信号，所述滚筒编码器108输出AB相正交脉冲信号；所述防爆接线箱单元2汇总传感器单元1各传感器的信号，包括司钻房区接线箱201、钻台区接线箱202、泥浆泵区接线箱203、泥浆罐区接线箱204；所述司钻房区接线箱201分别与大钩悬重传感器101、1#立管压力传感器102、2#立管压力传感器103、吊钳扭矩传感器104、顶驱扭矩顶驱转速信号105连接；所述钻台区接线箱202分别与转盘转速传感器106、转盘扭矩传感器107、滚筒编码器108、泥浆回流传感器109连接；所述泥浆泵区接线箱203分别与1#泥浆泵泵冲传感器110、2#泥浆泵泵冲传感器111、3#泥浆泵泵冲传感器112、1#泥浆泵泵压传感器113、2#泥浆泵泵压传感器114、3#泥浆泵泵压传感器115连接；所述泥浆罐区接线箱204分别与1#罐体积传感器116、2#罐体积传感器117、3#罐体积传感器118、4#罐体积传感器119、5#罐体积传感器120、6#罐体积传感器121、7#罐体积传感器122、8#罐体积传感器123、9#罐体积传感器124、计量罐体积传感器125连接；所述数据采集单元3包括1#隔离安全栅301、2#隔离安全栅302、3#隔离安全栅303、4#隔离安全栅304、5#隔离安全栅305、6#隔离安全栅306、7#隔离安全栅307、8#隔离安全栅308、9#隔离安全栅309、10#隔离安全栅310、11#隔离安全栅311、12#隔离安全栅312、13#隔离安全栅313、14#隔离安全栅314、15#隔离安全栅315、CPU模块317、1#模拟量模块318、2#模拟量模块319、3#模拟量模块320、电源模块321、工业交换机322、1#无线路由器323、电控通信插口324、触显通信插口325；所述1#隔离安全栅301、2#隔离安全栅302为2路接近开关输入，2路集电极开路输出，钻台区接线箱202输出的转盘转速NAMUR接近开关信号、泥浆泵区接线箱203输出的1#泥浆泵泵冲NAMUR接近开关信号分别与1#隔离安全栅301输入端连接，1#隔离安全栅301输出端分别与CPU模块317的高速计数器输入端连接；所述泥浆泵区接线箱203输出的2#泥浆泵泵冲、3#泥浆泵泵冲NAMUR接近开关信号分别与2#隔离安全栅302输入端连接，2#隔离安全栅302输出端分别与CPU模块317的高速计数器输入端连接；所述3#隔离安全栅303、4#隔离安全栅304为1路频率输入，1路频率输出，钻台区接线箱202输出的滚筒编码器AB相正交脉冲信号分别与3#隔离安全栅303、4#隔离安全栅304输入端连接，3#隔离安全栅303、4#隔离安全栅304输出端分别与CPU模块317的高速计数器输入端连接；所述司钻房区接线箱201输出4mA-20mA的大钩悬重信号、1#立管压力信号、2#立管压力信号、吊钳扭矩信号、顶驱扭矩信号、顶驱转速信号、钻台区接线箱202输出4mA-20mA的转盘扭矩信号、泥浆回流信号分别与5#隔离安全栅305—8#隔离安全栅308输入端连接，5#隔离安全栅305—8#隔离安全栅308输出端分别与1#模拟量模块318连接，所述5#隔离安全栅305—8#隔离安全栅308为2路4mA-20mA输入，2路4mA-20mA输出；泥浆泵区接线箱203输出4mA-20mA的1#泥浆泵泵压信号、2#泥浆泵泵压信号、3#泥浆泵泵压信号、泥浆罐区接线箱204输出4mA-20mA的1#罐体积信号、2#罐体积信号、3#罐体积信号、4#罐体积信号、5#罐体积信号分别与9#隔离安全栅309—12#隔离安全栅312输入端连接，9#隔离安全栅309—12#隔离安全栅312输出端分别与2#模拟量模块319连接，所述9#隔离安全栅309—12#隔离安全栅312为2路4mA-20mA输入，2路4mA-20mA输出；泥浆罐区接线箱204输出4mA-20mA的6#罐体积信号、7#罐体积信号、8#罐体积信号、9#罐体积信号、计量罐体积信号分别与13#隔离安全栅313—15#隔离安全栅315输入端连接，13#隔离安全栅313—15#隔离安全栅315输出端分别与3#模拟量模块320连接，所述13#隔离安全栅313—15#隔离安全栅315为2路4mA-20mA输入，2路4mA-20mA输出；所述1#模拟量模块318、2#模拟量模块319、3#模拟量模块320分别通过总线与CPU模块317连接；所述电源模块321分别与1#隔离安全栅301—15#隔离安全栅315、CPU模块317、1#模拟量模块318、2#模拟量模块319、3#模拟量模块320、工业交换机322、1#无线路由器323通过电源线连接；所述工业交换机322与CPU模块317以太网接口连接，工业交换机322与电控通信插口324连接，CPU模块317通过工业交换机322、电控通信插口324与钻机设备电控系统以太网接口通信连接，实现与钻机现场设备互联互通；所述1#无线路由器323与工业交换机322连接，1#无线路由器323提供无线长距离数据传输功能，将数据送往远程监测单元5进行显示记录。

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