[发明专利]主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统及方法

权利要求书

1.一种主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制方法，其特征是：包括以下过程：

对井场现场建立的以抽油杆为作业对象的笛卡尔坐标系，需要翻转立式猫道模块中抽油杆测长机构检测每根抽油杆长度，以及测长定位机构相对坐标中心位置信息，吊卡导向机构位置实时检测自动吊卡位置信息，动力卡瓦位置数据信息共同决定；

翻转立式猫道模块中抽油杆测长机构检测每根抽油杆长度L3，动力猫道采集集成抽油杆测长装备和数据采集模块，具体采用拉杆式传感器在抽油杆定位装置和软夹持防弯曲机械手配合实现每根抽油杆测长，并传递到主控制系统；

翻转立式猫道模块中抽油杆测长机构检测每根抽油杆长度L3，具体操作是：测长机构安装位移传感器，传感器安装在液压缸上，位移传感器起始位置与猫道测长机构定位翻板安装距离为L，液压缸带动位移传感器伸出，接触抽油杆一端并继续前进直至抽油杆另一端接触猫道测长机构定位翻板，行进位移为M，则抽油杆长度为L3=L-M；

翻转立式猫道模块中抽油杆测长机构检测每根抽油杆作业长度L1，是指抽油杆两端扳手方径中心长度，需要在抽油杆测长长度L3减去两端多余长度，具体减去两端扳手方径中心长度一半，以及部分接箍长度；

自动吊卡导向机构设置自动吊卡运动轨迹测定机构，采用激光测距传感器，通过反向安装，在自动吊卡导向机构的上定位高度位置安装测距定位靶，在自动吊卡导向机构的滑动导轨上安装激光测距传感器，测距信息近距离传输到从控制系统，从控制系统安装在自动吊卡内；

其中，主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统包括执行机构，所述执行机构分为五大模块，包括翻转立式猫道模块、自动吊卡导向机构模块、自动吊卡模块、上卸扣动力钳模块、动力卡瓦模块，翻转立式猫道模块主要负责抽油杆的夹持、抽油杆的测量、抽油杆的翻转动作；自动吊卡导向机构模块主要负责自动吊卡精确定位；自动吊卡模块主要负责对抽油杆的精确夹持；上卸扣动力钳模块主要负责抽油杆的上、卸扣动作；动力卡瓦模块主要负责对抽油杆的导向；还包括主控制系统、从控制系统、数据采集系统和数据实时监控系统，所述的从控制系统通过无线传输设备与主控制系统相连，从控制系统可以是多个，主控制系统和从控制系统的核心控制模块为PLC或单板机；主、从控制系统与数据采集系统和执行机构相连接，数据采集系统根据需要和安装位置分别为主、从控制系统提供相应的数据信息；数据实时监控系统根据主控制系统指令和数据信息，以抽油杆为作业对象建立笛卡尔坐标系，在显示屏上实时显示抽油杆的位置和作业状态；控制系统为人工和半自动双控模式，人工模式下，操作人员依据显示屏上抽油杆的位置和作业状态，操控无线传输设备发送操控指令到主控制系统，主控制系统控制指令控制执行机构，或通过从控制系统控制指令控制执行机构；半自动模式下，部分控制指令由主、从控制系统PLC或单板机发出，完成对执行机构的控制；

所述主控制系统包括至少一台主控制系统PLC或单板机、无线传输设备、人工指令模块，通过无线传输设备与人工指令模块和从控制系统连接；

所述从控制系统包括至少一台从控制系统PLC或单板机和无线传输设备，安装在自动吊卡模块上，接收自动吊卡数据信息和自动吊卡导向机构数据信息，控制自动吊卡导向机构运动，带着自动吊卡沿着导向机构上下运动；

所述数据采集系统用于采集油田修井作业的执行机构的工作运行情况，并将采集的数据发送给主、从控制系统以及数据实时监控系统。