[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

说明书

本发明涉及油田小修井作业控制技术领域，特别涉及一种主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统及方法，其技术方案是：从控制系统通过无线传输设备与主控制系统相连，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，其有益效果是：对井场现场建立一个可视化坐标系，主控制系统能根据各个设备的主从逻辑关系进行统一控制，实现了石油钻修机现场设备的联合动作，达到机械化作业的目的，实现了油田小修井作业机械化，增强了修井设备联合作业的安全性能。

技术领域

本发明涉及油田小修井作业控制技术领域，特别涉及一种主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统及方法。

背景技术

修井作业是油田最多的形式，有小修作业、大修作业之分，其中小修作业主要通过起、下动作运输管柱以完成作业任务，主要有检泵、换工艺、冲砂等作业。目前，主流抽油杆作业工艺过程特点：以机械与人工共同完成。现有的油田小修井作业设备大多是人工操作的、相互独立的，作业强度高，作业环境恶劣。小修井作业设备之间相互联系性差，人力成本高，操作不方便，不能远程监控和远程控制是目前油田小修井作业设备存在的问题。

本发明涉及的猫道、动力卡瓦和自动吊卡来源于本发明团队已经申报专利，包括一种井口定位的集成导向式立式作业修井猫道及使用方法（ZL202010998186.X）、一种双瓣顶升式抽油杆修井作业动力卡瓦及作业工艺（ZL202011093257.8）、一种油田修井作业抽油杆自动吊卡及使用方法（ZL202011073476.X）和一种可实现自动找正功能的抽油杆自动吊卡及使用方法（ZL202011573843.2），或在上述专利基础上改进和简化。本发明依托上述专利，提供一种主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统及方法，通过对井场现场以抽油杆为作业对象建立笛卡尔坐标系，能采集并监视油田小修井作业设备的工作状态，并能够在显示屏上实时显示作业对象抽油杆和油田修井各执行设备的位置以及状态，在多个执行设备联合作业时，主控制系统根据多个设备之间的逻辑控制主从关系控制执行机构工作，实现油田小修井作业机械化，增强了修井设备联合作业的安全性能。

本发明提到的一种主从式可视化遥控小修机械化修井作业控制系统，其技术方案是：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，其改进之处是：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；