[发明专利]基于大气压强的钻机电子防碰系统

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，尤其涉及基于大气压强的钻机电子防碰系统。

背景技术

钻井施工中，实现电子防碰功能的前提是需要对游钩的高度进行准确测量，通常情况下，通过使用安装在滚筒上的编码器测量出游钩移动对应的脉冲数，并配合上位机程序能够间接计算出游钩的高度，但是这种方式存在如下几个问题：1、绞车滚筒每层钢丝绳长度的非线性会影响测量精度；2、校准麻烦，校准时需要输入很多参数，例如钢丝绳股数、钢丝绳直径、滚筒直径、滚筒每层圈数、起始层数、起始圈数等等；3需要频繁校准，在重新缠绕钢丝绳、更换钢丝绳以及井队搬家都需要重新校准，然而这些校准参数如果不准确时同样会降低精度；4、安装不方便，很多井队的滚筒上不一定能提供编码器安装轴，这种情况下安装非常困难。

目前这种情况普遍存在与各个钻井队，尤其很多需要经常搬家的小钻机使用滚筒编码器非常不方便，导致基于滚筒编码器的电子防碰系统经常不使用，存在极大的安全隐患，为此我们提出一种基于大气压强的钻机电子防碰系统。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了基于大气压强的钻机电子防碰系统。

本发明提出的基于大气压强的钻机电子防碰系统，包括高位气压测量模块，低位气压测量模块和司钻显示终端，所述司钻显示终端与低位气压测量模块通过数据线相连，高位气压测量模块和低位气压测量模块通过无线连接，所述低位气压测量模块包括第二精密压力传感器、第二温度传感器、第二无线通信单元和数据处理器，数据处理器与第二精密压力传感器、第二温度传感器和第二无线通信单元均双向连接，第二精密压力传感器和第二温度传感器均集成在数据处理器的内部，所述高位气压测量模块包括第一精密压力传感器、第一温度传感器、第一无线通信单元、低功耗数据处理器、电池和电源管理单元，第一精密压力传感器和第一温度传感器均集成在低功耗数据处理器内部，低功耗数据处理器与第一精密压力传感器、第一温度传感器和第一无线通信单元均双向连接，电源的输出端与电源管理单元的输入端连接，电源管理单元的输出端分别连接有第一精密压力传感器、第一温度传感器、第一无线通信单元和低功耗数据处理器。

优选地，所述低功耗数据处理器与第一温度传感器之间、数据处理器与第二温度传感器之间均通过AD接口连接。

优选地，所述低功耗数据处理器与第一无线通信单元之间、数据处理器与第二无线通信单元之间均通过ICC集成电路总线连接。

优选地，所述低功耗数据处理器与第一精密压力传感器之间、数据处理器与第二精密压力传感器之间均通过SPI串行外设接口连接。

优选地，所述司钻显示终端安装在司钻房内，低位气压测量模块安装在与钻台面平行的位置，高位气压测量模块安装到游钩上。

优选地，所述司钻显示终端为低位气压测量模块提供电源。

本发明提出了基于大气压强的钻机电子防碰系统，其具有以下优点：

1、抗干扰性强，该系统采用两个大气压力传感器（高位和低位），能够有效消除环境因素引起的零点漂移，例如海拔、刮风、下雨等，并使用两个温度传感器进一步提高测量精度；

2、无需校准，该系统能够直接显示大钩相对于钻台面的实际高度，省去了繁琐的校准过程，消除了人为因素带来的误差；

3、无累积误差，该系统对高度的测量基于大气压强，同时能够保证零位的稳定，游钩上下移动过程中无累积误差；

4、安装方便，只需将高位气压测量模块固定至游钩的某一位置即可，由于该模块使用无线方式进行通信并使用电池供电，所以无需布线，另外，所采用的低功耗技术能够极大延长高位气压测量模块的使用时间。

附图说明

图1为本发明提出的基于大气压强的钻机电子防碰系统的结构示意图；

图2为本发明提出的基于大气压强的钻机电子防碰系统的高位气压测量模块的结构示意图；

图3为本发明提出的基于大气压强的钻机电子防碰系统的低位气压测量模块的结构示意图；

图4为本发明提出的基于大气压强的钻机电子防碰系统的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。