钻井机钻井杆数计数装置及方法

摘要

本发明公开了一种钻井机钻井杆数计数装置及方法，装置包括进给压力传感器、退出压力传感器、第一运算放大器、第二运算放大器、第一A/D采样芯片、第二A/D采样芯片、装置主芯片、控制按钮、LED显示器，所述进给压力传感器与第一运算放大器相连，第一运算放大器与第一A/D采样芯片相连，所述第一A/D采样芯片与装置主芯片相连，所述退出压力传感器与第二运算放大器相连，所述第二运算放大器与第二A/D采样芯片相连，所述第二A/D采样芯片与装置主芯片相连，所述控制按钮、LED显示器分别与装置主芯片相连。本发明解决钻井深度监控的技术问题，保证人工作业的安全。

主权项

一种钻井机钻井杆数计数装置的计数方法，所述钻井机钻井杆数计数装置包括进给压力传感器(1)、退出压力传感器(2)、第一运算放大器(3)、第二运算放大器(4)、第一A/D采样芯片(5)、第二A/D采样芯片(6)、装置主芯片(7)、控制按钮(8)、LED显示器(9)，所述进给压力传感器(1)与第一运算放大器(3)相连，第一运算放大器(3)与第一A/D采样芯片(5)相连，所述第一A/D采样芯片(5)与装置主芯片(7)相连，所述退出压力传感器(2)与第二运算放大器(4)相连，所述第二运算放大器(4)与第二A/D采样芯片(6)相连，所述第二A/D采样芯片(6)与装置主芯片(7)相连，所述控制按钮(8)、LED显示器(9)分别与装置主芯片(7)相连；其特征在于，钻井机钻井杆数计数装置的计数方法包括：设置状态寄存器数组，该数组用于保存：状态，状态持续时间，该状态前后5秒PA、PB平均压力值，该状态前后25秒PA、PB平均压力值，该状态前后50秒PA、PB平均压力值，钻机运作过程标志；所述PA为钻井机钻入钻杆时液压泵加压的一端的压力值，PB为钻井机退出钻杆时液压泵加压的一端的压力值；遍历保存PA、PB值的寄存器并对PA、PB大小进行比较：将当前的比较结果保存与下一组比较结果相比较；当结果一样时，计数器加1；当结果不同时：1)计算之前状态保持时间：状态保持时间＝计数器个数*单位时间；2)计算保存该状态前后5秒PA、PB平均压力值，该状态前后25秒PA、PB平均压力值，该状态前后50秒PA、PB平均压力值；计算方式：S秒平均压力值＝S秒内采集的压力值之和/S秒内采集次数，S表示秒数；3)保存当前状态：当状态持续为PA>PB时，状态中存入“1”；当状态持续为PA<PB时，状态中存入“‑1”；当状态持续为PA＝PB时，状态中存入“0”；通过时间阀值过滤钻井非有效动作：遍历状态寄存器数组，读取状态，状态持续时间；如果状态持续时间小于5秒，从寄存器中删除该状态和状态相关信息，如果大于5秒，则不做任何处理；过滤空闲状态：遍历状态寄存器数组，读取状态；如果状态为“0”，则从寄存器中删除该状态和状态相关信息；重新对状态寄存器进行整合：遍历状态寄存器数组，读取当前状态和下一状态；如当前状态和下一状态相同，则将状态持续时间相加，并合并平均压力值值；分析状态为钻机运作哪个过程：遍历状态寄存器数组，读取状态，时间，平均值；如果状态为进给状态，状态持续时间大于5秒，且PA平均值大于1mpa，PB平均值小于1mpa，则属于正常有载进给，钻机运作过程标志设为“1”；如果状态为进给状态，状态持续时间大于5秒，且PA平均值小于1mpa，PB平均值小于1mpa，则属于空载进给，钻机运作过程标志设为“2”；如果状态为进给状态，状态持续时间大于5秒，且PA平均值大于1mpa，PB平均值大于1mpa，则属于快速进给，钻机运作过程标志设为“3”；如果状态为退出状态，状态持续时间大于5秒，且PA平均值大于1mpa，PB平均值小于1mpa，则属于正常有载退出，钻机运作过程标志设为“4”；如果状态为退出状态，状态持续时间大于5秒，且PA平均值小于1mpa，PB平均值小于1mpa，则属于空载退出，钻机运作过程标志设为“5”；如果状态为退出状态，状态持续时间大于5秒，且PA平均值大于1mpa，PB平均值大于1mpa，则属于快速退出，钻机运作过程标志设为“6”；遍历状态寄存器数组，通过状态的钻机运作过程标志判断状态是否属于完整操作过程：读取第一个状态的钻机运作过程标志；如果钻机运作过程标志代表的状态持续时间大于给定的相应状态持续的最小时间，则该操作过程属于完整过程；如果钻机运作过程标志代表的状态持续时间小于给定的相应状态持续的最小时间，则读取下两个状态持续时间，并用后一状态持续时间减去前一状态持续时间得到差值，将差值加入当前状态持续时间，如果加入后的当前状态持续时间大于给定的相应状态持续的最小时间，则重新保存该状态持续时间，并从寄存器中删除读取的在后状态及其相关信息；如果加入后仍不满足最小时间，则继续读取下两个状态持续时间完成直至条件满足；遍历状态寄存器数组，通过连续钻井机运作过程标志及其状态，计算进杆退杆个数：如果连续钻井机运作过程标志及状态满足，并且先有载进给然后空载退出，则进杆数加1；如果连续钻井机运作过程标志及状态满足，并且先空载进给然后有载退出，则退杆数加1；装置主芯片控制LED显示器显示软件分析计算钻杆个数结果。