一种定向穿越钻机自动控制系统及方法与流程

本发明涉及自动化、定向钻、穿越、石油钻采装备设计与制造、数据分析与远程传输，特别涉及一种定向穿越钻机自动控制系统及方法。

背景技术：

1、在定向穿越工程中，水平定向钻机自动化水平普遍较低。钻机的操作主要依靠司钻人员根据工程地质、进尺速度和工作经验操作钻机机械手柄和各旋钮开关完成。司钻人员的工作经验和技能水平与工程的进度和质量密切相关，施工过程中，司钻人员需根据进尺速度实时改变钻机扭矩、推拉力、转速等工作参数，工作时间长、劳动强度大，尤其在较硬的岩石地质工程中，钻进速度缓慢，精力高度集中，长时间疲劳作业，易导致设备损坏、造成工程事故、降低工程质量，后果严重；此外，施工过程中的关键数据采用人工记录，存在时效性、准确性问题，对类似地质工程指导作用有限。

技术实现思路

1、为了至少部分地解决现有技术存在的上述技术问题，发明人做出本发明，通过具体实施方式，提供一种定向穿越钻机自动控制系统及方法，能够实现钻机施工过程的自动控制。

2、第一方面，本发明实施例提供一种定向穿越钻机自动控制系统，包括钻机施工参数检测子系统、钻机自动控制子系统和被控子系统；

3、所述钻机施工参数检测子系统，用于安装于水平定向钻机上，以实时获取并传输钻机施工参数的电信号；

4、所述钻机自动控制子系统，用于根据接收到的所述电信号确定钻机施工参数，确定所述钻机施工参数与获取到的钻机设计施工参数间的偏差，若所述偏差不满足设定偏差阈值，根据所述偏差控制所述被控子系统做出相应的操作。

5、第二方面，本发明实施例提供一种定向穿越钻机自动控制方法，包括：

6、通过上述定向穿越钻机自动控制系统，控制定向穿越施工过程中钻机的施工参数。

7、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

8、(1)本发明实施例提供的定向穿越钻机自动控制系统，能够通过安装于水平定向钻机上的钻机施工参数检测子系统，实时获取并传输钻机施工参数的电信号；通过钻机自动控制子系统，根据实时接收到的电信号确定钻机施工参数，确定钻机施工参数与获取到的钻机设计施工参数间的偏差，若偏差不满足设定偏差阈值，根据偏差控制被控子系统做出相应的操作。能够自动控制钻机施工过程，使得钻机实际的施工参数与设计施工参数间的偏差满足偏差阈值；可以有效降低司钻人员工作强度，降低工程风险，确保工程质量，提高工程的一次穿越成功率。

9、(2)本发明实施例提供的定向穿越钻机自动控制系统，还包括移动终端，用于从数据存储模块获取相应信息，可实时调用、查看数据存储模块中在建工程的施工数据以及类似地质工程的施工数据，对工程项目进行远程跟踪、监督及管理。

10、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

11、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种定向穿越钻机自动控制系统，其特征在于，包括钻机施工参数检测子系统、钻机自动控制子系统和被控子系统；

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被控子系统包括推拉泵电比例阀和旋转泵电比例阀。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述钻机自动控制子系统，用于根据所述偏差控制所述被控子系统做出相应的操作，具体用于：

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钻机施工参数检测子系统，包括：

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钻机自动控制子系统，包括数据计算模块、数据分析比较模块、模拟量信号生成模块和参数调整执行模块；

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述钻机自动控制子系统，还包括数据采集模块，用于从所述钻机施工参数检测子系统获取所述电信号。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括施工信息数据库，所述施工信息数据库，用于获取并存储新建工程的设计信息和地质信息、历史工程的设计信息、地质信息和钻机施工参数信息；

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述钻机自动控制子系统，包括数据传输模块，用于将确定的钻机施工参数发送给所述施工信息数据库。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述施工信息数据库，包括新建工程信息录入模块、历史工程信息录入模块、数据存储模块、类似工程数据分析模块和新建工程施工参数设计模块；

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述施工信息数据库还包括经验数据录入模块，用于获取新建工程的钻机施工经验参数；

11.如权利要求1～10任一项所述的系统，其特征在于，还包括移动终端，用于从所述数据存储模块获取相应信息。

12.一种定向穿越钻机自动控制方法，其特征在于，包括：

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述控制定向穿越施工过程中钻机的施工参数，具体包括控制定向穿越施工过程中钻机的至少一项下述施工参数：

技术总结
本发明公开了一种定向穿越钻机自动控制系统及方法。所述系统包括钻机施工参数检测子系统、钻机自动控制子系统和被控子系统；钻机施工参数检测子系统，用于安装于水平定向钻机上，以实时获取并传输钻机施工参数的电信号；钻机自动控制子系统，用于根据接收到的电信号确定钻机施工参数，确定钻机施工参数与获取到的钻机设计施工参数间的偏差，若偏差不满足设定偏差阈值，根据偏差控制被控子系统做出相应的操作。该系统能够实现钻机施工过程的自动控制。

技术研发人员：周号,武涛,郭晓疆,张倩,江勇,张盼军,刘艳利,李松
受保护的技术使用者：中国石油管道局工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23