張新國

摘要：石油是重要能源，關(guān)系到社會經(jīng)濟的發(fā)展，石油勘探存在一定風(fēng)險，如果發(fā)生意外事故，會給人們生命安全構(gòu)成威脅。為了提升勘探安全性，要發(fā)揮出監(jiān)控系統(tǒng)的作用，根據(jù)實際情況合理設(shè)計，確保工作的有序開展。文章先介紹安全監(jiān)控系統(tǒng)，再分析系統(tǒng)設(shè)計，最后展開詳細論述，從而提升鉆機操作平臺安全監(jiān)控水平。

關(guān)鍵詞：鉆機操作平臺;安全監(jiān)控系統(tǒng);石油勘探;設(shè)計

引言

鉆機操作平臺是石油勘探的重要設(shè)備，由多個部件組成，可以發(fā)揮出有效作用。鉆機操作平臺是鉆井作業(yè)開展的基礎(chǔ)，由于現(xiàn)場情況較為復(fù)雜，受到不利因素影響會出現(xiàn)操作失誤的情況，可能引發(fā)意外事故。為了確保鉆機操作平臺的穩(wěn)定運行，開展安全監(jiān)控是很有必要的，通過監(jiān)控掌握運行狀況，保證石油勘探的順利開展。

一、安全監(jiān)控系統(tǒng)

鉆機提升平臺監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成，分別是上位機、可編程邏輯控制器PLC及設(shè)備層。監(jiān)控平臺可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸，其中可編程邏輯控制器PLC具有較強適用性，應(yīng)用范圍較廣，其具有高可靠性、質(zhì)量輕、功能強大等優(yōu)勢。信息層可以將信息直接顯示給用戶，對現(xiàn)場情況有準確了解，之后再發(fā)送指令。設(shè)備層可以實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)化，變成電壓或者電流的形式[1]。

二、安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

（一）頂驅(qū)監(jiān)控設(shè)計

在鉆井技術(shù)發(fā)展過程中，頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)實現(xiàn)了有效運用，為鉆井提供充足動力，保證鉆井液的循環(huán)，提升了作業(yè)效率。頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)構(gòu)成較為復(fù)雜，通過觀察電動機速度和溫度，可以了解是否處于正常運行狀態(tài)中，電機溫度會受到冷卻風(fēng)扇風(fēng)壓的影響，要開展實時監(jiān)控。在鉆井作業(yè)過程中，如果發(fā)現(xiàn)卡鉆的情況，需要對動缸壓力作出適當調(diào)整。明確頂驅(qū)監(jiān)控設(shè)計要點，確保與實際需求相符合，在實際應(yīng)用中可以發(fā)揮出有效作用。

（二）游動系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)計

在鉆井作業(yè)中，游動系統(tǒng)有助于提升絞車運行效率，在鉆井作業(yè)時，連接一根管道鉆孔是連續(xù)開挖等，要和管柱連接起來。司鉆主要作用是調(diào)整吊鉤高度，為了保證調(diào)整的準確性，必須要進行監(jiān)控。在井架上安裝發(fā)射機，在移動塊上安裝光敏傳感器，可以實現(xiàn)對信號檢測，系統(tǒng)會作出正確判斷。按鈕啟動之后，掛鉤會自動移動，適用于緊急情況。鉆井作業(yè)對鉆井壓力有著特定要求，根據(jù)實際情況確定吊鉤高度。但受到技術(shù)條件限制，運用中會存在問題，為了有效應(yīng)對，要加一個應(yīng)急裝置，當出現(xiàn)意外情況時可以讓系統(tǒng)立即停止[2]。

（三）井架及司鉆控制室監(jiān)控設(shè)計

井架將起重設(shè)備支撐起來，操作起來比較方便，但石油鉆井作業(yè)一般在惡劣環(huán)境下進行，為了確保安全性，必須要保證井架的質(zhì)量。通過實際觀察發(fā)現(xiàn)，為了追求速度，經(jīng)常忽視井架的檢修，導(dǎo)致過程中會發(fā)生故障。由于是在戶外作業(yè)，所以要注重環(huán)境監(jiān)測，如果風(fēng)力過大會觸發(fā)報警，便于人員采取有效措施。司鉆控制室處于平臺核心位置，為了確保作用發(fā)揮，要創(chuàng)建出穩(wěn)定環(huán)境。

（四）實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)功能

監(jiān)控系統(tǒng)功能主要包括以下幾點，一是實時監(jiān)控頂驅(qū)系統(tǒng)工作參數(shù)、電機溫度等;二是發(fā)現(xiàn)潛在危險，受控行車鉤會移動到指定位置，并啟動緊急制動;三是有效控制司鉆的工作時間，避免故障的發(fā)生;四是提醒作業(yè)人員定期檢修井架，保證良好運行狀態(tài);五是當監(jiān)測到危險信號時會報警;六是對歷史數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，可以有效的存儲和顯示，為作業(yè)開展提供參考依據(jù)。

三、軟件設(shè)計與實現(xiàn)

在監(jiān)控平臺系統(tǒng)中，要重視控制功能的軟件設(shè)計和應(yīng)用。發(fā)揮出現(xiàn)場總線技術(shù)的作用，傳感模塊和工控機可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。依據(jù)檢測信號和確定異常信號，控制執(zhí)行器發(fā)出報警并運行啟停電機等控制操作。軟件的設(shè)計要從實際情況出發(fā)，確保具有適用性、針對性，過程中會遇到很多技術(shù)問題，因此要加強研究，增強軟件執(zhí)行力，可以滿足實際工作所需。

（一）力控組態(tài)軟件的開發(fā)與設(shè)計

力控組態(tài)軟件構(gòu)成較為復(fù)雜，不同部件發(fā)揮著各自作用，確保整個系統(tǒng)的有效運用。該軟件具有使用方便、效率高等優(yōu)勢。系統(tǒng)登錄需要權(quán)限管理，再構(gòu)建配置屏幕的各個部分。頂驅(qū)鉆井系統(tǒng)，其中含有多個監(jiān)視參數(shù)，并根據(jù)實際情況來配置屏幕，具有較強針對性。大部分頂驅(qū)系統(tǒng)都是液壓控制，油壓對頂驅(qū)會產(chǎn)生直接影響。井架和司鉆控制室。在監(jiān)視配置屏幕時要和作業(yè)人員所處環(huán)境聯(lián)系起來，確保滿足實際所需，將具體效果落實下去，保證作業(yè)順利開展。

（二）程序的設(shè)計與編程

I/O配置到本地模塊，在編程之前要將I/O配置到本地模塊，這是非常重要的一個環(huán)節(jié)。頂驅(qū)系統(tǒng)程序設(shè)計，將可編程邏輯控制器PLC啟動，并初始化模塊，看是否要按下驅(qū)動器啟動按鈕。頂部驅(qū)動器啟動之后，對電動機溫度進行冷卻，將溫度和風(fēng)壓控制在合理范圍之內(nèi)，不能超過規(guī)定要求，防止故障的發(fā)生。其他采集模塊可以對變速箱油壓進行監(jiān)控，及時了解相關(guān)情況[3]。

井架與司鉆室系統(tǒng)程序設(shè)計，光敏傳感器在系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，可以確定移動塊鉤的具體位置，看是否與指定位置相一致。模塊已初始化，看是否要按下絞車啟動按鈕，對掛鉤的具體情況進行確定。按下自動按鈕之后，掛鉤會達到指定位置。在延時程序中，要對井架和司鉆的運行狀態(tài)進行檢查，對于發(fā)現(xiàn)隱患要及時報警，為人員檢修提供參考依據(jù)。井架中設(shè)置有司鉆安裝保護按鈕和井架檢查按鈕，可以起到檢查、保護的作用。

四、結(jié)語

綜上所述，本文主要探討了鉆機提升平臺安全監(jiān)控系統(tǒng)在石油勘探中的設(shè)計與應(yīng)用，保證有效應(yīng)用到實際工作中去。石油勘探具有復(fù)雜性、危險性等特點，鉆機提升平臺在過程中發(fā)揮著重要作用，要設(shè)計出安全監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時了解具體情況，便于人員對機械設(shè)備進行操作，不斷提升石油作業(yè)的效率和質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 韓同方. 鉆機提升平臺安全監(jiān)控系統(tǒng)在石油勘探中的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 機械與電子，2020，38（4）：57-62.

[2] 王鴻雁，朱樂樂，邱云河，等. 海洋平臺鉆機集成監(jiān)控系統(tǒng)可靠性冗余設(shè)計[J]. 中國海洋平臺，2021，36（1）：8-14.

[3] 陳斌. 礦用鉆機監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J]. 機械管理開發(fā)，2020，35（1）：208-209.

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