【摘 要】
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本文在讨论总结国内外自动送钻监控技术的发展历程、现状、不足和趋势的基础上，以西安石油大学与宝鸡石油机械有限责任公司联合研制的液压盘式刹车自动送钻监控装置科研项目为
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本文在讨论总结国内外自动送钻监控技术的发展历程、现状、不足和趋势的基础上，以西安石油大学与宝鸡石油机械有限责任公司联合研制的液压盘式刹车自动送钻监控装置科研项目为背景，针对ZJ系列石油钻机液压盘式刹车，研究和开发具有智能化、网络化特点的新型石油钻机自动送钻监控系统，实现钻机优化智能自动送钻，提升钻机装备和钻井过程的综合监控能力。
通过对液压盘式刹车送钻过程的工艺流程和控制要求的分析，本文采用主控钻压、辅控液压压力和钻速的三环负反馈串级控制方案，实现钻压优化自动送钻的目标。针对压力环和速度环的控制特点，分别采用微分先行PID和比例校正控制算法，经过仿真验证，均满足各自的控制要求。钻压作为整个送钻系统的主控参数，应用模糊变参数自整定PID控制算法，对影响钻压的刹车压力进行智能控制，在异常情况下进行手动干预，利用模糊规则实时在线整定PID控制器的三个修正参数，实现钻压优化自动送钻。钻井现场调试运行表明，该方案控制效果良好，性能指标满足控制要求。
结合目前钻井监控技术的发展趋势，提出了网络化自动送钻监控系统的结构构成和硬件实现方案，系统以PLC作为控制器，以上位计算机和现场触摸屏为人机交互界面，采用现场总线将钻井现场各个控制部件相连。硬件采用SIEMENS公司的高性能S7-300PLC作为控制器，与之配套的现场人机交互界面采用SIEMENS公司的MP370触摸屏，远程计算机采用台湾研华610H工控机。软件以WinCC和WinccFlexible工业组态软件为开发平台，实现监控系统的智能模块的连接，数据库的建立以及人机交互界面各功能模块的设计。选用Profibus-DP现场总线把钻井现场的钻井监视仪和司钻控制系统组成Profibus-DP钻井装备及钻井过程监控网络，实现与现场人机界面、上位计算机等设备信息共享，以及对钻机的综合监控和优化管理功能。该系统的运行提高了钻井生产和管理水平，具有一定的示范意义和推广应用价值。
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