针对目前电动钻机柴油发电机组动力系统运行成本高、柴油燃烧污染环境、电源单一的问题,提出采用柴油发电机组动力系统+工业高压电网动力系统的冗余供电设计方案,在工业高压电网覆盖的钻井区域采用工业高压电网动力系统为钻机供电,节约供电成本,减少环境污染。在工业高压电网无法覆盖的偏僻钻井区域采用柴油发电机组动力系统为钻机供电。柴油发电机组动力系统或工业高压电网动力系统任意一个出现故障时不影响另一个投入使用。采用动力系统冗余设计将大大降低供电成本、减少环境污染、提高钻机供电电源的可靠性,保证钻机安全可靠运行,创造良好的经济效益。

提出了采用SURF特征匹配的方法对钻杆接头目标识别的控制方法。对钻杆接头获取目标图片后进行工作环境干扰模拟和自身工作状态模拟预处理,以提高仿真实验的真实准确度,便于更好地对不同环境和工作状态的目标特征的匹配识别。对预处理后的钻杆接头图像采用SURF特征提取匹配的方法进行图像目标识别,模拟实验中主要对SURF特征匹配阈值和匹配特征点的数量进行了学习。实验结果表明,文中提出的图像目标识别方法效果较好,为井口自动化工具的全自动化、智能化控制提供一种思路,具有一定的参考价值和借鉴意义。

为实现绞车盘刹系统在自动化钻机的安全可靠操作,开发了基于idriller®双司钻操作的盘刹控制系统。该系统采用冗余的双司钻操作终端,基于操作元件功能复用的概念,取消原有司钻操作工位的开关、电位计、仪表盘等,通过多功能手柄、多功能键盘完成操作命令的分发,实现盘刹工作钳刹车、盘刹急停、盘刹液压站远程启动等功能的集成化操作与显示。通过厂内实验表明,该系统通过总线传输的控制信号减少了操作元件数量,提高了设备的可靠性和稳定性,在保证钻机游吊系统操作安全的同时,提升了设备的自动化水平。目前该系统已经应用在国内各大油田。

随着钻机自动化程度的提高,为克服常规钻机垒积木式的操作模式,对钻机操作集成化提出了更高的要求。在对操作集成化的总体规划下,提出了一体化集成椅座模式以实现操作集成化方案。借助于星型或环形工业态网通信网络,使各自动化的设备能集中管理。此方案可以解决各设备单独操作,布局凌乱等问题;提高了钻机操作效率,为以后钻机智能化打下基础。