钻井机钻井杆数计数装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术解决钻井深度监控的技术问题，保证人工作业的安全。

【技术实现步骤摘要】
钻井机钻井杆数计数装置及方法
本专利技术涉及一种钻井机，尤其涉及一种钻井机钻井杆数计数装置及计数方法，属于地质勘探设备

技术介绍
煤炭，石油开采前，都会对土层进行分析，预判含水部分、含瓦斯部分等地质情况。在人工下井作业前，会用钻井机对预判有含水、含瓦斯部分等的土层进行实际钻探，如果探测到水、瓦斯等影响人工作业安全的因素，应立即进行排水排气处理，降低人工作业危险。在实际钻井作业时，由于钻机操作人员的疏忽或者责任心不强，可能会出现钻井深度不够的现象，从而导致未能探测到应该探测的位置，这样会给人工作业埋下安全隐患。针对上述情况，为了保证人工作业的安全，必须对钻井深度进行监控。现有技术对钻井深度监测的工序主要有：采用国外仪器进行高精度的深度监测，或者使用较细的钢管重新钻入待测量的钻井，通过钢管长度来计算大致的深度这两种方式。但是，第一种方式设备成本过高，且在一般的钻井过程中不需要过高的精度，第二种方式工序复杂，容易出现因钻井部分坍塌导致钢管测量深度偏差的问题。因此开发一种钻井机钻井杆数计数装置，能在钻井的同时有效的记录钻井机钻井过程，并通过软件分析计算出钻井过程使用的钻杆个数，以保证钻井探测作业的完整完成，具有十分重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钻井机钻井杆数计数装置及方法，解决钻井深度监控的技术问题，保证人工作业的安全。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种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。一种钻井机钻井杆数计数方法，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平均电压，该状态前后25秒PA、PB平均电压，该状态前后50秒PA、PB平均电压，钻机运作过程标志；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平均电压，该状态前后25秒PA、PB平均电压，该状态前后50秒PA、PB平均电压；计算方式：S秒平均电压＝(S*单位时间中压力值的总和)/S*单位时间；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，或者PA＝PB＝0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5S，从寄存器中删除该状态和状态相关信息，如果大于5S，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，并合并平均电压值；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5S，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”；如果状态持续时间大于5S，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”；如果状态持续时间大于5S，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5S，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”；如果状态持续时间大于5S，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”；如果状态持续时间大于5S，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。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：解决了钻井深度监控的技术问题，保证人工作业的安全。并且设备成本低，工序简单。附图说明图1是本专利技术的电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术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。本专利技术采用在钻井机液压泵两个相对的进油口分别加装进给压力传感器1、退出压力传感器2，并通过对两端采集来的压力数值进行软件系统分析，完成用数字量化钻井过程，通过量化的数字量分析钻井机实际钻入的杆数和退出的杆数，以达到在钻井的同时记录钻井机状态，在完成钻井后计算钻机钻井过程中使用的钻杆杆数，确保正确完成钻进探测任务。将液压泵两个相对进油口的压力值分别定义为PA、PB。PA对应钻井机钻入钻杆时液压泵加压的一端的压力值，PB对应钻井机退出钻杆时液压泵加压的一端的压力值。本专利技术对压力传感器的采样频率是0.1S一次，可以随实际情况进行修改，不限制为0.1S采样频率。软件系统会将0.1S时的PA、PB值进行保存。钻井操作时可以分为：1、空闲，2、空载进给，3、空载退出，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井机钻井杆数计数装置，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文浩，李绍鹏，徐澍，刑苏宁，刘建芳，黄晶，王潇，邹作佳，
申请(专利权)人：镇江海贝信息科技有限公司，镇江安达煤矿专用设备有限公司，镇江泰利丰电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32