[发明专利]一种监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法以及系统

权利要求书

1.一种监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，在顶部驱动钻井装置的液压系统的管路上安装流量传感器，所述的方法包括：

所述的流量传感器测量顶部驱动钻井装置中液压系统的液压缸内液压油的流量；

所述的流量传感器将所述的流量转化为电信号，该步骤包括：所述的流量传感器将所述吊环从中位到倾斜的最大角度值时液压系统的液压缸内液压油的累积流量转化为第二电信号；所述的流量传感器将液压系统的液压缸内液压油的瞬时累积流量转化为第三电信号；

所述的流量传感器将所述的电信号发送至可编程逻辑控制器PLC；

所述的PLC根据所述的电信号确定出吊环状态，该步骤包括：所述的PLC根据预先设定的顶部驱动钻井装置的最大倾斜角度确定第一电信号；所述的PLC根据所述的第一电信号、第二电信号、第三电信号确定出所述吊环的瞬时倾斜角度，通过如下公式实现：

其中，θ_t为所述吊环的瞬时倾斜角度，F_t为第三电信号，θ为第一电信号，F为第二电信号。

2.根据权利要求1所述的监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，所述的流量传感器测量顶部驱动钻井装置中液压系统的液压缸内液压油的流量包括：

流量传感器测量顶部驱动钻井装置中吊环从中位到倾斜的最大角度值时液压系统的液压缸内液压油的累积流量；

流量传感器测量顶部驱动钻井装置中液压系统的液压缸内液压油的瞬时累积流量。

3.根据权利要求2所述的监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，所述吊环倾斜的最大角度值包括吊环前倾的最大角度值和/或吊环后倾的最大角度值。

4.根据权利要求3所述的监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，所述的PLC根据所述的第一电信号、第二电信号、第三电信号确定出所述吊环的瞬时倾斜角度通过如下公式实现：

其中，θ_t为所述吊环的瞬时倾斜角度，F_t为第三电信号，θ为第一电信号，F为第二电信号，Δ为抖动修正系数；

所述抖动修正系数通过如下方式确定：将流量传感器安装到顶驱装置液压系统的管路上，执行前倾操作到最大角度值，记录流量传感器的流量趋势曲线以及最终的累积流量值，反复执行上述操作数次，计算各次得到的累积流量的平均值根据液压系统设计原理计算出累积流量的理论值F；再通过导出式间接计算出抖动修正系数。

5.根据权利要求3所述的监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，所述方法还包括：

所述的PLC将确定出的吊环的瞬时倾斜角度发送至上位监控装置；

所述的上位监控装置显示油缸的瞬时状态以及顶部驱动钻井装置吊环的空间位置。

6.根据权利要求3所述的监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，所述方法还包括：

所述的PLC将确定出的油缸的瞬时状态以及顶部驱动钻井装置吊环的空间位置发送至司钻控制台；

所述的司钻控制台，用于显示油缸的瞬时状态以及顶部驱动钻井装置吊环的空间位置。

7.根据权利要求3所述的监测顶部驱动钻井装置吊环状态的方法，其特征是，所述方法还包括：

所述的PLC判断确定出的吊环的瞬时倾斜角度是否满足预先设定的安全状态，当判断为否时，输出报警信号；

所述的PLC将报警信号发送到上位监控装置和司钻控制台进行报警提示。