專利名稱：遠(yuǎn)程控制臺(tái)數(shù)據(jù)記錄模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種類似于液控裝置上使用的黑匣子，尤其是用于石油開采行業(yè) 如鉆井、修井等的遠(yuǎn)程控制臺(tái)數(shù)據(jù)記錄模塊。
背景技術(shù)：
地面防噴器控制裝置(以下簡稱液控裝置)是控制井口防噴器組和液動(dòng)節(jié)流、壓 井閥的重要設(shè)備，是鉆井、修井作業(yè)中防止井噴不可缺少的裝置。正確的使用和維護(hù)保養(yǎng)對 液控裝置是非常重要的。已有的液控裝置按控制型式可分為三種第一，直接手動(dòng)操作的 Hi系列液控裝置，適用于鉆井或修井作業(yè)，不配司鉆控制臺(tái)，簡單、輕便。該類型液控裝置可 以配機(jī)械型防提裝置；第二，氣控液HiQ型液控裝置，該類型液控裝置配有司鉆控制臺(tái)或輔 助司鉆控制臺(tái)(選配)。其中司鉆以及輔助司鉆臺(tái)可以根據(jù)用戶需要配置報(bào)警型以及非報(bào) 警型；氣控型液空轉(zhuǎn)裝置中遠(yuǎn)控臺(tái)和司鉆臺(tái)之間、遠(yuǎn)控臺(tái)和輔助司鉆控制臺(tái)之間使用氣管 束連接，使得可以在司鉆控制臺(tái)上遙控操作液控裝置，達(dá)到開關(guān)防噴器的目的，一般用于鉆 井作業(yè)。該類型液控裝置可以配機(jī)械型防提裝置。第三，電控氣控液FKDQ型液控裝置，該 類型遠(yuǎn)程控制臺(tái)配有司鉆控制臺(tái)或輔助司鉆控制臺(tái)(選配)，同時(shí)司鉆控制臺(tái)以及輔助司 鉆臺(tái)可以根據(jù)用戶需要配置適用于危險(xiǎn)氣體爆炸性氣體環(huán)境一區(qū)或者二區(qū)的防爆形式。電控氣控液型液控裝置采用西門子PLC控制，工作穩(wěn)定、可靠。其遠(yuǎn)控臺(tái)和司鉆臺(tái) 之間、遠(yuǎn)控臺(tái)和輔助司鉆控制臺(tái)之間使用防火四芯船用電纜和標(biāo)準(zhǔn)ftx)fibUS通訊連接。另 外可以根據(jù)客戶需要配置觸摸屏式輔助司鉆臺(tái)和PN-T遠(yuǎn)程控制臺(tái)狀態(tài)自動(dòng)記錄模塊。該 類型液控裝置可以配電控或機(jī)械型防提裝置。綜合上述描述，遠(yuǎn)程控制臺(tái)是井控裝備中非常重要的一部分。遠(yuǎn)程控制臺(tái)數(shù)據(jù)記錄模塊現(xiàn)在在實(shí)際使用中并不存在，因此人們總不能很好的對 遠(yuǎn)程控制的歷史操作進(jìn)行回顧。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種液控裝置的記錄系統(tǒng)，能夠長期連續(xù)不斷的記錄液 控裝置的工作狀態(tài)，包括報(bào)警、開關(guān)、壓力等狀態(tài)。類似于“黑匣子”一旦出現(xiàn)問題或者故障 可以及時(shí)追溯數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型公開了一種液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征 在于，包括一數(shù)據(jù)盒，其中該數(shù)據(jù)盒進(jìn)一步包括一時(shí)鐘芯片，用于提供時(shí)間、日期數(shù)據(jù)；若 干數(shù)據(jù)通道，用于對所述液控裝置進(jìn)行采集數(shù)據(jù)；一 CPU芯片，接收所述時(shí)鐘芯片提供的時(shí) 間、日期數(shù)據(jù)和所述采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；一存儲(chǔ)卡，用于存儲(chǔ)所述采集數(shù)據(jù)；無線收 發(fā)模塊，用于發(fā)送所述采集數(shù)據(jù)。比較好的是，所述記錄模塊進(jìn)一步包括一遙控器，用于接收所述無線收發(fā)模塊發(fā) 出的采集數(shù)據(jù)。比較好的是，所述數(shù)據(jù)采集通道包括壓力模擬量通道，用于通過安裝在管匯、蓄能器、氣源回路上的壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)壓力值模擬量的連續(xù)采集；開關(guān)狀態(tài)通道，用于通過 安裝在三位四通轉(zhuǎn)閥或者氣缸上的位置感應(yīng)開關(guān)來采集開關(guān)狀態(tài)；報(bào)警狀態(tài)通道，使用安 裝在遠(yuǎn)程控制臺(tái)上的壓力開關(guān)來實(shí)現(xiàn)報(bào)警狀態(tài)采集。比較好的是，所述數(shù)據(jù)采集通道包括壓力模擬量通道，用于通過安裝在管匯、蓄 能器、氣源回路上的壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)壓力值模擬量的連續(xù)采集；開關(guān)狀態(tài)通道，用于通過 安裝在三位四通轉(zhuǎn)閥或者氣缸上的位置感應(yīng)開關(guān)來采集開關(guān)狀態(tài)；報(bào)警狀態(tài)通道，通過判 斷之前采集到的各路模擬量在芯片中得到高于或者低于某一個(gè)壓力值從而觸發(fā)報(bào)警量來 實(shí)現(xiàn)記錄。比較好的是，所述無線收發(fā)模塊和所述遙控器之間通過無線通信方式聯(lián)系。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)記錄盒能夠?qū)h(yuǎn)程控制臺(tái)的開關(guān)、壓力以及報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行記 錄，提供數(shù)據(jù)的可追溯性；遙控監(jiān)測儀能夠?qū)崟r(shí)記錄到遠(yuǎn)程控制臺(tái)當(dāng)前的開關(guān)狀態(tài)以及各 壓力報(bào)警狀態(tài)。兩者通過無線通訊，非常方便。本實(shí)用新型對遠(yuǎn)程控制臺(tái)的各種狀態(tài)提供 了數(shù)據(jù)可追溯性，提高了其現(xiàn)場工作的安全性。

下面，參照附圖，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對本實(shí)用新型的詳細(xì)描述 中，本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯而易見。圖1是本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)盒的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型中遙控器的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的記錄模塊主要是通過各類接口采集遠(yuǎn)程控制臺(tái)上的壓力值、報(bào)警開 關(guān)量以及開關(guān)狀態(tài)開關(guān)量。對于氣控液型遠(yuǎn)程控制臺(tái)，壓力值可以通過安裝在管匯、蓄能 器、氣源回路上的壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)模擬量的連續(xù)采集，采集值可以輸入到采集卡中進(jìn)行 后續(xù)的處理。開關(guān)狀態(tài)量的采集主要通過安裝在三位四通轉(zhuǎn)閥或者氣缸上的位置感應(yīng)開關(guān) 來感應(yīng)到。最后是報(bào)警采集，在這里報(bào)警采集可以使用兩種方法，一為可以使用安裝在遠(yuǎn)程 控制臺(tái)上的壓力開關(guān)來實(shí)現(xiàn)(針對帶報(bào)警的氣控液型遠(yuǎn)程控制臺(tái))二可以通過判斷之前采 集到的各路模擬量在芯片中通過算法得到高于或者低于某一個(gè)壓力值從而觸發(fā)報(bào)警量來 實(shí)現(xiàn)記錄。以上主要是氣控液型的遠(yuǎn)程控制臺(tái)的采集方法。另外針對上述討論到的電控氣 控液型遠(yuǎn)程控制臺(tái)來說，我們的記錄模塊還能夠支持各類接口(如RS485 口等)，通過PLC 中對各類模擬量、開關(guān)狀態(tài)通過各類接口輸入到記錄模塊的采集電路中。本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程控制臺(tái)記錄模塊與傳統(tǒng)的飛機(jī)黑匣子有以下幾點(diǎn)區(qū)別首先， 他的數(shù)據(jù)盒配備無線收發(fā)功能，可以通過遙控器遠(yuǎn)距離監(jiān)視遠(yuǎn)程控制臺(tái)的開關(guān)狀態(tài)、報(bào)警 和模擬量壓力，因此，除傳統(tǒng)的黑匣子功能外，本實(shí)用新型的記錄模塊還具有實(shí)時(shí)監(jiān)視遠(yuǎn)程 控制臺(tái)狀態(tài)的功能；其次在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，該記錄模塊采用防爆保護(hù)以便于在爆炸性氣體環(huán) 境下正常工作；最后，該記錄模塊接口眾多，可以廣泛的應(yīng)用于氣控液型遠(yuǎn)程控制臺(tái)或者電 控氣控液型遠(yuǎn)程控制臺(tái)。具體來說，本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程控制臺(tái)數(shù)據(jù)記錄模塊如圖1所示，CPU芯片10、時(shí)鐘芯片14以及數(shù)據(jù)采集通道11 13均安裝在數(shù)據(jù)盒1中，數(shù)據(jù)采集通道11 13對外安裝 插接裝置接口 17以便外部傳感器、位置開關(guān)、報(bào)警狀態(tài)的連入；通過采集通道輸送到CPU芯 片10中進(jìn)行處理，同時(shí)將該狀態(tài)量通過無線收發(fā)模塊15發(fā)送到遙控器2中。在報(bào)警情況 下，SD儲(chǔ)存卡16會(huì)將時(shí)間、狀態(tài)量寸下備查。根據(jù)框圖所示，遙控器1能對時(shí)鐘芯片14進(jìn) 行時(shí)間校準(zhǔn)。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)盒1采集各控制對象狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)以及壓力狀態(tài)，它需要完 成兩項(xiàng)工作，一則每隔一段時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，若發(fā)現(xiàn)控制對象狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)或者壓力狀 態(tài)其中任一項(xiàng)發(fā)生改變，則自動(dòng)加記錄下來；二則將接受到的數(shù)據(jù)發(fā)送到遙控器上以完成 其監(jiān)測功能。數(shù)據(jù)盒1內(nèi)安裝了一塊特制的電路板，該電路板通過防爆站的認(rèn)證，適合在爆炸 氣體環(huán)境中的0區(qū)/1區(qū)/2區(qū)使用，所有元件均做了高低溫處理，因此被設(shè)計(jì)成適合于惡劣 環(huán)境下使用。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)盒1安裝在控制裝置組合式隔爆箱內(nèi)，必須注意數(shù)據(jù)盒的開窗位 置與隔爆箱開窗位置必須對準(zhǔn)，以便觀察通訊狀態(tài)以及時(shí)間。遙控器2可以與數(shù)據(jù)盒之間進(jìn)行通訊(例如，無線485通訊)，可以實(shí)時(shí)觀察到液 控裝置各控制對象頭、壓力狀態(tài)以及報(bào)警狀態(tài)各個(gè)數(shù)據(jù)。遙控器同時(shí)還提供“時(shí)間同步”功 能應(yīng)用于數(shù)據(jù)盒1和遙控器2的時(shí)間校準(zhǔn)。遙控器工作框圖，以單片機(jī)為核心處理器，配和無線收發(fā)模塊和液晶屏來完成其 功能。本實(shí)用新型公開了一種遠(yuǎn)程控制臺(tái)數(shù)據(jù)記錄模塊，如圖1所示數(shù)據(jù)盒以及遙控 器，整套系統(tǒng)由數(shù)據(jù)盒1和遙控器2兩部分組成。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)盒1的外殼主要包含襯板101、右側(cè)板102、左側(cè)板103、底板 106和上蓋板107構(gòu)成。主要記錄模塊為設(shè)置在其中的壓力控制記錄板8。其中除了外殼作為整個(gè)數(shù)據(jù)盒1的保護(hù)外殼外，壓力控制記錄板108是主要的信 息處理器。壓力控制記錄板108上配有液晶顯示屏、無線模塊、數(shù)據(jù)接口以及記憶模塊(存 儲(chǔ)卡)。數(shù)據(jù)接口主要接受來自遠(yuǎn)程控制臺(tái)上的壓力值、報(bào)警值以及防噴器開關(guān)狀態(tài)值。接 受數(shù)據(jù)之后，處理器將上述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式后存儲(chǔ)在SD存儲(chǔ)卡16之中。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)盒1配備無線天線將其連接在壓力控制記錄板108上。無線模 塊能夠?qū)⑾惹坝涗浀膬?nèi)容用無線通訊的方法傳送給遙控器。以便用戶實(shí)時(shí)監(jiān)測遠(yuǎn)程控制臺(tái) 的狀態(tài)。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)盒1內(nèi)記錄的數(shù)據(jù)必須通過特定的軟件才能夠讀取，軟件能能 夠讀取到的有1)各防噴器開關(guān)狀態(tài)以及時(shí)間；幻各報(bào)警名稱以及產(chǎn)生的時(shí)間；幻各控制 頭的名稱。4)產(chǎn)生記錄時(shí)的壓力值。SD卡容量為1 2GB;連續(xù)使用一般每年轉(zhuǎn)移一次數(shù) 據(jù)即可。圖3給出了遙控器2的爆炸結(jié)構(gòu)圖。該遙控器2主要有上殼體202，下殼體204， 電池板205，電路板203，天線201組成。除了構(gòu)成遙控器的外殼之外(上、下殼體)，遙控器2供電主要使用鋰電池，該電池 包含在電池板205中，可以循環(huán)充電。在用戶特別需要的情況下也可以用5節(jié)5號干電池代替。[0032]遙控器電路板203主要用于接收數(shù)據(jù)盒無線模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并在液晶屏幕 上顯示。主要可以實(shí)時(shí)顯示兩類數(shù)據(jù)一是遠(yuǎn)程控制臺(tái)上的環(huán)形壓力、蓄能器壓力、管匯壓 力以及氣源壓力；二是遠(yuǎn)程控制臺(tái)上的各控制頭的開關(guān)狀態(tài)。前面提供了對較佳實(shí)施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本 實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的各種修改對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，可把這里所述 的總的原理應(yīng)用到其他實(shí)施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本實(shí)用新型將不限于這里所示的實(shí) 施例，而應(yīng)依據(jù)符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。
權(quán)利要求1.一種液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征在于，包括一數(shù)據(jù)盒，其中該數(shù)據(jù)盒進(jìn)一步包括一時(shí)鐘芯片，用于提供時(shí)間、日期數(shù)據(jù)； 若干數(shù)據(jù)通道，用于對所述液控裝置進(jìn)行采集數(shù)據(jù)；一 CPU芯片，接收所述時(shí)鐘芯片提供的時(shí)間、日期數(shù)據(jù)和所述采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；一存儲(chǔ)卡，用于存儲(chǔ)所述采集數(shù)據(jù)； 無線收發(fā)模塊，用于發(fā)送所述采集數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征在于，所述記錄模塊進(jìn)一步 包括一遙控器，用于接收所述無線收發(fā)模塊發(fā)出的采集數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集通道 包括壓力模擬量通道，用于通過安裝在管匯、蓄能器、氣源回路上的壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)壓力 值模擬量的連續(xù)采集；開關(guān)狀態(tài)通道，用于通過安裝在三位四通轉(zhuǎn)閥或者氣缸上的位置感應(yīng)開關(guān)來采集開關(guān) 狀態(tài)；報(bào)警狀態(tài)通道，使用安裝在遠(yuǎn)程控制臺(tái)上的壓力開關(guān)來實(shí)現(xiàn)報(bào)警狀態(tài)采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集通道 包括壓力模擬量通道，用于通過安裝在管匯、蓄能器、氣源回路上的壓力傳感器來實(shí)現(xiàn)壓力 值模擬量的連續(xù)采集；開關(guān)狀態(tài)通道，用于通過安裝在三位四通轉(zhuǎn)閥或者氣缸上的位置感應(yīng)開關(guān)來采集開關(guān) 狀態(tài)；報(bào)警狀態(tài)通道，通過判斷之前采集到的各路模擬量在芯片中得到高于或者低于某一個(gè) 壓力值從而觸發(fā)報(bào)警量來實(shí)現(xiàn)記錄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征在于， 所述無線收發(fā)模塊和所述遙控器之間通過無線通信方式聯(lián)系。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種液控裝置數(shù)據(jù)記錄模塊，其特征在于，包括一數(shù)據(jù)盒，其中該數(shù)據(jù)盒進(jìn)一步包括一時(shí)鐘芯片，若干數(shù)據(jù)通道，用于對所述液控裝置進(jìn)行采集數(shù)據(jù)；一CPU芯片，接收所述時(shí)鐘芯片提供的時(shí)間、日期數(shù)據(jù)和所述采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；一存儲(chǔ)卡，用于存儲(chǔ)所述采集數(shù)據(jù)；無線收發(fā)模塊，用于發(fā)送所述采集數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)記錄盒能夠?qū)h(yuǎn)程控制臺(tái)的開關(guān)、壓力以及報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行記錄，提供數(shù)據(jù)的可追溯性；遙控監(jiān)測儀能夠?qū)崟r(shí)記錄到遠(yuǎn)程控制臺(tái)當(dāng)前的開關(guān)狀態(tài)以及各壓力報(bào)警狀態(tài)。兩者通過無線通訊，非常方便。本實(shí)用新型對遠(yuǎn)程控制臺(tái)的各種狀態(tài)提供了數(shù)據(jù)可追溯性，提高了其現(xiàn)場工作的安全性。
文檔編號G07C3/00GK201927085SQ20102063468
公開日2011年8月10日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者俞杰, 姚胥源 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設(shè)備有限公司