試論鑽機操作平台安全監控系統在石油勘探中的設計與應用

摘要：石油是重要能源，關係到社會經濟的發展，石油勘探存在一定風險，如果發生意外事故，會給人們生命安全構成威脅。為了提升勘探安全性，要發揮出監控系統的作用，根據實際情況合理設計，確保工作的有序開展。文章先介紹安全監控系統，再分析系統設計，最後展開詳細論述，從而提升鑽機操作平台安全監控水平。

關鍵詞：鑽機操作平台；安全監控系統；石油勘探；設計

引言：

鑽機操作平台是石油勘探的重要設備，由多個部件組成，可以發揮出有效作用。鑽機操作平台是鑽井作業開展的基礎，由於現場情況較為複雜，受到不利因素影響會出現操作失誤的情況，可能引發意外事故。為了確保鑽機操作平台的穩定運行，開展安全監控是很有必要的，通過監控掌握運行狀況，保證石油勘探的順利開展。

一、安全監控系統

鑽機提升平台監控系統主要由三部分組成，分別是上位機、可編程邏輯控制器PLC及設備層。監控平台可以實現數據的有效傳輸，其中可編程邏輯控制器PLC具有較強適用性，應用範圍較廣，其具有高可靠性、質量輕、功能強大等優勢。信息層可以將信息直接顯示給用户，對現場情況有準確瞭解，之後再發送指令。設備層可以實現信息的轉化，變成電壓或者電流的形式[1]。

二、安全監控系統設計

（一）頂驅監控設計

在鑽井技術發展過程中，頂驅鑽井系統實現了有效運用，為鑽井提供充足動力，保證鑽井液的循環，提升了作業效率。頂驅鑽井系統構成較為複雜，通過觀察電動機速度和温度，可以瞭解是否處於正常運行狀態中，電機温度會受到冷卻風扇風壓的影響，要開展實時監控。在鑽井作業過程中，如果發現卡鑽的情況，需要對動缸壓力作出適當調整。明確頂驅監控設計要點，確保與實際需求相符合，在實際應用中可以發揮出有效作用。

（二）遊動系統監控設計

在鑽井作業中，遊動系統有助於提升絞車運行效率，在鑽井作業時，連接一根管道鑽孔是連續開挖等，要和管柱連接起來。司鑽主要作用是調整吊鈎高度，為了保證調整的準確性，必須要進行監控。在井架上安裝發射機，在移動塊上安裝光敏傳感器，可以實現對信號檢測，系統會作出正確判斷。按鈕啟動之後，掛鈎會自動移動，適用於緊急情況。鑽井作業對鑽井壓力有着特定要求，根據實際情況確定吊鈎高度。但受到技術條件限制，運用中會存在問題，為了有效應對，要加一個應急裝置，當出現意外情況時可以讓系統立即停止[2]。

（三）井架及司鑽控制室監控設計

井架將起重設備支撐起來，操作起來比較方便，但石油鑽井作業一般在惡劣環境下進行，為了確保安全性，必須要保證井架的質量。通過實際觀察發現，為了追求速度，經常忽視井架的檢修，導致過程中會發生故障。由於是在户外作業，所以要注重環境監測，如果風力過大會觸發報警，便於人員採取有效措施。司鑽控制室處於平台核心位置，為了確保作用發揮，要創建出穩定環境。

（四）實現監控系統功能

監控系統功能主要包括以下幾點，一是實時監控頂驅系統工作參數、電機温度等；二是發現潛在危險，受控行車鈎會移動到指定位置，並啟動緊急制動；三是有效控制司鑽的工作時間，避免故障的發生；四是提醒作業人員定期檢修井架，保證良好運行狀態；五是當監測到危險信號時會報警；六是對歷史數據進行監控，可以有效的存儲和顯示，為作業開展提供參考依據。

三、軟件設計與實現

在監控平台系統中，要重視控制功能的軟件設計和應用。發揮出現場總線技術的作用，傳感模塊和工控機可以實現數據的採集和處理。依據檢測信號和確定異常信號，控制執行器發出報警並運行啟停電機等控制操作。軟件的設計要從實際情況出發，確保具有適用性、針對性，過程中會遇到很多技術問題，因此要加強研究，增強軟件執行力，可以滿足實際工作所需。

（一）力控組態軟件的開發與設計

力控組態軟件構成較為複雜，不同部件發揮着各自作用，確保整個系統的有效運用。該軟件具有使用方便、效率高等優勢。系統登錄需要權限管理，再構建配置屏幕的各個部分。頂驅鑽井系統，其中含有多個監視參數，並根據實際情況來配置屏幕，具有較強針對性。大部分頂驅系統都是液壓控制，油壓對頂驅會產生直接影響。井架和司鑽控制室。在監視配置屏幕時要和作業人員所處環境聯繫起來，確保滿足實際所需，將具體效果落實下去，保證作業順利開展。

（二）程序的設計與編程

I/O配置到本地模塊，在編程之前要將I/O配置到本地模塊，這是非常重要的一個環節。頂驅系統程序設計，將可編程邏輯控制器PLC啟動，並初始化模塊，看是否要按下驅動器啟動按鈕。頂部驅動器啟動之後，對電動機温度進行冷卻，將温度和風壓控制在合理範圍之內，不能超過規定要求，防止故障的發生。其他採集模塊可以對變速箱油壓進行監控，及時瞭解相關情況[3]。

井架與司鑽室系統程序設計，光敏傳感器在系統中發揮着重要作用，可以確定移動塊鈎的具體位置，看是否與指定位置相一致。模塊已初始化，看是否要按下絞車啟動按鈕，對掛鈎的具體情況進行確定。按下自動按鈕之後，掛鈎會達到指定位置。在延時程序中，要對井架和司鑽的運行狀態進行檢查，對於發現隱患要及時報警，為人員檢修提供參考依據。井架中設置有司鑽安裝保護按鈕和井架檢查按鈕，可以起到檢查、保護的作用。

四、結語

綜上所述，本文主要探討了鑽機提升平台安全監控系統在石油勘探中的設計與應用，保證有效應用到實際工作中去。石油勘探具有複雜性、危險性等特點，鑽機提升平台在過程中發揮着重要作用，要設計出安全監控系統，可以實時瞭解具體情況，便於人員對機械設備進行操作，不斷提升石油作業的效率和質量。

參考文獻：

[1] 韓同方. 鑽機提升平台安全監控系統在石油勘探中的設計與應用[J]. 機械與電子,2020,38(4):57-62.

[2] 王鴻雁,朱樂樂,邱雲河,等. 海洋平台鑽機集成監控系統可靠性宂餘設計[J]. 中國海洋平台,2021,36(1):8-14.

[3] 陳斌. 礦用鑽機監控系統的應用分析[J]. 機械管理開發,2020,35(1):208-209.