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對(duì)LDB鉆機(jī)來說，整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中能量的輸入輸出都是通過氣囊的充氣與放氣實(shí)現(xiàn)離合，也就是說，鉆井現(xiàn)場如沒有足夠的氣源壓力就失去了動(dòng)力傳輸。因此，鉆井現(xiàn)場必須保證氣源壓力充足，才能保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。當(dāng)氣源壓力低于0.5MPa時(shí)，過卷閥防碰器、重錘防碰器、遠(yuǎn)控房（封井器）等關(guān)鍵設(shè)備就會(huì)失靈，造成難以預(yù)計(jì)的后果。雖然氣源壓力表在機(jī)房和司鉆控制房都有顯示，但低氣壓情況往往不能被人們察覺，這就需要一種新的報(bào)警裝置來提醒工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，杜絕安全隱患，避免事故發(fā)生。2014年7月，川慶鉆探公司50698鉆井隊(duì)在下套管作業(yè)中，當(dāng)班司機(jī)發(fā)現(xiàn)1號(hào)柴油機(jī)并車氣囊冒煙，立即通知井場停止了作業(yè)?，F(xiàn)場工作人員檢查發(fā)現(xiàn)，壽力壓風(fēng)機(jī)由于油溫過高而產(chǎn)生停機(jī)，導(dǎo)致氣源壓力下降，造成氣源壓力不足導(dǎo)致氣囊摩擦冒煙。試想如果當(dāng)時(shí)當(dāng)班司機(jī)沒有發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，就會(huì)引發(fā)一場重大事故。
 
壓力預(yù)警器的工作原理是在自動(dòng)化數(shù)據(jù)檢測中，利用油壓的檢測原理，通過在氣路上安裝壓力變送器，將模擬量電信號(hào)輸入PLC的模擬量輸入模塊AI，并將此模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為CPU可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，利用通訊協(xié)議傳送至人機(jī)界面顯示壓力值；另一方面CPU處理數(shù)據(jù)時(shí)與之前設(shè)定好的壓力閥值進(jìn)行比較，當(dāng)壓力變送器傳出的壓力信號(hào)高于或者低于閥值時(shí)，PLC輸出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)報(bào)警器報(bào)警。該預(yù)警器由硬件和井場現(xiàn)有軟件組成。硬件包括壓力傳感器、備用氣源閘門（見圖1、圖2、圖3）?，F(xiàn)有軟件系統(tǒng)為頂驅(qū)監(jiān)控系統(tǒng)，含有PLC模塊、頂驅(qū)電控房WinCC工控機(jī)、頂驅(qū)司鉆控制房HMI觸摸屏（見圖4、圖5、圖6）。工作人員通過西門子編程軟件STEP7，編寫項(xiàng)目所需的程序，當(dāng)氣壓低于0.6mpa時(shí)報(bào)警，考慮到如設(shè)備壓風(fēng)機(jī)在達(dá)到0.85mpa后不停止打氣，遇到安全閥失效時(shí)會(huì)引發(fā)氣瓶爆炸。所以工作人員在編寫程序時(shí)，把氣壓達(dá)到0.9mpa時(shí)作為氣壓高警示線，最后設(shè)置WinCC和HMI。完成以上工作后，工作人員對(duì)監(jiān)控及報(bào)警裝置進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)與調(diào)試。三個(gè)工作人員分別拿著對(duì)講機(jī)在司控房、氣源房、電控房進(jìn)行操控與記錄。當(dāng)工作人員停止壓風(fēng)機(jī)并打開排氣閥門時(shí)，三個(gè)地方屏幕顯示的壓力值一致。當(dāng)氣壓降到0.59Mpa時(shí)，電控房和司控房分別發(fā)出報(bào)警音樂，并有相應(yīng)報(bào)警文字本顯示。然后工作人員啟動(dòng)壓風(fēng)機(jī)，在氣壓達(dá)到0.61Mpa時(shí)，報(bào)警自動(dòng)消失，達(dá)到了預(yù)期試驗(yàn)效果。
 
Wincc是西門子公司出品的一個(gè)工業(yè)控制組態(tài)軟件，它利用各種通訊協(xié)議與現(xiàn)場控制設(shè)備（如PLC，數(shù)字調(diào)節(jié)器等）交換數(shù)據(jù)，將生產(chǎn)現(xiàn)場的重要數(shù)據(jù)（如液位，溫度，壓力等）通過畫面方式顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上（見圖7），供操作人員檢查和操作，它具有良好的開放性和靈活性，只要與它通訊的數(shù)據(jù)都可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員的需要以圖形和數(shù)字的方式顯示，并可以將記錄的數(shù)據(jù)保存下來以便工作人員隨時(shí)查閱數(shù)據(jù)。工作人員在設(shè)計(jì)中將每次發(fā)生的氣源壓力低的報(bào)警自動(dòng)記錄保存下來，以便事后統(tǒng)計(jì)分析造成氣壓低的原因（見圖8）。HMI為人機(jī)界面，是系統(tǒng)和用戶之間進(jìn)行交互和信息交換的媒介，它實(shí)現(xiàn)信息的內(nèi)部形式與人類可以接受形式之間的轉(zhuǎn)換，凡參與人機(jī)信息交流的領(lǐng)域都存在著人機(jī)界面。
 
壓力預(yù)警器對(duì)井場的安全生產(chǎn)有著重要意義。通常氣壓過低只能通過氣動(dòng)絞車的運(yùn)行正常與否和氣囊冒煙等表面現(xiàn)象來判斷，往往難以察覺。如果氣源壓力過低，可能導(dǎo)致游車防碰和封井器失效問題的發(fā)生，為安全生產(chǎn)埋下了重大隱患。為此，工作人員通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的重新配置設(shè)計(jì)制造出了氣源壓力監(jiān)控及報(bào)警裝置，當(dāng)氣壓有降低的趨勢或已降低時(shí)能及時(shí)以報(bào)警聲音提醒作業(yè)人員，處理隱患，避免事故，具有良好實(shí)用價(jià)值。