【摘要】通过嵌入式防爆控制系统，基于模糊控制技术，实现钻井工程中起钻、下套管、下钻的过程自动监测和控制。
　　
【关键词】原理 工艺流程 控制模式 嵌入式防爆控制系统 实现自动控制模式过程
　　
1 引言
　　
AMC2006自动灌浆控制系统分起钻、下套管、下钻共三个钻井过程的监测。起钻过程主要是用于监测起钻时，自动控制向井眼内灌注钻井液的专用仪器。依据起钻过程中，监测起钻钻柱的柱数，按控制的有效柱数，从而达到自动灌浆的自动控制系统。另外还监测起钻时的返入标准罐中的泥浆量，及时地发现溢流量。
　　
2 控制系统工作原理方框图 4 控制模式
　　
（1）自动灌浆模式：当有效柱数=控制柱数时，开始灌浆；灌至起灌限停，灌浆结束；同时报警光提示；灌浆时有效柱数不累计，但累计柱数累计，保证不停起钻作业，边起边灌浆。
　　
（2）定时灌浆模式：本系设置了定时模式灌浆，就是间隔一定时间就周期性地自动灌浆。
　　
（3）时灌浆模式：无论是起钻、还是下套管状态，按即时灌浆按扭，控制系统就会开始灌浆，灌至起灌限停，灌浆结束。即时灌浆按扭按下ON（3秒后）触发即时灌浆控制。
　　
（4）停止灌浆：自动停：起钻/下套管时，灌至起灌限停/套灌停限，灌浆结束。手动停：手动按下停止灌浆，灌浆就结束。
　　
（5）标准罐自动补浆模式：标准罐的液位高度低于补浆下限开始补浆；大于补浆上限结束补浆；同时报警光提示。
　　
（6）标准罐自动抽浆模式：标准罐的液位高度达到补浆上限开始抽浆；小于补浆上限结束抽浆；同时报警光提示。灌/抽马达捆帮。
　　
（7）下套管模式：在下套模式下，只能采用即时灌浆模式，不能自动灌浆，是因为下套管灌浆是向套管内灌浆的。在起钻状态下，打开下套管模式，即为下套管灌浆。关掉为起钻模式。
　　
（8）下钻状态：泥浆超上限，从标准罐内向大循环抽泥浆；至到下限为止；下钻时返入泥浆量的计算。
　　
（9）自动灌浆，有效起1柱状态逻辑真值图（在灌浆中有效柱数不加，但累加）。 5 嵌入式防爆控制系统，实现自动控制模式过程5.1 嵌入式防爆控制系统软硬件5.1.1 嵌入式防爆控制系统-硬件
　　
嵌入式防爆控制系统加载了MiniOS7操作系统，在更短的加电/掉电启动时间内，内置具有很强抗干扰的软件看门狗和硬件看门狗诊断功能，快速使系统进入预设的安全状态。从而使系统对恶劣的工作环境、恶劣的电磁环境、错误的人为操作等异常事件有很强的适应能力与恢复能力。
　　
人机界面分主参数界面和修改参数界面两部分。如下为主参数界面：
　　
泥浆高度：m；灌浆时间：d；泥浆体积：m3；大钩负荷：10kN；
　　
灌入方数：m3；累计柱数：柱； 累灌方数：m3；有效柱数：柱
　　
抽出方数：m3；返入方数：m3；累抽方数：m3；累返方数：m3。
　　
5.1.2 嵌入式防爆控制系统-参数的计算
　　
5.1.2.1、液位高度的计算方法：显示的液位高度（m）=传感器测量高度；泥浆体积=显示的液位高度（m）×标准罐底面积；
　　
5.1.2.2、大钩负荷的计算方法：
　　
单股载荷=指重表数据库中的单股载荷；
　　
大钩负荷（10kN）=单股载荷×股数×（AD实测电压-1）/4；
　　
5.1.2.3、灌入方数的计算方法：
　　
灌入方数（m3）=在起钻时灌入泥浆的条件下，标准罐内泥浆的减少量-对应的单次返入方数；
　　
累灌方数=Σ（各单次灌入方数-各单次返入方数）之和；
　　
5.1.2.4、返入方数的计算方法：（起钻下钻两模式）
　　
返入方数（m3）=在返入泥浆的条件下，标准罐内泥浆的增加量；
　　
累返方数=各单次返入方数之和；5.1.2.5 抽出方数的计算方法
　　
抽出方数（m3）=在抽出泥浆的条件下，标准罐内泥浆的减少量；
　　
累抽方数=各单次抽出方数之和。5.1.3 嵌入式防爆控制系统-软件5.2 嵌入式防爆控制系统—独立按键
　　
（1）按设置 键，进入参数设定界面，设置控制系统的各控制参数；对于同一设备只修改一次就行了，修改后的参数，自动存于系统Flsh存贮器中，掉电不丢失。
　　
增益：1.00（默认值）（液位标定的放大倍数）；
　　
横截面积：3.24m2（默认值）（依据标准罐而定）；
　　
补/抽浆上限：1.50m（默认值）（依据标准罐而定）；
　　
补/抽浆下限：0.30m（默认值）（依据标准罐而定）；
　　
起灌限停：0.45m3套灌限停：1.35m3
　　
单股载荷：42（10kN）（默认值），
　　
实际股数：12股（默认值），依据设备上的指重表定；
　　
控制柱数：3柱（默认值）；
　　
坐卡门限：33.0（10kN）（默认值）；解卡门限：45.0（10kN）（默认值）；灌浆间隔：1min（默认值）；
　　
（2）按换行 键，选中要设置的参数。选中某一项参数，对应参数项的数据背景光发黑色 ，以提醒操作人员。
　　
（3）依据钻井队的钻机设备情况，分别按 + -，对各参数的默认值进行修改，使之与钻机设备的参数对应。
　　
（4）按设置键和+键 对所修改参数进行恢复；按 设置键和-键 对所修改参数进行清零。
　　
5.2.5 独立按键软件：5.3 嵌入式防爆控制系统—狗X25045 5.3.1 運用好狗，控制系统就稳定：
　　
X25045是带有串行E2PROM的CPU监控器，具有上电复位控制；看门狗定时器；512k的FLSH闪烁存贮，10万次可靠擦写，数据保持时间100年等功能。
　　5.3.2 狗的管理软件：
　　6 结束语
　　
应用钻井自动灌浆系统，保证在不停起钻作业的前提下，可以及时地、准确地保持边起边灌浆，始终维持井眼内钻井液与地层压力平衡；大大地提高了起钻的工作效率。为安全、科学、高效、快速地钻井，提供了技术支持和保证。系统本安防爆。