基于嵌入式和現(xiàn)場總線技術(shù)的鉆井模擬器分布式控制系統(tǒng).pdf

1、石油工業(yè)是一種技術(shù)密集型行業(yè)，鉆井作業(yè)是石油工業(yè)拿儲量、上產(chǎn)能的重要手段之一。由于石油鉆井生產(chǎn)條件的限制和井下情況的復(fù)雜性，使石油鉆井生產(chǎn)存在極大的風(fēng)險。為了獲得更好生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，減少人為事故的發(fā)生，對鉆井現(xiàn)場操作人員和工程技術(shù)人員的技術(shù)技能培訓(xùn)就顯得十分重要。而對鉆井關(guān)鍵崗位，比如司鉆、隊長等的技術(shù)技能培訓(xùn)更是所有培訓(xùn)中的重中之重。
　　鉆井模擬器是為了培訓(xùn)考核鉆井司鉆及鉆井工程技術(shù)人員而產(chǎn)生的。傳統(tǒng)的培訓(xùn)考核方法主要依賴

2、于現(xiàn)場操作，這往往會以一口或幾口井停產(chǎn)的代價來進行。由于無法正常、連續(xù)地進行鉆井生產(chǎn)，造成人力、物力、財力和設(shè)備的浪費。特別是在培訓(xùn)考核期間，由于操作者操作技術(shù)水平的差異，環(huán)境氣氛、對設(shè)備的熟悉程度等因素的影響，操作者容易緊張出現(xiàn)操作不當(dāng)和誤操作，發(fā)生地面和井下事故，造成極大的經(jīng)濟損失。因此，在現(xiàn)場培訓(xùn)考核既不經(jīng)濟，也難以保證人身和設(shè)備的安全。
　　而通過仿真系統(tǒng)對鉆井工人進行技能培訓(xùn)，不受客觀條件限制，且極大的降低了誤操作帶來的

3、風(fēng)險，因此模擬系統(tǒng)首先要在操作機構(gòu)上和室外設(shè)備相同，不過在操作機構(gòu)的內(nèi)部，要設(shè)計一套分布式控制系統(tǒng)，對學(xué)員的各項操作進行數(shù)據(jù)采集和分析，最終在流程上模擬出室外的實際操作效果。
　　本文在上述研究背景下首先對目前嵌入式系統(tǒng)各類型處理器的性能和適用范圍進行比較，對目前常用的現(xiàn)場總線通信技術(shù)進行對比，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種采用嵌入式處理器和現(xiàn)場總線技術(shù)的分布式控制系統(tǒng)方案，并最終實現(xiàn)并應(yīng)用到鉆井模擬器系統(tǒng)中，并通過在軟硬件開發(fā)中采取特殊措