本项发明装置适用于所有采用“转盘钻井”的钻机上。其目的是要提供一种控制装置，它能够有效地防止“干钻”事故的发生。 在钻井实践中“干钻”事故时有发生，并且它所造成的经济损失也是很大的。据统计分析：该事故主要由以下两方面的原因所产生，其一是：在钻井过程中泥浆的正常循环遭到了破坏-诸如，地面的泵、闸门、高压管汇以及井下的钻具等发生了刺、漏，形成了所谓的“循环短路”（这在泵压表上反映为：泵压下跌）;另外就是：忘记了挂泵（离合器）或泵本身上水不良或池内已无泥浆（不上水）等（这在泵压表上反映为：泵压为零或泵压很低）。
一般地“干钻”可能导致钻头、部分钻具或井下其它复杂情况、事故的发生。因此采取有效的措施来积极防止它的发生是很有必要的。
本发明是这样实现的：在原来（以F-320钻机气路为例）转盘离合器用的继气器（8）的控制气路（即5路）中，新串入一只电磁阀DF（7）;另外在转盘气开关（4）（又叫手柄复位双向调压阀）的“转动”输出（5路）到电磁阀DF（7）之间，经一个新加装的三通（5）接上一只气动（电）开关K1（6）。
当把气开关（4）的手柄扳向“转动”一侧时，5路得气。气动（电）开关K1（6）将接通，电磁阀DF（7）得电而开启，这样控制气经过DF（7）后使继气器（8）动作。因此，离合器被合上，转盘“转动”。
当一旦有“干钻”隐患发生时，延时报警及转盘的自动控制电路均起作用。即电磁阀DF（7）将失电关闭-继气器（8）也关闭，转盘就停止其“转动”，同时扬声器Y发出报警声响来。
本发明的具体结构及工作过程，将由以下的原理分析及其附图等给出。
控制原理分析：
一、原钻机的转盘控制：
1.转盘“转动：
这时将转盘气开关（4）地手柄扳向“转动”一侧，5路即得气并且推动继气器（8）-转盘离合器进气，转盘工作（转动）。
2.转盘惯性刹车：
把气开关（4）的手柄扳向“惯刹”一侧，6路得气，此气直接进入“惯刹”的气囊-转盘被刹住。
3.当气开关（4）的手柄处在中间的（空挡）位置时，5路、6路均无气，即都不工作。另外，在功能上气开关（4）对5路和6路两者来说是“互锁”的。
二、加装“干钻”自控装置后的转盘控制，下面我们将分为“正常”钻进和“干钻”自控两种情况来加以分析（把选择开关K2置于“钻进”挡位）：
1.“正常”钻进时：
此时其前提条件是指没有发生所谓的“干钻”-即循环（主要指泵压）正常的钻进。装置中的电接点泵压表（12）的电接点D与B此时是呈断开状态的（或者是由于泵压表指针（13）的摆动使D与B呈瞬时接通，但因其接通时间是很小于装置的“预定”延时时间的，故可不考虑），这样图2中的B点电压为“零”-由三极管BG1等所组成的延时自控电路是不工作的。
①转盘“转动”：当把转盘气开关（4）的手柄扳向“转动”一侧时，5路得气（指电磁阀DF（7）以前的部分），气动（电）开关K1（6）接通。在图2中12V电源（10）的正极经由熔断器RD后，分别到三极管BG4的集电极和通过K1（6），由电阻R5向三极管BG4提供一个基极电流Ib4（注：因为D′与B′是断开的，延时自控不起作用，则三极管BG3等是截止的），故其饱和导通。电磁阀DF（7）得电开启，进而使继气器（8）动作，离合器进气，转盘“转动”。
②转盘惯性刹车：这和未装入自控装置前一个样，故不在复述。
③当气开关（4）的手柄处在中间（空挡）位置时，同样也因5路、6路无气，转盘和惯刹均不工作。
2.发生“干钻”隐患时：
即在“钻进”中（或在刚开始“钻进”时），由于循环不正常将使电接点泵压表（12）的D′、B′两触点接通，如果其“连续”接通时间达到了“预定”延时时间-就会使图2中由电阻R1和R2、电位器W、电容器C1、三极管BG1、稳压二极管D2和续流二极管D1、干簧管继电器JAG（这里使用它的Z的“常闭”触头）等所组成的延时电路起作用，亦即为三极管BG1的饱和导通，并使三极管BG2、BG3（它们与BG1为复合管）也饱和导通。这样BG3管就把原BG4的基极电流（原是由电阻R5提供的）给分流掉了-即使Ib4≈0，BG4管因此而转变为截止状态，电磁阀DF（7）失电关闭，切断了继气器（8）的控制气，离合器放气。转盘受控停止了“转动”。
另外，在图2中BG1管径由隔离二极管D3后，还与三极管BG6、BG7构成另一组复合管。故在BG1管饱和导通的同时，BG6、BG7两管也都呈饱和导通状态。这就相当于BG7管把模拟声响集成（电路）块CW9561VSS脚与电源（10）的负极接通了。CW9561等声响电路通电工作。从其O/P脚输出模拟声信号，再经由三极管BG8和BG9等组成的互补放大器放大后，去推动扬声器Y发出“干钻”报警声响来-达到了“干钻”（隐患）时的转盘自动控制和声响报警的目的。
图2中的电阻R6、R7、电容器C2、稳压二极管D4和三极管BG5组成了一个很简单的稳压电源。在BG5管的发射极输出4.5V左右的电压，以供CW9561等报警电路的使用。
三、当把选择开关K2置于“空转”挡时的转盘控制：
这里所说的选择开关K2的“空转”挡，实际上是为-某些只需要转盘的“转动”，但是却不需要进行循环泥浆的“特殊作业”而设置的。例如：用转盘卸扣，在循环系统有故障检修时，使用转盘（“转动”）活动钻具等等。由于泵压为零，其电接点D′、B′始终是接通的。因此在进行这些“特殊作业”的时候，若误把选择开关K2置于“钻进”挡的话，则转盘会刚刚“转动”起来（数秒钟），又自动地停止“转动”（因延时报警，自控要起作用）。这显然是不行的。
所以，在加钻压打钻和进行“特殊作业”时，应正确地选择K2的挡位。
为了防止在打钻时误把K2置于“空转”挡（因该挡切除了转盘的自控电路-即不作“干钻”保护了），采用由电阻R8向三极管BG6提供一个基极电流Ib6，这样BG6和BG7（复合）管将会饱和导通，使CW9561等模拟声响电路得电工作，扬声器Y发出声响-请注意：此“空转”挡的声响是用来“提醒”刹把操作人员的，从而避免了K2挡位的误选择。
为了便于理解控制原理，可参见附表。
四、电接点泵压表（12）的结构特点及工作原理：
为了检测出：①泵压为零、泵压很低;②在正常钻进中的泵压下跌太大等隐患来。特别设计了具有：①“最低泵压限定”-手动调定，但最起码值是≥1.5at。即可以根据不同的井深及钻进技术要求来“限（预）定”其“最低”泵压值，以对忘记挂泵、泵上水不良等类似隐患进行监测控制;②“泵压下跌动态”检测-就是自动地限制其下跌值过大，以免造成因循环不良产生井下复杂情况及有关事故（如钻头泥包等）。
1.结构特点：
在图4的A-A剖切面的左边是一只和普通压力表结构几乎一样的“表头”，在“表头”的指针（13）的左侧（面对向表盘时），有一个电接点B′-见图6。要求B′-与指针（13）是绝缘的，而指针（13）本身则是一个触点（利用该针的右侧）E′。
在图4的A-A剖切面的右边就是所谓的“定位电磁铁”总成。它主要由指针兼动铁芯薄片（14）、（有机）玻璃面（15）、静铁芯（16）、线圈（17）、电磁铁的自动晶体管开关（18）、指针（14）的触点D′及F′（19）、扭压弹簧（20）等组成。
指针（14）-图5所示，是用厚约0.5mm的软铁片做成，其芯轴是空心的（用来穿引出各触点的细接线）。
2.工作原理：
在当“定位电磁铁”没有通电时（如：K1未接通或K2在“空转”挡位），指针（14）因受到套在轴上的钮压弹簧（20）的作用，使其离开静铁芯，同时向逆时针方向“回转”。但它具体“回转”到何处为止，是受指针（13）或“最低泵压限定”调节旋钮所阻挡限制的。
然而在气动（电）开关K1（6）被接通、选择开关K2置于“钻进”挡位时，“定位电磁铁”对其动铁芯指针（14）的“定位”与否，就由触点E′和F′的通[即指针（14）被释放]或断[即指针（14）被吸合“定位”]状态去控制晶体（三极）管BG10的开关来决定。其电原理如图6所示。在图6中E（即触点E′）和F（即触点F′）两点被分别接在三极管BG10的发射极（也就是电源的负极）和基极上。
因此，①在泵压上升时，指针（13）将向顺时针方向转动-这样指针（13）上的E′触点将与指针（14）上的F′触点相碰（接通），它们就把BG10管的基极电流给短路掉了，即Ib10＝0，则BG10管变为截止，线圈（17）失电动铁芯指针（14）被释放，并且由指针（13）推（带）动它一起顺转一定的角度。②当泵压下跌时，指针（13）将向“回转”。同时因指针（14）呈释放状态（还未使E′、F′离开之前），它将在扭压弹簧（20）的作用下也产生一个“回转”的趋势。但是却因指针（14）要受到空气的阻尼作用-致使指针（14）在“回转”时要滞后于指针（13）一段时间，故触点E′和F′断开。这时线圈（17）将得电，从而把指针（14）“定位”在刚才的较高泵压值处了（即对“原来”的较高泵压值进行“定位”记忆）。
③正因为指针（14）已对“原来”-即刚才在较高泵压值进行了“定位”记忆，当泵压下跌[相对应的是指针（13）的“回转”角度的大小]到一定值时[注：此下跌值的大小由指针（14）上的D′和F′两触点间的距离来（确）限定]，触点D′和B′相碰接通-这时当其“连续”接通时间达到了“预定”的延时报警，自控时间（数秒钟，且人为可调的）时装置起作用-即发出声响报警和停止转盘的“转动”。
元件选择及制作说明：
一、由于本装置主要是由三极管开关电路及声响放大电路所组成的，因此其元件的选择可按以下原则进行：
1.电阻：所有的电阻其功率选为1/4～1/2W即可以，如金属膜电阻。
2.三极管：除BG4管外，其余的hFE均应≥100，反向耐压：BVCE0≥40V，穿透电流要尽量的小。大功率管BG4要加一片不小于200平方厘米（厚3～4mm）的散热片。
3.二极管：D2、D4两管最好采用正品，其余的参考图2中所注型号。
4.电容器：C1最好采用钽电解电容100μF/10V，而C2可用铝电解电容100μF/10V。
5.电磁阀：DF（7）选用其工作压力P≥12at，介质为空气，通径3～6mm，电压DC12V。特别要说明的是-此阀在关闭时，其输出则是与“通大气（放气）孔”相通的。
6.气动（电）开关K1（6）：可用汽车刹车灯（如小型油压式的）开关代替。
7.电源（10）：可用“6-Q-140”起动用铅酸电瓶。[若使用“自控装置”的钻机上，已（或将要）同时使用了：防止“单吊环起钻”自控装置等保护器的话，则二者可以共用一只12V的电瓶]。
8.其它：选择开关K2可用小型（密封式）单双掷钮子开关，熔断器RD为BLX-1型（5～8A熔芯）。
二、制作说明：
本自控装置采用“负搭铁”的单线制，电磁阀DF（7）。三通接头（5）、气动（电）开关K1（6）和控制电路板（9）等全部安装于司钻操作箱内。另外把指示灯ZD1、ZD2（12V/0.15A）及选择开关K2等固定在操作箱的“面板”上适当位置。
电接点泵压表（12）-使用一只接头被安装（焊接）在立管的原安装泵压表附近处（注意：原来所装的泵压表将要继续使用）。而各触点使用一段多（三或四）芯电缆引到操作箱内的电路板（9）上。
只要各元件的质量能保证，且接线无误，则所装的电路板等不需调试即可给气试运转了。
附表：