專利名稱：鉆井水站自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種應用于石油鉆井工程領域中用于對鉆井完鉆后固井用水的 水溫進行控制的裝置，具體的說是涉及一種應用于鉆井水站中的自動控制系統(tǒng)。
技術背景由于鉆井完鉆后，一般都需要進行固井作業(yè)，因此就需要鉆井水站為固井作業(yè)提 供所必需的用水。但在北方地區(qū)，目前普遍遇到的一個問題就是，由于北方冬季溫度較低， 鉆井水站為固井作業(yè)提供所需用水的溫度往往達不到要求。雖然現(xiàn)在為解決這一問題，鉆 井水站已經(jīng)大量采用電熱管對鉆井所需用水進行持續(xù)加熱，但是由于這種模式下溫度不易 控制，往往使電熱管通電時間過長或者是不足，根本無法滿足固井作業(yè)對所需用水的溫度 要求，不但浪費了能源，還嚴重影響了固井質量
實用新型內容
為了解決現(xiàn)有鉆井水站在冬季無法有效保證固井作業(yè)需用水的溫度的問題，本實 用新型提供一種鉆井水站自動控制系統(tǒng)，該種鉆井水站自動控制系統(tǒng)采用對電熱管進行獨 立動態(tài)控制，對水溫實時進行監(jiān)控，避免了水溫的起伏變化，保證了固井用水的溫度，避免 因水的溫度影響固井質量。同時，應用該種鉆井水站自動控制系統(tǒng)，操作簡單，安全性較高， 還能確保能源的高效利用，實現(xiàn)節(jié)能目的，降低操作工人的勞動強度。本實用新型的技術方案是該種鉆井水站自動控制系統(tǒng)，包括儲水罐以及與此儲 水罐連接的管線和電磁閥，其中所述鉆井水站自動控制系統(tǒng)還包括一個帶有DSP控制器的 電控箱、由多個具有單獨供電回路的電熱管構成的電熱管組、一組溫度傳感器以及一組連 接有終端顯示器的控制線；其中，所述若干個溫度傳感器位于儲水罐中的不同深度處，由所 述若干個溫度傳感器引出的溫度信號經(jīng)過信號電纜輸送到所述電控箱中DSP控制器的溫 度信號輸入端；所述多個電熱管的供電回路分別串連接入由所述電控箱中DSP控制器引出 的常閉控制節(jié)點；所述電熱管組位于所述儲水罐中，所述控制線對應連接至所述電控箱的 電控節(jié)點上。此外，所述自動控制系統(tǒng)還可以包括一個水位傳感器，由該水位傳感器輸出的信 號經(jīng)信號電纜傳遞到所述DSP控制器的模擬信號輸入端。本實用新型具有如下有益效果使用本實用新型所述的自動控制系統(tǒng)對鉆井水站 進行控制后，可以根據(jù)預先設定的溫度由電控箱內的DSP控制器來控制儲水箱內對應的電 熱管對儲水進行加熱。當?shù)陀诨蚋哂谠O定溫度時，DSP控制器就會自動投入或減少電熱管 的在用數(shù)量。此外，在此基礎上增加的水位傳感器與DSP控制器結合使用后可以同時根據(jù) 設定的水位高度及當前實際水位、溫度等，通過DSP控制器自動調節(jié)電子閥的閥門開度，進 行進水流量控制。因此，本種自動控制系統(tǒng)能夠及時、安全、順利地保證固井用水的溫度，降 低了電熱管的“干燒”現(xiàn)象，節(jié)約了能源，并且操作方便，使工人的勞動強度被大大降低。


圖1是本實用新型的組成結構示意圖。圖2為本實用新型所涉及的電控箱內DSP控制器與外部電路的的連接示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明由圖1所示，該種鉆井水站自動控制系統(tǒng)，包括儲水罐以及與此儲水罐連接的管 線和電子閥，此外，所述鉆井水站自動控制系統(tǒng)還包括一個帶有DSP控制器的電控箱、由多 個具有單獨供電回路的電熱管構成的電熱管組、一組溫度傳感器以及一組連接有終端顯示 器的控制線；其中，所述若干個溫度傳感器位于儲水罐中的不同深度處，由所述若干個溫度 傳感器引出的溫度信號經(jīng)過信號電纜輸送到所述電控箱中DSP控制器的溫度信號輸入端； 所述多個電熱管的供電回路分別串連接入由所述電控箱中DSP控制器引出的常閉控制節(jié) 點；所述電熱管組位于所述儲水罐中，所述控制線對應連接至所述電控箱的電控節(jié)點上。在 這里，所說的DSP控制器，其全稱為digital singnalprocessor，是一種獨特的微處理器， 是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數(shù)字信 號，再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字數(shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù) 或實際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數(shù)以千萬條復雜指 令程序。在本實用新型中可以選用TI公司的C2000系列DSP控制器，基于TMS3202407/2812 軟件進行編程。圖2所示為DSP控制器與外部電路的連接示意圖。目前，本實用新型已經(jīng) 通過了實驗來驗證其具有的實用性。詳情如下鉆井水站自動控制系統(tǒng)于2009年3月到2009年5月在大慶鉆井二公司鉆前分公 司采油二廠水站進行了試運行，室外溫度_4°C，儲水箱水溫10°C，設定儲水箱溫度上限為 70°C，下限為50°C，將儲水箱內的16組電熱管全部投入工作狀態(tài)。使用本實用新型所述的自動控制系統(tǒng)對鉆井水站進行控制后，可以根據(jù)預先設定 的溫度由電控箱內的DSP控制器來控制儲水箱內對應的電熱管對儲水進行加熱。當?shù)陀诨?高于設定溫度時，DSP控制器就會自動投入或減少電熱管的在用數(shù)量。結果14小時后儲水箱內水溫達到70°C，16組電熱管全部自動轉換為斷開狀態(tài)。 儲水箱水溫降低后，電熱管每次自動啟動兩組進行加熱和保溫。此外，所述自動控制系統(tǒng)還可以包括一個水位傳感器，由該水位傳感器輸出的信 號經(jīng)信號電纜傳遞到所述DSP控制器的模擬信號輸入端。進行這樣的優(yōu)化設計后，可以同 時根據(jù)設定的水位高度及當前實際水位、溫度等，通過DSP控制器自動調節(jié)電子閥的閥門 開度，進行進水流量控制。綜上所述，本種自動控制系統(tǒng)能夠及時、安全、順利地保證固井用水的溫度，降低 了電熱管的“干燒”現(xiàn)象，節(jié)約了能源，并且操作方便，使工人的勞動強度被大大降低。
權利要求一種鉆井水站自動控制系統(tǒng)，包括儲水罐以及與此儲水罐連接的管線和電磁閥，其特征在于所述鉆井水站自動控制系統(tǒng)還包括一個帶有DSP控制器的電控箱、由多個具有單獨供電回路的電熱管構成的電熱管組、一組溫度傳感器以及一組連接有終端顯示器的控制線；其中，所述若干個溫度傳感器位于儲水罐中的不同深度處，由所述若干個溫度傳感器引出的溫度信號經(jīng)過信號電纜輸送到所述電控箱中DSP控制器的溫度信號輸入端；所述多個電熱管的供電回路分別串連接入由所述電控箱中DSP控制器引出的常閉控制節(jié)點；所述電熱管組位于所述儲水罐中，所述控制線對應連接至所述電控箱的電控節(jié)點上。
2.根據(jù)權利要求1所述的鉆井水站自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述自動控制系統(tǒng)還 包括一個水位傳感器，由該水位傳感器輸出的信號經(jīng)信號電纜傳遞到所述DSP控制器的模 擬信號輸入端。
專利摘要一種鉆井水站自動控制系統(tǒng)。主要解決現(xiàn)有鉆井水站在冬季無法有效保證固井作業(yè)需用水的溫度的問題。其特征在于所述系統(tǒng)還包括一個帶有DSP控制器的電控箱、由多個具有單獨供電回路的電熱管構成的電熱管組、一組溫度傳感器以及一組連接有終端顯示器的控制線；所述溫度傳感器位于儲水罐中的不同深度處，由所述若干個溫度傳感器引出的溫度信號經(jīng)過信號電纜輸送到所述電控箱中DSP控制器的溫度信號輸入端；所述多個電熱管的供電回路分別串連接入由所述電控箱中DSP控制器引出的常閉控制節(jié)點；所述電熱管組位于所述儲水罐中，所述控制線對應連接至所述電控箱的電控節(jié)點上。具有能夠保證固井用水溫度、節(jié)約能源以及操作方便的特點。
文檔編號E21B44/00GK201606051SQ20092024450
公開日2010年10月13日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權日2009年12月25日
發(fā)明者于繼奎, 伊興剛, 楊志權, 王喜濱, 王嘉 申請人:大慶石油管理局