防噴器智能控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在石油鉆井及井下修井作業(yè)中，控制井口防噴器組、液動閥及節(jié)流管匯閘閥的控制裝置。具體涉及一種防噴器智能控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井使用的傳統(tǒng)防噴器控制裝置，只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的防噴器開關(guān)，自動化和智能化程度較低。在鉆井生產(chǎn)中，出現(xiàn)險(xiǎn)情需要立刻關(guān)井時(shí)，往往需要司鉆、內(nèi)鉗、場地等多崗位協(xié)作配合，分別操作節(jié)流管匯、控制裝置和井口設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)關(guān)井。關(guān)井過程涉及人員多，動作復(fù)雜，關(guān)井速度慢，而且在高度緊張的情況下容易出現(xiàn)誤操作，存在很大的安全隱患。
針對此種情況，我們設(shè)計(jì)研發(fā)了一種防噴器智能控制裝置，可以實(shí)現(xiàn)對防噴器、液動閥和管匯閘閥的自動控制，大幅提高關(guān)井速度和可靠性，提升井控現(xiàn)場管理水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)研發(fā)一種防噴器智能控制裝置，該裝置集成了節(jié)流管匯控制柜的控制和顯示功能，可根據(jù)鉆井現(xiàn)場防噴器、管匯等井控裝置的實(shí)際安裝情況，建立與實(shí)際情況完全對應(yīng)的智能操作控制界面，可根據(jù)實(shí)際工況，實(shí)現(xiàn)智能關(guān)井，緊急情況下可以實(shí)現(xiàn)一鍵關(guān)井?？朔鲜鲆延屑夹g(shù)存在的缺陷。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明包括同一電路控制系統(tǒng)控制的防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)，防噴器組管路控制系統(tǒng)包括氣控管路和液控管路，氣控管路是氣源通過氣管線與電磁閥和氣動換向閥氣動閥頭串聯(lián)，液控管路是液壓源通過氣動換向閥與防噴器組的各套防噴器并連；節(jié)流管匯控制系統(tǒng)包括自動控制管路和手動控制管路，自控管路是液壓源通過液壓管線與電磁比例換向閥相連，電磁比例換向閥通過液壓管線與節(jié)流管匯的各個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥并連，手動控液壓源通過液壓管線與手動換向閥相連，手動換向閥通過液壓管線與節(jié)流管匯的各個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥并連；防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)的電路控制系統(tǒng)包括觸摸式司鉆控制臺，按鈕式司鉆控制臺或遙控式司鉆控制臺和防爆型PLC控制柜，防爆型PLC控制柜分別通過信號電纜或無線與觸摸式司鉆控制臺、按鈕式司鉆控制臺或遙控式司鉆控制臺、電磁閥和電磁比例換向閥相聯(lián)。
[0005]所述觸摸屏式司鉆控制臺可根據(jù)鉆井實(shí)際情況現(xiàn)場操作人員可預(yù)先編制幾種不同工況下的包括一鍵關(guān)井的關(guān)井程序，并進(jìn)行存儲，突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)，可根據(jù)具體工況調(diào)用選擇關(guān)井程序，并進(jìn)行運(yùn)行確認(rèn)，可自行執(zhí)行關(guān)井程序，實(shí)現(xiàn)智能關(guān)井。
[0006]所述防噴器組由環(huán)形液壓防噴器、單閘板液壓防噴器和雙閘板液壓防噴器組成，或環(huán)形液壓防噴器和雙閘板液壓防噴器組成，或單閘板液壓防噴器和雙閘板液壓防噴器組成。
[0007]所述節(jié)流管匯的控制閥采用液壓控制閥。
[0008]防噴器組的工作原理: 觸摸屏式司鉆控制臺或按鈕式司鉆控制臺發(fā)出指令，防爆型PLC控制箱接受到指令后進(jìn)行判斷，判斷完畢后發(fā)送信號給電磁閥，電磁閥根據(jù)指令換向，將氣源壓力傳給氣動換向閥，打開氣動換向閥，液壓源壓力傳給防噴器組的某個(gè)防噴器液壓閥門進(jìn)行開或關(guān)，完成動作指令后，氣控原件上的傳感器將動作反饋給防爆型PLC控制箱，PLC對信號分析處理后再反饋給觸摸式司鉆控制臺和按鈕式司鉆控制臺，實(shí)現(xiàn)防噴器組的全程指令和狀態(tài)的監(jiān)控。
[0009]本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.根據(jù)鉆井現(xiàn)場建立智能化的井控控制界面功能是由觸摸屏式司鉆控制臺實(shí)現(xiàn)的，可根據(jù)現(xiàn)場井控裝置的具體安裝情況進(jìn)行添加修改，建立控制界面；
2.對節(jié)流管匯控制功能的是在防爆型PLC控制箱上集成了對節(jié)流管匯各閥件控制的硬件系統(tǒng)，通過PLC的控制，實(shí)現(xiàn)對節(jié)流閥的控制和鉆井液良好控制。
[0010]3.智能關(guān)井功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠觸摸屏式司鉆控制臺實(shí)現(xiàn)的。現(xiàn)場操作人員可根據(jù)鉆井實(shí)際情況，預(yù)先編制幾種不同工況下的關(guān)井程序，并進(jìn)行存儲，突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)，可根據(jù)具體工況調(diào)用選擇關(guān)井程序，并進(jìn)行運(yùn)行確認(rèn)，智能控制裝置可自行執(zhí)行關(guān)井程序，實(shí)現(xiàn)智能關(guān)井。
[0011]4.一鍵關(guān)井功能是在突發(fā)險(xiǎn)情無法處理，現(xiàn)場人員需緊急撤離時(shí)，可在觸摸屏式司鉆控制臺預(yù)先設(shè)定好的一鍵關(guān)井功能。具體執(zhí)行是司鉆按下主控按鈕后，PLC發(fā)出指令，通過無線模塊發(fā)送數(shù)據(jù)至無線模塊，通過相應(yīng)電磁信號轉(zhuǎn)換，對相應(yīng)控制對象的控制閥進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉環(huán)形、打開放噴等系列的關(guān)井動作。確保了施工人員的安全。
【附圖說明】
[0012]圖1-防噴器智能控制裝置主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖2-防噴器組示意圖
圖3-按鈕式司鉆控制臺示意圖圖4-節(jié)流管匯示意圖
圖1中1-液壓源、2、4、10、13_液控管線、3-氣動換向閥、
5、7_氣管線、6-電磁閥、8-氣源、9-觸摸屏式司鉆控制臺、
11-手動換向閥、12-電磁比例換向閥、14、16、20_信號電纜、
15-防爆型PLC控制箱、17-按鈕式司鉆控制臺、18-防噴器組、
19-節(jié)流管匯。
[0013]圖2中18-1-環(huán)形防噴器、18-2-雙閘板防噴器、18-3-井口四通。
[0014]圖3中17-1-氣源壓力顯示表、17-2-儲能器壓力顯示表、17_3_匯管壓力顯示表、17-4-環(huán)形壓力顯示表、17-5-環(huán)形防噴器控制按鈕17-6-閘板防噴器控制按鈕、17-7-節(jié)流管匯控制按鈕、17-8-信號電纜接口。
[0015]圖4中19-1-1號節(jié)流閥、19-2-2號節(jié)流閥。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為進(jìn)一步公開本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖作詳細(xì)說明:
本發(fā)明包括同一電路控制系統(tǒng)控制的防噴器組18控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯19控制系統(tǒng)，防噴器組管路控制系統(tǒng)包括氣控管路和液控管路，氣控管路是氣源8通過氣管線7與電磁閥6和氣動換向閥氣動閥頭串聯(lián)，液控管路是液壓源1通過氣動換向閥3與防噴器組18的各套防噴器并連；節(jié)流管匯19控制系統(tǒng)包括自動控制管路和手動控制管路，自控管路是液壓源1通過液壓管線10與電磁比例換向閥12相連，電磁比例換向閥12通過液壓管線13與節(jié)流管匯19的各個(gè)液壓調(diào)節(jié)閥并連，手動控制管路是液壓源1通過液壓管線10與手動換向閥11相連，手動換向閥11通過液壓管線13與節(jié)流管匯19的各個(gè)液壓調(diào)節(jié)閥并連；防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)的電路控制系統(tǒng)包括觸摸式司鉆控制臺9，按鈕式司鉆控制臺17或遙控式司鉆控制臺和防爆型PLC控制柜，防爆型PLC控制柜分別通過信號電纜14、16或無線與觸摸式司鉆控制臺9、按鈕式司鉆控制臺17或遙控式司鉆控制臺、電磁閥6和電磁比例換向閥12相聯(lián)。
[0017]在鉆井的工況中根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行操作控制，如圖3所示，如按環(huán)形防噴器控制按鈕17-5或按閘板防噴器控制按鈕17-6或節(jié)流管匯控制按鈕17-7，等發(fā)出指令后，通過圖1所示的信號電纜16傳遞給防爆型PLC控制箱15，防爆型PLC控制箱15接收到指令后PLC進(jìn)行判斷，判斷完畢后發(fā)送信號給電磁閥6或電磁比例換向閥12，電磁閥6根據(jù)指令進(jìn)行換向，在經(jīng)過氣管線5控制氣動換向閥3動作，液壓油從液壓源1中經(jīng)液控管線2至氣動換向閥3，氣動換向閥3換向時(shí)，液壓油經(jīng)液控管線4控制防噴器組18的圖2所示的環(huán)形防噴器18-1或雙閘板防噴器18-2，完成防噴器組的控制。防噴器組的組合可根據(jù)鉆井現(xiàn)場井控設(shè)備情況進(jìn)行設(shè)定，現(xiàn)以圖2為例，如需關(guān)閉環(huán)形防噴器18-1，可操作圖3中的環(huán)形防噴器控制按鈕5，信號經(jīng)過信號電纜16傳遞給圖1中的防爆型PLC控制箱15，從而控制電磁閥6換向，液壓油經(jīng)過液控管線4進(jìn)入環(huán)形防噴器關(guān)閉腔，控制形防噴器18-1關(guān)閉。
[0018]控制節(jié)流管匯控制，電磁比例換向閥12接收到信號后液壓源1的液壓油經(jīng)液控管線10流入電磁比例換向閥12，再經(jīng)液控管線13控制節(jié)流管匯19的各個(gè)液壓調(diào)節(jié)閥，必要時(shí)也可通過手動換向閥11進(jìn)行手動控制。以圖4的節(jié)流管匯為例，如需調(diào)節(jié)1號節(jié)流閥19-1，操作圖3中的節(jié)流管匯控制按鈕7，信號經(jīng)過圖1中的信號電纜16傳遞給防爆型PLC控制箱15，再通過信號電纜14調(diào)節(jié)電磁比例換向閥12，電磁比例換向閥12控制的液壓油經(jīng)液控管線13流入1號節(jié)流閥19-1，從而調(diào)節(jié)1號節(jié)流閥的開啟度。
[0019]各閥件的動作完成后，防爆型PLC控制箱15自動檢測后經(jīng)信號電纜16傳遞給觸摸屏式司鉆控制臺9和按鈕式司鉆控制臺17，分別顯示在圖3的氣源壓力顯示表17-1、儲能器壓力顯示表17-2、匯管壓力顯示表17-3、環(huán)形壓力顯示表17-4上，完成反饋，給司鉆提供操作界面和操作依據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防噴器智能控制裝置，其特征在于:包括同一電路控制系統(tǒng)控制的防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)，防噴器組管路控制系統(tǒng)包括氣控管路和液控管路，氣控管路是氣源通過氣管線與電磁閥和氣動換向閥氣動閥頭串聯(lián)，液控管路是液壓源通過氣動換向閥與防噴器組的各套防噴器并連；節(jié)流管匯控制系統(tǒng)包括自動控制管路和手動控制管路，自控管路是液壓源通過液壓管線與電磁比例換向閥相連，電磁比例換向閥通過液壓管線與節(jié)流管匯的各個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥并連，手動控液壓源通過液壓管線與手動換向閥相連，手動換向閥通過液壓管線與節(jié)流管匯的各個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥并連；防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)的電路控制系統(tǒng)包括觸摸式司鉆控制臺，按鈕式司鉆控制臺或遙控式司鉆控制臺和防爆型PLC控制柜，防爆型PLC控制柜分別通過信號電纜或無線與觸摸式司鉆控制臺、按鈕式司鉆控制臺或遙控式司鉆控制臺、電磁閥和電磁比例換向閥相聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防噴器智能控制裝置，其特征在于:所述觸摸屏式司鉆控制臺可根據(jù)鉆井實(shí)際情況現(xiàn)場操作人員可預(yù)先編制幾種不同工況下的包括一鍵關(guān)井的關(guān)井程序，并進(jìn)行存儲，突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)，可根據(jù)具體工況調(diào)用選擇關(guān)井程序，并進(jìn)行運(yùn)行確認(rèn)，可自行執(zhí)行關(guān)井程序，實(shí)現(xiàn)智能關(guān)井。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防噴器智能控制裝置，其特征在于:所述防噴器組由環(huán)形液壓防噴器、單閘板液壓防噴器和雙閘板液壓防噴器組成，或環(huán)形液壓防噴器和雙閘板液壓防噴器組成，或單閘板液壓防噴器和雙閘板液壓防噴器組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防噴器智能控制裝置，其特征在于:所述節(jié)流管匯的控制閥采用液壓控制閥。
【專利摘要】一種防噴器智能控制裝置，包括同一電路控制系統(tǒng)控制的防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)，防噴器組管路控制系統(tǒng)包括氣控管路和液控管路；節(jié)流管匯控制系統(tǒng)包括自動控制管路和手動控制管路；防噴器組控制系統(tǒng)和節(jié)流管匯控制系統(tǒng)的電路控制系統(tǒng)包括觸摸式司鉆控制臺，按鈕式司鉆控制臺或遙控式司鉆控制臺和防爆型PLC控制柜，防爆型PLC控制柜分別通過信號電纜或無線與觸摸式司鉆控制臺、按鈕式司鉆控制臺或遙控式司鉆控制臺、電磁閥和電磁比例換向閥相聯(lián)。
【IPC分類】E21B33/03, E21B33/06, E21B34/02
【公開號】CN105370234
【申請?zhí)枴緾N201510921463
【發(fā)明人】巴魯軍, 楊利強(qiáng), 顧洪成, 李超, 繆永飛, 李 杰
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井總公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月14日