專利名稱:一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，包括井口安全控制盤、RTU一體化控制柜、氮?dú)馄?、以及太陽能供電系統(tǒng)，其特征在于：控制柜內(nèi)部設(shè)置有地面安全閥以及井口安全閥控制手柄；在一級(jí)節(jié)流后設(shè)置高壓檢測點(diǎn)導(dǎo)閥 1 個(gè)，該高壓導(dǎo)閥通過高壓導(dǎo)閥回路與控制柜內(nèi)部電路電連接；在二級(jí)節(jié)流后同一取樣檢測點(diǎn)上組合串聯(lián)安裝高、低壓導(dǎo)閥，保證系統(tǒng)在超壓或欠壓工況自動(dòng)關(guān)閉地面安全閥；控制柜內(nèi)部設(shè)置遠(yuǎn)控電磁閥,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)斷地面安全閥；控制柜內(nèi)部還設(shè)置有快速泄放閥。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：控制柜內(nèi)部的氣自動(dòng)化系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、液壓流體控制系統(tǒng)、HMI人機(jī)界面高度集成一體化，降低能耗。
【專利說明】一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]井口安全控制系統(tǒng)用于石油或天然氣開發(fā)過程中井口安全檢測，當(dāng)井口發(fā)生異常情況時(shí)，此裝置可以提供可靠的井口安全操作。井口安全系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式有多種，如氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)、氣液聯(lián)動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)、氣液混合等，其工作方式和控制模式是根據(jù)用戶的需求及現(xiàn)場條件來決定的。
[0003]現(xiàn)有的技術(shù)中，井口安全控制系統(tǒng)趨向于低集成，且控制模塊功耗大等缺點(diǎn)。對于地處偏遠(yuǎn)地區(qū)來說，主要是太陽能供電，故系統(tǒng)的功耗大小也成為了工業(yè)控制中的待與改進(jìn)焦點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種操作方便，安裝便捷，高集成度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，氣驅(qū)液控制，耐高溫，防沙以及低功耗節(jié)能的井口安全系統(tǒng)。本實(shí)用新型為了達(dá)到上述目的，采取的技術(shù)方案是:包括井口安全控制盤、RTU—體化控制柜、氮?dú)馄?、以及太陽能供電系統(tǒng)，其特征在于:控制柜內(nèi)部設(shè)置有地面安全閥以及井口安全閥控制手柄；在一級(jí)節(jié)流后設(shè)置高壓檢測點(diǎn)導(dǎo)閥I個(gè)，該高壓導(dǎo)閥通過高壓導(dǎo)閥回路與控制柜內(nèi)部電路電連接；在二級(jí)節(jié)流后同一取樣檢測點(diǎn)上組合串聯(lián)安裝高、低壓導(dǎo)閥，保證系統(tǒng)在超壓或欠壓工況自動(dòng)關(guān)閉地面安全閥；控制柜內(nèi)部設(shè)置遠(yuǎn)控電磁閥，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)斷地面安全閥；控制柜內(nèi)部還設(shè)置有快速泄放閥；控制柜內(nèi)部還設(shè)置有閥位指示和手輪開啟機(jī)構(gòu)，并成套安裝在膜片式氣動(dòng)執(zhí)行器上。
[0005]所述的氮?dú)馄颗c控制管管路連接，為地上安全閥的開啟閉合提供動(dòng)力源。
[0006]所述的RTU—體化控制柜與隔熱房是分離的；柜體的三面設(shè)置有百葉窗，且窗口向下設(shè)置，該控制柜頂部設(shè)置有微孔。
[0007]所述的RTU —體化控制柜采用304SS材料，控制柜的防護(hù)等級(jí)為IP65。
[0008]所述的隔熱房采用304SS材料。
[0009]RTU 一體化控制柜的控制模塊采用的是可在線檢測及支持熱插拔更換的RTU控制模塊、SPD模塊。
[0010]RTU 一體化控制柜采用雙組冗余蓄電池組結(jié)構(gòu)，該蓄電池組與太陽能面板連接，太陽能面板為蓄電池組提供持續(xù)電力。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:太陽能面板為控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供持續(xù)的動(dòng)力?？刂乒駜?nèi)部的氣自動(dòng)化系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、液壓流體控制系統(tǒng)、HMI人機(jī)界面高度集成一體化，降低能耗。電氣控制系統(tǒng)功耗降低。耐高溫的柜體設(shè)計(jì)，以及通風(fēng)防沙設(shè)計(jì)，擴(kuò)大了安全系統(tǒng)的使用范圍。在控制模塊上采用了電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的在線檢測及在線更換設(shè)計(jì)，便于后期的維修與檢測，降低了人力成本。

【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)布圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]本實(shí)用新型包括包括井口安全控制盤、RTU—體化控制柜1、氮?dú)馄?、以及太陽能供電系統(tǒng)，可適用于無人值守的井站。
[0014]系統(tǒng)設(shè)有地面安全閥和井下安全閥的控制手柄，該控制手柄設(shè)置在RTU —體化控制柜。通過井口安全控制盤，可以方便的找到該手柄。該手柄用于順序?qū)崿F(xiàn)閥門的啟閉。開閥順序:先開井下安全閥-再開地面安全閥4 ;關(guān)閥順序:先關(guān)地面安全閥-再關(guān)井下安全閥。井上安全閥的打開主要由氮?dú)馄刻峁﹦?dòng)力源。氮?dú)馄客ㄟ^管路與控制柜連接。
[0015]井下安全閥驅(qū)動(dòng)液壓控制回路由一個(gè)帶手動(dòng)功能的氣動(dòng)泵產(chǎn)生，最大壓力可達(dá)1000psi的壓力，井下安全閥的關(guān)閉時(shí)間可通流量控制閥設(shè)定，時(shí)間30?120秒可調(diào)，確保井下安全閥在無介質(zhì)流動(dòng)的狀況下關(guān)閉以延長壽命。
[0016]在一級(jí)節(jié)流后設(shè)置高壓檢測點(diǎn)導(dǎo)閥I個(gè)，在二級(jí)節(jié)流后同一取樣檢測點(diǎn)上組合串聯(lián)安裝高、低壓導(dǎo)閥6，7，保證系統(tǒng)在超壓或欠壓工況自動(dòng)關(guān)閉地面安全閥；系統(tǒng)設(shè)置遠(yuǎn)控電磁閥，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)斷地面安全閥。
[0017]設(shè)置易熔塞5實(shí)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)自動(dòng)保護(hù)。
[0018]為保證井安系統(tǒng)更短的關(guān)閉動(dòng)作時(shí)間，采用了較大Cv值的快速泄放閥，可以使閥門在緊急情況下將氣體快速排放，其快速關(guān)斷時(shí)間為8~15S內(nèi)可調(diào)，從而達(dá)到快速關(guān)閥的目的。
[0019]系統(tǒng)設(shè)置了閥位指示和手輪開啟機(jī)構(gòu)，并成套安裝在膜片式氣動(dòng)執(zhí)行器上。有效遠(yuǎn)傳地面安全閥的開關(guān)狀態(tài)，并保證任何時(shí)間對閥門手動(dòng)操作的安全和快捷。系統(tǒng)中的快速泄壓閥，可以使閥門在緊急情況下將氣體快速排放，其快速關(guān)斷時(shí)間為8~15S內(nèi)可調(diào)，從而達(dá)到快速關(guān)閥的目的。
[0020]系統(tǒng)采用氣驅(qū)液控制系統(tǒng)方式(地面安全閥為氣動(dòng)，井下安全閥為液動(dòng))，用氮?dú)庾鳛轵?qū)動(dòng)源，使控制回路更加簡單化，故障率更低，維修更方便等，且其適用于各種條件下的環(huán)境。
[0021]系統(tǒng)的手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、導(dǎo)閥、控制柜、RTU柜等都有防沙設(shè)計(jì)，可適用于沙漠地區(qū)，也可作為呼吸孔使用，從而使設(shè)備有更高的可靠性。
[0022]系統(tǒng)具有耐高溫設(shè)計(jì)，其控制柜內(nèi)部與外部隔熱房是分開的，形成一個(gè)隔熱系統(tǒng)。隔熱房采用304SS材料，具有遮陽散熱作用，其頂部的太陽能板也可以起到遮陽的目的。
[0023]柜體三面開有百葉窗，窗口向下，通風(fēng)透氣，隔熱效果良好，且雨水不易進(jìn)入?？刂乒癫捎?04SS材料，控制柜的防護(hù)等級(jí)為IP65，在頂部開有微孔，利用比重和熱脹冷縮的原理，保證蓄電池逸出的氫氣不會(huì)在柜內(nèi)聚集。
[0024]系統(tǒng)采用低功耗設(shè)計(jì)特點(diǎn)，其低功耗的設(shè)計(jì)包括了控制方式、RTU、1模塊及電磁閥的選型，因主要是太陽能供電，故功耗的大小對系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。本系統(tǒng)采用24V太陽能供電裝置，RTU及其10、Al、RTD模塊的功耗總共低至9W ;其模擬量輸入、數(shù)字量輸入輸出和電磁閥的功耗總低至15.144W ;在陰雨天氣，其所配置的蓄電池可連續(xù)工作7天。
[0025]系統(tǒng)采用可在線檢測及支持熱插拔更換的RTU控制模塊、SPD模塊及雙組冗余蓄電池組設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)主要部件的在線檢測及更換功能，可以不影響設(shè)備其他正常功能而排除故障。最小化設(shè)備檢修耗時(shí)及對井口停產(chǎn)的效益影響。
【權(quán)利要求】
1.一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，包括井口安全控制盤、RTU 一體化控制柜、氮?dú)馄?、以及太陽能供電系統(tǒng)，其特征在于:控制柜內(nèi)部設(shè)置有地面安全閥以及井口安全閥控制手柄；在一級(jí)節(jié)流后設(shè)置高壓檢測點(diǎn)導(dǎo)閥I個(gè)，該高壓導(dǎo)閥通過高壓導(dǎo)閥回路與控制柜內(nèi)部電路電連接；在二級(jí)節(jié)流后同一取樣檢測點(diǎn)上組合串聯(lián)安裝高、低壓導(dǎo)閥，保證系統(tǒng)在超壓或欠壓工況自動(dòng)關(guān)閉地面安全閥；控制柜內(nèi)部設(shè)置遠(yuǎn)控電磁閥，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)斷地面安全閥；控制柜內(nèi)部還設(shè)置有快速泄放閥；控制柜內(nèi)部還設(shè)置有閥位指示和手輪開啟機(jī)構(gòu)，并成套安裝在膜片式氣動(dòng)執(zhí)行器上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，其特征在于:所述的氮?dú)馄颗c控制管管路連接，為地上安全閥的開啟閉合提供動(dòng)力源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，其特征在于:所述的RTU —體化控制柜與隔熱房是分離的；柜體的三面設(shè)置有百葉窗，且窗口向下設(shè)置，該控制柜頂部設(shè)置有微孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，其特征在于:所述的RTU —體化控制柜采用304SS材料，控制柜的防護(hù)等級(jí)為IP65。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，其特征在于:所述的隔熱房采用304SS材料。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，其特征在于:RTU一體化控制柜的控制模塊采用的是可在線檢測及支持熱插拔更換的RTU控制模塊、SPD模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高集成低功耗寬溫井口安全系統(tǒng)，其特征在于:RTU—體化控制柜采用雙組冗余蓄電池組結(jié)構(gòu)，該蓄電池組與太陽能面板連接，太陽能面板為蓄電池組提供持續(xù)電力。
【文檔編號(hào)】E21B44-00GK204267015SQ201420685629
【發(fā)明者】賀洪波, 楊成杰 [申請人]成都中寰流體控制設(shè)備有限公司