專利名稱:無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置屬于油氣井壓力控制 裝置領(lǐng)域,特別是一種油氣井地面防噴器的控制裝置。
背景技術(shù):
石油、地質(zhì)、礦業(yè)等領(lǐng)域的鉆井作業(yè)中,當(dāng)鉆進(jìn)中的液柱壓力低于地層流體壓力 時,有發(fā)生井涌、甚至井噴的危險。為了防止井涌和井噴的發(fā)生,井口的地面需安裝防噴器, 通過防噴器控制裝置控制防噴器的關(guān)閉以防止井涌和井噴。現(xiàn)有地面防噴器控制裝置,一 種由儲能器裝置,氣遙控裝置和氣輔助遙控裝置組成;另一種由儲能器裝置,電遙控裝置和 電輔助遙控裝置組成。按其遙控方式分有兩種1、氣遙控裝置氣遙控裝置與儲能器裝置之間通過氣管纜連接,通過氣管纜中的 氣壓驅(qū)動儲能器裝置上的閥門動作,從而驅(qū)動防噴器動作。其缺點是氣遙控裝置與儲能器 裝置之間通過氣管纜連接,連接管路較為復(fù)雜;同時,通過氣壓遙控,當(dāng)氣管長度為50米其 控制的滯后時間2 3秒(氣管長度越長控制的滯后時間越長);此外,其受環(huán)境溫度的影 響較大,當(dāng)溫度低于零度時,氣管可能因水汽凝結(jié)而堵塞,導(dǎo)致控制失靈。2、電氣遙控裝置電遙控裝置與儲能器裝置之間通過多芯電纜連接,通過電信號 控制儲能器裝置上電磁閥動作,從而驅(qū)動防噴器動作。其缺點是儲能器裝置上各壓力變化 數(shù)值無法記錄,由于使用的是24V DC電源,多芯電纜的長度不能超過200米。現(xiàn)有地面防噴器控制裝置都沒有試壓功能,在鉆井現(xiàn)場使用的防噴器組、節(jié)流控 制管匯、立管、套管等在安裝后都必須進(jìn)行耐壓測試。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處具有試壓臺功能,能進(jìn)行無線控 制、控制滯后時間短、不受環(huán)境溫度影響、安全可靠、操作方便,且能防爆、耐低溫的地面防 噴器控制裝置。本實用新型所采用的技術(shù)方案是本實用新型的地面防噴器控制裝置包括儲能器裝置、電遙控裝置和電輔助遙控裝 置,電遙控裝置和電輔助遙控裝置與電磁閥箱用兩端配多芯防爆插頭連接,在蓄能器裝置 的上設(shè)置一個隔爆型的無線遙控防爆箱,防爆箱上安裝有主機(jī)控制器,主機(jī)控制器從電磁 閥箱上采集數(shù)據(jù),主機(jī)控制器通過多芯電纜連接電磁閥箱,在防爆箱上安裝有無線發(fā)射接 收裝置。電磁閥箱內(nèi)安裝有防爆接近開關(guān)放大器的電信號共7對,顯示防噴器組的開關(guān)狀 態(tài);壓力傳感器4 20mA信號4個,顯示地面防噴器控制裝置上的蓄能器壓力、管匯壓力、 環(huán)形壓力及氣源壓力;報警信號3個,蓄能器壓力報警、氣源壓力報警和油箱液位報警;電 磁閥箱內(nèi)安裝有九個電磁閥的控制線,通過并聯(lián)電路將引入,利用中間繼電器完成對電磁 閥電源接通或斷開的控制,實現(xiàn)防噴器組開關(guān)的控制。[0010]便攜式無線遙控輔助遙控臺上裝有觸摸電腦,輸入輸出模塊,無線發(fā)射接收裝置, 備用蓄電池。便攜式無線遙控輔助遙控臺通過蓄能器裝置上的無線發(fā)射接收裝置實現(xiàn)無線 通信,實現(xiàn)無線遙控的功能。便攜式無線遙控輔助遙控臺連接電源,連接備用蓄電 池。觸摸電腦顯示操控界面,顯示防噴器組上的所有壓力,按下主氣源按鈕,輸入輸出 模塊動作,無線發(fā)射接收裝置發(fā)出信號,接通2位5通電磁閥電源,蓄能器裝置上的無線發(fā) 射接收裝置接收到信號傳給主機(jī)控制器,主機(jī)控制器控制相應(yīng)的中間繼電器接通2位5通 電磁閥的電源,電磁閥工作接通氣源,觸摸屏上需操作防噴器開或關(guān)按鈕,當(dāng)按鈕燈亮?xí)r操 作完成,當(dāng)需要調(diào)整氣馬達(dá)式減壓溢流閥的壓力時,只需按住升或降的按鈕,輸入輸出模塊 動作,無線發(fā)射接收裝置發(fā)出信號接通3位5通電磁閥電源,蓄能器裝置上的無線發(fā)射接收 裝置接收到信號傳給主機(jī)控制器,主機(jī)控制器控制相應(yīng)的中間繼電器接通3位5通電磁閥 的電源,電磁閥工作接通氣源觀察環(huán)形壓力表的讀數(shù),當(dāng)數(shù)顯表的壓力值符合要求時松開 銨鈕即可。便攜式無線遙控電控司鉆臺控制準(zhǔn)確性高,日常維護(hù)人員要求較高,可記錄控制 裝置在鉆井過程的壓力變化(180天),操作簡單、方便,不受環(huán)境溫度的影響。當(dāng)鉆井現(xiàn)場 出現(xiàn)井噴而所有鉆井人員必須撤離井場,只要鉆井人員在撤離時帶上便攜式無線遙控司鉆 臺,到達(dá)安全地點時(可視范圍不超過1000米)仍可對地面防噴器控制裝置進(jìn)行有效控制 (操作防噴器的開或關(guān)),增加了設(shè)備的可靠性,將井噴帶來的損害降到最低。為了保證地 面防噴器控制裝置在斷電時仍能夠正常使用,蓄能器裝置上的無線遙控防爆箱上裝有2塊 12AH的蓄電池,當(dāng)斷電時蓄電池對低壓部分供電(24V),保證遙控部分正常工作不低于2小 時;便攜式無線遙控輔助遙控臺上也配置了 2塊9AH的蓄電池,保證無線遙控電控司鉆臺在 斷外電時正常工作不低于2小時。在蓄能器裝置上設(shè)置有試壓裝置,試壓裝置由氣動液壓泵、超高壓截止閥、單流 閥、溢流閥和彩色記錄儀構(gòu)成,兩個氣動液壓泵通過單流閥串連,氣動液壓泵的輸出口接三 通,三通分別接溢流閥和單流閥,單流閥接氣動液壓泵輸入口,氣動液壓泵輸出口連接單流 閥,單流閥接三通,三通接超高壓截止閥,超高壓截止閥接試壓四通。1 50氣動液壓泵的 吸水口與油箱外的試壓液連接,在1 50氣動液壓泵的輸出口接三通,三通接溢流閥,三通 接單流閥,單流閥接1 200氣動液壓泵輸入口,1 200氣動液壓泵輸出口連接單流閥,單 流閥接三通,三通接爆破片,三通接超高壓截止閥,超高壓截止閥接試壓四通,四通的一路 接壓力表和壓力傳感器,壓力傳感器與彩色記錄儀用電纜連接,四通的二路與超高壓截止 閥連接(試壓完成后泄去壓力),四通的三路與需試壓的閥件連接。本實用新型具有試壓臺功能,能進(jìn)行無線控制,不受環(huán)境溫度影響、安全可靠、操 作方便,且能防爆、耐低溫的地面防噴器控制裝置。
附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是附圖1的俯視示意圖。附圖3是本實用新型的試壓裝置結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4是附圖3的俯視示意圖。附圖5是本實用新型的便攜式無線遙控輔助遙控臺電氣示意圖。附圖6是本實用新型的主機(jī)控制器電氣示意圖。[0020]附圖7是本實用新型的電氣示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。圖中蓄能器裝置1,電遙控裝置和電輔助遙控裝置2,便攜式無線遙控輔助遙控 臺3,電磁閥箱4、1 200氣動液壓泵5,彩色記錄儀6,防爆箱7,主機(jī)控制器8,無線發(fā)射接 收裝置9,觸摸式電腦10,輸入輸出模塊11,無線發(fā)射接收裝置12,不間斷電源13,蓄電池 14,1 50氣動液壓泵15,超高壓截止閥16,超高壓截止閥17,單流閥18,溢流閥19,壓力 傳感器20,爆破片裝置21,壓力表22,常開截止閥23,常閉截止閥24,皮囊式蓄能器B01,組 合開關(guān)B02,報警指示箱B03,油標(biāo)組件04,三位四通轉(zhuǎn)閥06,轉(zhuǎn)閥管07,壓力表箱體09,三 位四通轉(zhuǎn)閥010,氣馬達(dá)調(diào)壓閥016。如附圖1、附圖2所示,本實用新型是包括蓄能器裝置1、電遙控裝置和電輔助遙 控裝置2,便攜式無線遙控輔助遙控臺3,在蓄能器裝置1上設(shè)置有皮囊式蓄能器B01、組合 開關(guān)B02、報警指示箱B03、油標(biāo)組件04、三位四通轉(zhuǎn)閥06、轉(zhuǎn)閥管07、壓力表箱體09、三位 四通轉(zhuǎn)閥010、氣馬達(dá)調(diào)壓閥016,在蓄能器裝置1上設(shè)置有電磁閥箱4,在蓄能器裝置的上 設(shè)置一個隔爆型的無線遙控防爆箱7,防爆箱上安裝有主機(jī)控制器8和無線發(fā)射接收裝置 9,主機(jī)控制器從電磁閥箱上采集數(shù)據(jù),主機(jī)控制器通過多芯電纜連接電磁閥箱,在蓄能器 裝置上增加了一個1 200氣動液壓泵5和彩色記錄儀6,在蓄能器裝置上裝有無線遙控 防爆箱7,使用主機(jī)控制器8負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集(接收接近開關(guān)、壓力傳感器的信號、控制電磁 閥動作),一個無線發(fā)射接收裝置9負(fù)責(zé)發(fā)射接收信號,便攜式無線遙控輔助遙控臺3工作 電壓24VDC,其上安裝了一套觸摸式電腦10,一個輸入輸出模塊11用來處理主機(jī)控制器信 息,一個防爆無線發(fā)射接收裝置12用來接收及發(fā)射信號,不間斷電源13及一組備用蓄電池 14 (斷電時可支持電遙控裝置和電輔助遙控裝置連續(xù)工作2小時以上)為電遙控裝置和電 輔助遙控裝置。便攜式無線遙控輔助遙控臺通過蓄能器裝置上的無線發(fā)射接收裝置實現(xiàn)無 線通信,實現(xiàn)無線遙控的功能。主機(jī)控制器8采用美國國家儀器公司生產(chǎn)的PAC,無線發(fā)射 接收裝置9采用摩莎國際有限公司生產(chǎn)的,IO模塊11采用摩莎國際有限公司生產(chǎn)的,不間 斷電源13采用德國普爾世生產(chǎn)的。如附圖3、附圖4所示,本實用新型在蓄能器裝置上增加了一個1 200氣動液壓泵5和彩色記錄儀6,在蓄能器裝置的1 50氣動液壓泵15上串聯(lián)一個1 200氣動液 壓泵5,截止閥16,截止閥17,單流閥18,溢流閥19,壓力傳感器20,爆破片裝置21,壓力表 22,常開截止閥23,常閉截止閥24。1 50氣動液壓泵的吸水口與油箱外的試壓液連接,在 1 50氣動液壓泵的輸出口接三通,三通接溢流閥,三通接單流閥,單流閥接1 200氣動 液壓泵輸入口,1 200氣動液壓泵輸出口連接單流閥,單流閥接三通,三通接爆破片,三通 接超高壓截止閥,超高壓截止閥接試壓四通,四通的一路接壓力表和壓力傳感器,壓力傳感 器與彩色記錄儀用電纜連接,四通的二路與超高壓截止閥連接(試壓完成后泄去壓力),四 通的三路與需試壓的閥件連接。在進(jìn)行試壓工作時,將常開截止閥關(guān)閉,常閉截止閥打開, 這樣試壓臺在試壓時完全獨立,不影響控制裝置的正常功能。如附圖5、附圖7所示,便攜式無線遙控輔助遙控臺上裝有觸摸電腦10,輸入輸出 模塊11,無線發(fā)射接收裝置12,備用蓄電池。便攜式無線遙控輔助遙控臺通過蓄能器裝置上的無線發(fā)射接收裝置實現(xiàn)無線通信,實現(xiàn)無線遙控的功能,便攜式無線遙控輔助遙控臺 安裝了一套觸摸式電腦,一個輸入輸出模塊用來處理主機(jī)控制器信息,一個防爆無線發(fā)射 接收裝置用來接收及發(fā)射信號,不間斷電源及一組備用蓄電池為電遙控裝置和電輔助遙控 裝置。便攜式無線遙控輔助遙控臺通過蓄能器裝置上的無線發(fā)射接收裝置實現(xiàn)無線通信, 實現(xiàn)無線遙控的功能。便攜式無線遙控輔助遙控臺,接通無線遙控輔助遙控臺電源,觸摸電 腦開機(jī),觸摸屏將會顯示操控界面,顯示防噴器組上的所有壓力(記錄開始),左手按下接 通氣源按鈕,輸入輸出模塊動作,通過無線發(fā)射裝置發(fā)出信號,接通2位5通電磁閥電源,遠(yuǎn) 程控制臺上無線發(fā)射接收裝置接收到信號傳給主機(jī)控制器,主機(jī)控制器控制相應(yīng)的繼電器 接通2位5通電磁閥的電源,電磁閥工作接通氣源,同時右手按住觸摸屏上需操作防噴器開 或關(guān)按鈕,當(dāng)按鈕燈亮?xí)r操作完成,符合API 16D雙手操作的規(guī)定。當(dāng)需要調(diào)整氣馬達(dá)式減 壓溢流閥的壓力時只需按住升或降的按鈕,輸入輸出模塊動作,通過無線發(fā)射裝置發(fā)出信 號,接通3位5通電磁閥電源,遠(yuǎn)程控制臺上無線發(fā)射接收裝置接收到信號傳給主機(jī)控制 器,主機(jī)控制器控制相應(yīng)的繼電器接通3位5通電磁閥的電源,電磁閥工作接通氣源觀察 環(huán)形壓力表的讀數(shù),當(dāng)數(shù)顯表的壓力值符合要求時松開銨鈕即可。便攜式無線遙控輔助遙 控臺控制準(zhǔn)確性高,日常維護(hù)人員要求較高,可記錄控制裝置在鉆井過程的壓力變化(180 天),操作簡單、方便,不受環(huán)境溫度的影響。當(dāng)鉆井現(xiàn)場出現(xiàn)井噴而所有鉆井人員必須撤離 井場,只要鉆井人員在撤離時帶上便攜式無線遙控司鉆臺,到達(dá)安全地點時(可視范圍不 超過1000米)仍可對地面防噴器控制裝置進(jìn)行有效控制(操作防噴器的開或關(guān)),增加了 設(shè)備的可靠性,將井噴帶來的損害降到最低。 如附圖6、附圖7所示,在蓄能器裝置上增加一個無線遙控防爆箱,內(nèi)裝主機(jī)控制 器8,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和控制電磁閥動作,一個無線發(fā)射接收裝置9負(fù)責(zé)發(fā)射接收信號,主 機(jī)控制器通過多芯電纜連接電磁閥箱,在防爆箱上安裝有無線發(fā)射接收裝置,電磁閥箱內(nèi) 安裝有防爆接近開關(guān)放大器的電信號共7對,顯示防噴器組的開關(guān)狀態(tài);壓力傳感器4 20mA信號4個,顯示地面防噴器控制裝置上的蓄能器壓力、管匯壓力、環(huán)形壓力及氣源壓 力;報警信號3個,蓄能器壓力報警、氣源壓力報警和油箱液位報警;電磁閥箱內(nèi)安裝有九 個電磁閥的控制線,通過并聯(lián)電路將引入,利用中間繼電器完成對電磁閥電源接通或斷開 的控制,實現(xiàn)防噴器組開關(guān)的控制。當(dāng)鉆井現(xiàn)場出現(xiàn)井噴而所有鉆井人員必須撤離井場, 只要鉆井人員在撤離時帶上便攜式無線遙控輔助遙控臺,到達(dá)安全地點,可視范圍不超過 1000米都可對蓄能器裝置進(jìn)行有效控制(操作防噴器的開或關(guān)),并能記錄蓄能器裝置上 所有壓力曲線變化,增加了設(shè)備的可靠性;電遙控裝置和電輔助遙控裝置與電磁閥箱用兩 端配多芯防爆插頭連接好。當(dāng)需要防噴器動作時,可任意操作一個電遙控裝置和電輔助遙 控裝置,左手按下接通氣源按鈕,接通2位5通電磁閥的電源,電磁閥工作接通氣源,同時右 手按下所需操作防噴器開或關(guān)的按鈕直到相對應(yīng)的指示燈亮操作完成,API 16D規(guī)定電 遙控裝置和電輔助遙控裝置上操作三位四通轉(zhuǎn)閥或旁通轉(zhuǎn)閥時必須雙手進(jìn)同時進(jìn)行防止 誤操作。當(dāng)需要調(diào)整氣馬達(dá)式減壓溢流閥的壓力時只需按下升或降的按鈕,觀察環(huán)形壓力 表的讀數(shù),當(dāng)數(shù)顯表的壓力值符合要求時松開銨鈕即可。電遙控裝置和電輔助遙控裝置是 點對點的控制,控制準(zhǔn)確性高,日常維護(hù)容易,操作簡單、方便,不受環(huán)境溫度的影響。為了保證地面防噴器控制裝置在斷電時仍能夠正常使用,蓄能器裝置上的無線遙 控控制箱上裝有2塊12AH的蓄電池,當(dāng)斷電時蓄電池對低壓部分供電(24V),保證遙控部分正常工作不低于2小時;便攜式無線遙控電控司鉆臺上也配置了 2塊9AH的蓄電池,保證無線遙控電控司鉆臺在斷外電時正常工作不低于2小時。
權(quán)利要求一種無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置,包括儲能器裝置、電遙控裝置和電輔助遙控裝置,電遙控裝置和電輔助遙控裝置與電磁閥箱用兩端配多芯防爆插頭連接,其特征是在蓄能器裝置的上設(shè)置一個隔爆型的無線遙控防爆箱,防爆箱上安裝有主機(jī)控制器,主機(jī)控制器從電磁閥箱上采集數(shù)據(jù),主機(jī)控制器通過多芯電纜連接電磁閥箱,在防爆箱上安裝有無線發(fā)射接收裝置,在蓄能器裝置上設(shè)置有試壓裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置,其特征是蓄 能器裝置上的無線發(fā)射接收裝置通過便攜式無線遙控輔助遙控臺上的無線發(fā)射接收裝置 實現(xiàn)無線通信,實現(xiàn)無線遙控的功能,便攜式無線遙控輔助遙控臺上裝有觸摸電腦、輸入輸 出模塊、無線發(fā)射接收裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置,其特征是試 壓裝置由氣動液壓泵、超高壓截止閥、單流閥、溢流閥和彩色記錄儀構(gòu)成,兩個氣動液壓泵 通過單流閥串連,氣動液壓泵的輸出口接三通,三通分別接溢流閥和單流閥,單流閥接氣動 液壓泵輸入口,氣動液壓泵輸出口連接單流閥,單流閥接三通,三通接超高壓截止閥,超高 壓截止閥接試壓四通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置,其特征是電 磁閥箱內(nèi)安裝有防爆接近開關(guān)放大器的電信號共7對,壓力傳感器4 20mA信號4個,報 警信號3個,電磁閥箱內(nèi)安裝有九個電磁閥的控制線。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置,其特征是 1 50氣動液壓泵的吸水口與油箱外的試壓液連接,在1 50氣動液壓泵的輸出口接三 通,三通接溢流閥,三通接單流閥,單流閥接1 200氣動液壓泵輸入口,1 200氣動液壓 泵輸出口連接單流閥,單流閥接三通,三通接爆破片,三通接超高壓截止閥,超高壓截止閥 接試壓四通,四通的一路接壓力表和壓力傳感器,壓力傳感器與彩色記錄儀用電纜連接,四 通的二路與超高壓截止閥連接,四通的三路與閥件連接。
專利摘要本實用新型無線遙控及帶高壓試壓功能的防噴器控制裝置屬于油氣井壓力控制裝置領(lǐng)域,包括儲能器裝置、電遙控裝置和電輔助遙控裝置,便攜式無線遙控輔助遙控臺一套,在蓄能器裝置上增加一個隔爆型的無線遙控防爆箱,防爆箱上安裝有主機(jī)控制器及無線發(fā)射接收裝置;在便攜式無線遙控輔助遙控臺上裝有觸摸電腦,輸入輸出模塊,無線發(fā)射接收裝置;在蓄能器裝置上設(shè)置有試壓裝置,試壓裝置由一個1∶50氣動液壓泵和一個1∶200氣動液壓泵串聯(lián)、超高壓截止閥等構(gòu)成。本實用新型具有試壓臺功能,能進(jìn)行無線控制,不受環(huán)境溫度影響、安全可靠、操作方便,且能防爆、耐低溫的地面防噴器控制裝置。
文檔編號E21B34/16GK201588592SQ20092026431
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者何子衛(wèi) 申請人:廣東省廣州石油機(jī)械廠