一種用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)，包括壓力傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、PLC、HMI監(jiān)控系統(tǒng)和傳動(dòng)控制模塊，壓力傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至PLC，PLC接收信號(hào)后進(jìn)行處理，控制傳動(dòng)控制模塊的工作狀態(tài)，啟動(dòng)報(bào)警器；HMI監(jiān)控系統(tǒng)與PLC連接。本系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)立管內(nèi)的壓力，HMI監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置不同的參數(shù)，當(dāng)管壓到達(dá)一定范圍后，PLC將會(huì)控制傳動(dòng)控制模塊，調(diào)整管壓，保護(hù)高壓泵設(shè)備，防止系統(tǒng)泵壓過(guò)高對(duì)井段、高壓設(shè)備的損壞，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，便于井隊(duì)人員發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)對(duì)其維修處理解決隱患。
【專利說(shuō)明】一種用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉆井過(guò)程中對(duì)鉆井液壓力實(shí)時(shí)監(jiān)控并保護(hù)的一種系統(tǒng)，即通過(guò)控制鉆井液動(dòng)力設(shè)備泥漿泵的運(yùn)行來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控、保護(hù)系統(tǒng)泵壓，具體涉及到一種用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]立管壓力在鉆井過(guò)程中起著非常重要的作用，它反映的是鉆井過(guò)程中，鉆井液對(duì)井壁、鉆具、鉆頭、管匯的壓力，又稱系統(tǒng)泵壓。整個(gè)泵壓系統(tǒng)由高泵壓高排量泥漿泵組運(yùn)轉(zhuǎn)吸取吸入罐內(nèi)的鉆井液，通過(guò)高壓管匯注入到鉆具之中，然后再由鉆頭處壓出，由鉆具外返回，經(jīng)過(guò)一系列除沙、除泥、除氣等措施又注入吸入罐而循環(huán)的過(guò)程。鉆井過(guò)程對(duì)泵壓的要求非常嚴(yán)格，若壓力過(guò)高，則有可能造成非常嚴(yán)重的后果，如井底事故、高壓管線刺漏、空氣包炸裂等。本實(shí)用新型就提前預(yù)防并避免了鉆井過(guò)程中可能出現(xiàn)的高泵壓情況，有效的保護(hù)了井下、設(shè)備及人身因高泵壓危害而造成的安全。
[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提出了一種新的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)︺@機(jī)立管內(nèi)的壓力進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而控制泵壓，避免發(fā)生危險(xiǎn)的系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:提供一種用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)，包括壓力傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、PLC、HMI監(jiān)控系統(tǒng)和傳動(dòng)控制模塊，壓力傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至PLC，PLC接收信號(hào)后進(jìn)行處理，控制傳動(dòng)控制模塊的工作狀態(tài)；HMI監(jiān)控系統(tǒng)與PLC連接，HMI監(jiān)控系統(tǒng)包括顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
[0006]優(yōu)選的，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為模擬量輸入模塊。
[0007]優(yōu)選的，所述傳動(dòng)控制模塊為直流調(diào)速系統(tǒng)。
[0008]綜上所述，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、本實(shí)用新型原理簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，成本低，調(diào)試、維護(hù)方便，效率高，性能穩(wěn)定；
[0010]2、通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)立管內(nèi)的壓力，HMI監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置不同的參數(shù)，當(dāng)管壓到達(dá)一定范圍后，PLC將會(huì)控制傳動(dòng)控制模塊，調(diào)整管壓，保護(hù)高壓泵設(shè)備，防止系統(tǒng)泵壓過(guò)高對(duì)井段、高壓設(shè)備的損壞，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，便于井隊(duì)人員發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)對(duì)其維修處理解決隱患。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)，包括壓力傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、PLC、HMI監(jiān)控系統(tǒng)和傳動(dòng)控制模塊，壓力傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至PLC，PLC接收信號(hào)后進(jìn)行處理，控制傳動(dòng)控制模塊的工作狀態(tài)，啟動(dòng)報(bào)警器監(jiān)控系統(tǒng)與PLC連接，HMI監(jiān)控系統(tǒng)包括顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。其中，信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為模擬量輸入模塊，傳動(dòng)控制模塊為直流調(diào)速系統(tǒng)。
[0014]本實(shí)用新型的原理在于，司鉆根據(jù)鉆井技術(shù)的設(shè)計(jì)，在HMI監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)輸入單元設(shè)置立管壓力一級(jí)、二級(jí)保護(hù)設(shè)定值。該設(shè)定值存儲(chǔ)在HMI監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)器上，HMI監(jiān)控系統(tǒng)將該信號(hào)通過(guò)通訊接口與PLC連接，實(shí)現(xiàn)信息傳遞。壓力傳感器實(shí)時(shí)采集鉆臺(tái)高壓管匯中的鉆井液壓力，采集的信號(hào)在經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后，送入PLC控制系統(tǒng)并判斷采集的壓力大小是否達(dá)到設(shè)定保護(hù)值，如果立管壓力達(dá)到鉆井要求最高壓力的第一保護(hù)設(shè)定值，PLC控制系統(tǒng)便輸出報(bào)警信號(hào)，提醒司鉆及其工作人員，系統(tǒng)泵壓已經(jīng)達(dá)到一級(jí)高泵壓保護(hù)，同時(shí)司鉆不能繼續(xù)提高泥漿泵的泵沖；如果立管壓力繼續(xù)上升，達(dá)到電司鉆設(shè)定的第二保護(hù)設(shè)定值，PLC控制系統(tǒng)便通過(guò)傳動(dòng)控制模塊控制泥漿泵組泵沖平滑回零，并停止泥漿泵。同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，最終達(dá)到保護(hù)泥漿泵組及其高壓管匯、井下設(shè)備的目的。
[0015]雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對(duì)本專利的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可作出的各種修改和變形仍屬本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)，其特征在于:包括壓力傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、PLC、HMI監(jiān)控系統(tǒng)和傳動(dòng)控制模塊，壓力傳感器的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將信號(hào)轉(zhuǎn)換后，發(fā)送至PLC，PLC接收信號(hào)后進(jìn)行處理，控制傳動(dòng)控制模塊的工作狀態(tài)，啟動(dòng)報(bào)警器；HMI監(jiān)控系統(tǒng)與PLC連接，HMI監(jiān)控系統(tǒng)包括顯示單元、輸入單元、通訊接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為模擬量輸入模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的用于石油鉆機(jī)立管壓力保護(hù)的系統(tǒng)，其特征在于:所述傳動(dòng)控制模塊為直流調(diào)速系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】E21B21/08GK204082055SQ201320752997
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】劉育生, 陳克利, 馬鑫, 張瑾 申請(qǐng)人:四川中曼電氣工程技術(shù)有限公司, 中曼石油天然氣集團(tuán)有限公司