專利名稱：電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油氣井控設(shè)備，特別涉及一種電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在石油地質(zhì)勘探的井控過程中，通常使用司鉆控制臺來對遠程控制臺進行遠程遙控，以達到迅速控制液壓防噴器關(guān)閉井口、實施井控作業(yè)的目的。在內(nèi)陸鉆井過程中，大部分司鉆控制臺使用壓縮空氣為控制介質(zhì)。當冬季氣溫很低時，由于壓縮空氣中含有水分，壓力變送器的進氣口處極易產(chǎn)生凍堵現(xiàn)象，從而使司鉆控制臺的壓力表產(chǎn)生較大誤差或無顯示。另外，司鉆在司鉆控制臺上操作相應(yīng)的氣閥后，空氣要經(jīng)過50多米的管纜才能傳遞到遠程控制臺的相應(yīng)氣缸使其完成控制動作，這一過程一般需要3 8秒，而一旦管纜中的氣流被阻擋，甚至管纜凍堵，控制氣缸將延遲動作或無動作。如果氣管束發(fā)生破裂或竄氣，更會導(dǎo)致操作無效或誤操作。再者，司鉆控制臺的體積較大、分量較重，空氣管纜一般是由聚氯乙烯制造而成，在野外風吹日曬環(huán)境下使用壽命只有三到四年。隨著電動鉆機的使用，司鉆的各種操作都在司鉆操作室內(nèi)完成，但防噴器司鉆控制臺仍在室外，一旦發(fā)生異常，處理起來會很不方便。液動壓井節(jié)流管匯控制箱是液動節(jié)流管匯上的控制裝置，它可以遠程控制液動節(jié)流閥的開啟和關(guān)閉，并在控制箱上顯示出立管壓力、套管壓力及液動節(jié)流閥的閥位，由此來維持井底壓力，是控制井涌、井噴以及實施油氣井壓力控制技術(shù)所必需的設(shè)備。它主要由氣動液壓油泵、氣動控制閥、氣動壓力變送器、氣傳動儀表、液壓管線等組成。由于該系統(tǒng)也是使用壓縮空氣作為介質(zhì)，因此同樣存在冬季使用過程中管路凍堵的現(xiàn)象，表現(xiàn)為油泵啟動困難或打壓速度慢；液動壓井節(jié)流管匯控制箱上儀表顯示數(shù)據(jù)失真，造成井控過程的失誤； 節(jié)流管匯控制箱的體積大、分量重、安裝繁瑣、不能安裝在司鉆控制室內(nèi)，一旦發(fā)生井下異常，需要指定的井架工來操作。凍堵現(xiàn)象一般發(fā)生在各種接頭的位置，解決的方法一般是拆開氣接頭通過人工加熱的方式來消除冰凌。如果氣管束中間部位破裂、竄氣、凍堵，就只能更換氣管束。一旦鉆井現(xiàn)場出現(xiàn)上述問題，后勤保障單位需派出車輛、技術(shù)人員赴現(xiàn)場維修解決，造成設(shè)備運營成本大幅增加。另外，使用物理方法去除接頭部位的冰凌，工作效率太低，且去除冰凌后很短的時間內(nèi)又會產(chǎn)生新的冰凌，不能從根本上解決問題。假如在處理司鉆控制臺氣接頭上冰凌的過程中有井涌苗頭出現(xiàn)，則無法使用司鉆控制臺對液壓防噴器進行有效的控制?；蛘弋敩F(xiàn)場需要使用液動壓井節(jié)流管匯控制箱，而此時控制箱內(nèi)的氣動油泵因凍堵打壓不利或儀表顯示不正確等都會造成判斷及操作失誤，從而對有效實施井控作業(yè)產(chǎn)生不良影響。綜上所述，在石油地質(zhì)勘探的井控過程中，需要一種能夠徹底解決空氣管纜冬季凍堵問題的解決方案，在解決凍堵問題的同時，最好把司鉆控制臺和液動壓井節(jié)流管匯控制箱的功能合并，這樣就可以減少人員的使用，同時提高井控作業(yè)的效率。
發(fā)明內(nèi)容[0006]本實用新型的目的在于提供一種能夠避免在冬季使用過程中的凍堵問題，并能夠?qū)⑺俱@控制臺和液動壓井節(jié)流管匯控制箱集成為一體的電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下一種電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，包括司鉆控制臺、遠程控制臺以及設(shè)置在節(jié)流管匯上的電子尺盒和液動節(jié)流閥控制油缸，司鉆控制臺上設(shè)置有顯示面板以及控制面板。 遠程控制臺包括轉(zhuǎn)換箱、控制氣缸、液壓換向閥以及液壓減壓及電磁閥組；轉(zhuǎn)換箱上設(shè)置有壓力變送器、電磁氣閥以及進氣管；電子尺盒上設(shè)置有壓力變送器和液動閥位移變送器； 司鉆控制臺通過第一信號電纜與電子尺盒相連接；司鉆控制臺通過第二信號電纜與轉(zhuǎn)換箱相連接；電磁氣閥與控制氣缸通過氣壓管線控制連接；控制氣缸與液壓換向閥通過液壓油路控制連接；液壓換向閥通過液壓油路與封井器控制連接；轉(zhuǎn)換箱與液壓減壓及電磁閥組相連接；液壓減壓及電磁閥組與液動節(jié)流閥控制油缸通過液壓油路控制連接。當井控操作人員需要控制封油器的開、關(guān)時，通過司鉆控制臺上的控制面板發(fā)出控制信號，該控制信號經(jīng)由第二信號電纜傳遞到遠程控制臺的轉(zhuǎn)換箱中。轉(zhuǎn)換箱接收到控制信號后，設(shè)置在轉(zhuǎn)換箱上的電磁氣閥會根據(jù)信號指令的內(nèi)容做出相應(yīng)的動作，從而通過氣壓管線使控制氣缸產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮。控制氣缸的伸縮通過液壓油路進一步控制著液壓換向閥變換其開、關(guān)位置，進而通過液壓油路實現(xiàn)封井器的開、關(guān)動作。當操作人員需要控制節(jié)流管匯上液動節(jié)流閥的開閉時，同樣是通過司鉆控制臺上的控制面板發(fā)出相應(yīng)的控制信號，該控制信號經(jīng)由第二信號電纜傳遞到遠程控制臺的轉(zhuǎn)換箱中。轉(zhuǎn)換箱接收到控制信號后，控制液壓減壓及電磁閥組中的三位四通電磁液閥發(fā)出開關(guān)動作指令，經(jīng)過液壓油路使液動節(jié)流閥控制油缸產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮，從而實現(xiàn)液動節(jié)流閥的開啟、關(guān)閉。在這一過程中，用于控制液動節(jié)流閥的動力來自于遠程控制臺內(nèi)高壓匯管壓力經(jīng)過液壓減壓及電磁閥組中的減壓閥減壓后的能量。轉(zhuǎn)換箱中的壓力變送器可以將儲能器壓力、匯管壓力、環(huán)封壓力、氣源壓力信息轉(zhuǎn)換為電信號，通過第二信號電纜傳輸?shù)剿俱@控制臺上，進而通過設(shè)置在司鉆控制臺上的顯示面板顯示出來。類似地，設(shè)置在電子尺盒上的壓力變送器和液動閥位移變送器可以將立管壓力、套管壓力以及液動節(jié)流閥的開啟程度分別轉(zhuǎn)換為電信號，通過第一信號電纜傳輸?shù)剿俱@控制臺上，進而通過設(shè)置在司鉆控制臺上的顯示面板顯示出來，為操作人員的判斷和操作提供參考依據(jù)。優(yōu)選地，第一信號電纜為5芯信號電纜，第二信號電纜為32芯信號電纜。作為對上述技術(shù)方案的一種改進，與轉(zhuǎn)換箱相連接的進氣管上設(shè)置有空氣干燥器。電磁氣閥及控制汽缸的動作需要一定量的壓縮空氣，在壓縮空氣的進氣管上設(shè)置空氣干燥器，可以過濾掉壓縮空氣中的水分，進一步避免了凍堵現(xiàn)象的發(fā)生。作為對上述技術(shù)方案的另外一種改進，遠程控制臺上設(shè)置有整流不間斷電源，該整流不間斷電源通過電線與轉(zhuǎn)換箱連接。整流不間斷電源可以為整個系統(tǒng)提供電力，使得系統(tǒng)在斷電的情況下也能夠自主維持工作，進一步保證了系統(tǒng)的可靠性。采用本實用新型的電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，將司鉆控制臺和液動壓井節(jié)流管匯控制箱集成為一體，將原來需要兩人操作的工作改為一人操作，提高了設(shè)備的集成度，降低了運營成本。同時，司鉆控制臺與遠程控制臺之間的壓力信號、狀態(tài)信號和控制指令等均通過電纜傳輸，在避免凍堵現(xiàn)象的同時提高了傳輸?shù)乃俣?，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性和靈敏性。另外，控制液動節(jié)流閥的動力取自遠程控制臺，省去了原有液動壓井節(jié)流控制箱的氣動液壓油泵、液壓儲能器、液壓控制換向閥等液壓源系統(tǒng)，使得設(shè)備的總體積大大減小，可以安裝在司鉆操作室內(nèi)，方便了操作的進行。

圖1是本實用新型電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的詳細說明。如圖1所示，一種電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，包括司鉆控制臺1、遠程控制臺2以及設(shè)置在節(jié)流管匯上的電子尺盒3和液動節(jié)流閥控制油缸4，所述司鉆控制臺1上設(shè)置有顯示面板5以及控制面板6，所述遠程控制臺2包括轉(zhuǎn)換箱7、控制氣缸10、液壓換向閥11 以及液壓減壓及電磁閥組14 ；所述轉(zhuǎn)換箱7上設(shè)置有壓力變送器8、電磁氣閥9以及進氣管 17 ；所述電子尺盒3上設(shè)置有壓力變送器和液動閥位移變送器；所述司鉆控制臺1通過第一信號電纜15與所述電子尺盒3相連接；所述司鉆控制臺1通過第二信號電纜16與所述轉(zhuǎn)換箱7相連接；所述電磁氣閥9與所述控制氣缸10通過氣壓管線控制連接；所述控制氣缸10與所述液壓換向閥11通過液壓油路控制連接；所述液壓換向閥11通過液壓油路與封井器控制連接；所述轉(zhuǎn)換箱7與所述液壓減壓及電磁閥組14相連接；所述液壓減壓及電磁閥組14與所述液動節(jié)流閥控制油缸4通過液壓油路控制連接。操作人員通過司鉆控制臺1上的控制面板6發(fā)出控制信號，以控制封油器的開、關(guān)以及節(jié)流管匯上液動節(jié)流閥的開閉?？刂菩盘柦?jīng)由第二信號電纜16傳遞到遠程控制臺2的轉(zhuǎn)換箱7中。當轉(zhuǎn)換箱7接收到封油器的開、關(guān)控制信號后，設(shè)置在轉(zhuǎn)換箱7上的電磁氣閥 9會根據(jù)信號指令的內(nèi)容做出相應(yīng)的動作，從而通過氣壓管線使控制氣缸10產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮?？刂茪飧?0的伸縮通過液壓油路進一步控制著液壓換向閥11變換其開、關(guān)位置，進而通過液壓油路實現(xiàn)封井器的開、關(guān)動作。當轉(zhuǎn)換箱7接收到節(jié)流管匯上液動節(jié)流閥的開閉控制信號后，轉(zhuǎn)換箱7會向液壓減壓及電磁閥組14中的三位四通電磁液閥發(fā)出開關(guān)動作指令，經(jīng)過液壓油路使液動節(jié)流閥控制油缸4產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮，從而實現(xiàn)液動節(jié)流閥的開啟、 關(guān)閉。在這一過程中，用于控制液動節(jié)流閥的動力來自于遠程控制臺2內(nèi)高壓匯管壓力經(jīng)過液壓減壓及電磁閥組14中的減壓閥減壓后的能量。轉(zhuǎn)換箱7中的壓力變送器8將接收到的儲能器壓力、匯管壓力、環(huán)封壓力、氣源壓力信息轉(zhuǎn)換為電信號，通過第二信號電纜16傳輸?shù)剿俱@控制臺1上。設(shè)置在電子尺盒3上的壓力變送器和液動閥位移變送器將接收到的立管壓力、套管壓力以及液動節(jié)流閥的開啟程度信息分別轉(zhuǎn)換為電信號，通過第一信號電纜15傳輸?shù)剿俱@控制臺1上。上述電信號傳輸?shù)剿俱@控制臺1上以后，可以通過設(shè)置在司鉆控制臺1上的顯示面板5顯示出來，為操作人員的判斷和操作提供參考依據(jù)。第一信號電纜15、第二信號電纜16分別為5芯信號電纜和32芯信號電纜。在與轉(zhuǎn)換箱7相連接的進氣管17上設(shè)置有空氣干燥器12?？諝飧稍锲?2可以過濾掉通過進氣管17進入到氣壓管線、電磁氣閥9以及控制汽缸10中的壓縮空氣中的水分，進一步避免凍堵現(xiàn)象的發(fā)生。另外，遠程控制臺2上設(shè)置有整流不間斷電源13，它通過電線與轉(zhuǎn)換箱7連接。整流不間斷電源13可以為整個系統(tǒng)提供電力，使得系統(tǒng)在斷電的情況下也能夠自主維持工作，進一步保證了系統(tǒng)的可靠性。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，包括司鉆控制臺(1)、遠程控制臺⑵以及設(shè)置在節(jié)流管匯上的電子尺盒C3)和液動節(jié)流閥控制油缸G)，所述司鉆控制臺(1)上設(shè)置有顯示面板( 以及控制面板(6)，其特征在于所述遠程控制臺( 包括轉(zhuǎn)換箱(7)、控制氣缸(10)、液壓換向閥(11)以及液壓減壓及電磁閥組(14)；所述轉(zhuǎn)換箱(7)上設(shè)置有壓力變送器(8)、電磁氣閥(9)以及進氣管(17)；所述電子尺盒C3)上設(shè)置有壓力變送器和液動閥位移變送器；所述司鉆控制臺(1)通過第一信號電纜(1 與所述電子尺盒C3)相連接；所述司鉆控制臺(1)通過第二信號電纜(16)與所述轉(zhuǎn)換箱(7)相連接；所述電磁氣閥(9)與所述控制氣缸(10)通過氣壓管線控制連接；所述控制氣缸(10)與所述液壓換向閥(11)通過液壓油路控制連接；所述液壓換向閥(11)通過液壓油路與封井器控制連接；所述轉(zhuǎn)換箱(7)與所述液壓減壓及電磁閥組(14)相連接；所述液壓減壓及電磁閥組(14)與所述液動節(jié)流閥控制油缸(4)通過液壓油路控制連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一信號電纜(15)為5芯信號電纜；所述第二信號電纜(16)為32芯信號電纜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，其特征在于所述進氣管(17)上設(shè)置有空氣干燥器(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，其特征在于所述遠程控制臺(2)上設(shè)置有整流不間斷電源(13)；所述整流不間斷電源(13)通過電線與所述轉(zhuǎn)換箱(7)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，包括司鉆控制臺、遠程控制臺以及設(shè)置在節(jié)流管匯上的電子尺盒和液動節(jié)流閥控制油缸，司鉆控制臺上設(shè)置有顯示面板以及控制面板。遠程控制臺包括轉(zhuǎn)換箱、控制氣缸、液壓換向閥以及液壓減壓及電磁閥組；轉(zhuǎn)換箱上設(shè)置有壓力變送器、電磁氣閥以及進氣管；電子尺盒上設(shè)置有壓力變送器和液動閥位移變送器。采用本實用新型的電氣電液集成司鉆控制系統(tǒng)，將司鉆控制臺和液動壓井節(jié)流管匯控制箱集成為一體，將原來需要兩人操作的工作改為一人操作，提高了設(shè)備的集成度，降低了運營成本。同時，司鉆控制臺與遠程控制臺之間的信號、指令等均通過電纜傳輸，在避免凍堵現(xiàn)象的同時提高了傳輸?shù)乃俣取?br> 文檔編號E21B44/00GK202325466SQ20112051591
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者劉會力, 左云峰, 王樹榜, 王趁強, 申國躍, 趙秋明 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司