油田起下管柱指示記錄儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是油田起下管柱操作指示記錄儀，屬于機械電子領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]油田帶壓作業(yè)設(shè)備是我國最新引進或模仿制造外國公司生產(chǎn)的獨立式帶壓作業(yè)設(shè)備，該設(shè)備具有獨立的液壓升降系統(tǒng)，不用修井機的提升系統(tǒng)，可在不壓井的情況下進行起下管柱的完井、打撈等常規(guī)作業(yè)施工。
[0003]帶壓作業(yè)設(shè)備安裝的順序一般是自井口以上開始依次為剪切(全)閘板封井器、二組安全防噴器組、二組工作防噴器組、變徑法蘭、工作窗、固定卡瓦、游動卡瓦、液壓舉升機、司鉆操作臺、桅桿等。
[0004]帶壓作業(yè)的操作則是由正副司鉆在司鉆操作臺上完成的，在司鉆操作臺上看不見油管接箍在游動卡瓦和固定卡瓦之間、以及在二組工作防噴器組之間的具體位置的，只能憑經(jīng)驗判斷油管接箍到了大體的位置，存在安全隱患。
[0005]—般情況下，進行正常井口帶壓下油管作業(yè)時，必須在井口以上二組工作防噴器組密封閘板以及游動、固定卡瓦的相互配合下，周期交替關(guān)閉和打開防噴器閘板和卡瓦才能完成起下油管過程。在油管起下過程中的基本要求是:第一步是正司鉆負責(zé)操作舉升機的升降輸送下油管和游動、固定卡瓦的開關(guān)，并防止卡瓦不能卡在油管的接箍處；第二步是正司鉆判斷油管接箍到了某個具體位置后要開或關(guān)二組工作防噴器組密封閘板決定后，再示意副司鉆進行二組工作防噴器組密封閘板的開關(guān)；每根油管的下井都需要正副司鉆的密切配合才能完成一根油管的下井，但同時要求防噴器閘板也不能密封油管接箍，油管接箍卡在卡瓦座或防噴器閘板處，會引發(fā)嚴重的井噴事故。為避免這種情況的發(fā)生，需對每根下井油管進行精確丈量，并在油管對應(yīng)位置做好記號，分別來對應(yīng)接箍在卡瓦座位置時和接箍在工作防噴器閘板位置。此方法實際應(yīng)用時非常繁瑣，油管上會出現(xiàn)2個以上的記號，來對應(yīng)操作平臺桅桿相應(yīng)位置記號，非常容易發(fā)生混淆，進而引發(fā)事故。因此，此方法對主副操操作水平要求非常高，操作手必須集中精力，隨時觀察油管記號。除此之外操作手還需觀察操作臺儀表顯示，使工作效率降低，工作風(fēng)險系數(shù)增大。
[0006]這種通過在油管上做記號的方法只能應(yīng)用于下管柱情況，對于起管柱施工時，原井管柱數(shù)據(jù)的缺失和記號的丟失不可避免，主副操作手卻無法判斷防噴器內(nèi)接箍的位置，使實際操作難度加大，只能憑經(jīng)驗或通過用油管接箍硬碰防噴器閘板的方法，或者觀察下鉆時壓力表的指針變化判斷油管接箍接近防噴器閘板的位置，然后再上起一段油管，最后再開關(guān)防噴器閘板，進行壓力平衡，這樣有三個弊端，一是無法保證防噴器閘板完全避開油管接箍位置，極有可能發(fā)生井內(nèi)高壓氣體泄漏冒噴事故；二是油管接箍對防噴器閘板的觸碰會對防噴器閘板造成潛在的損壞，會增加防噴器閘板的更換次數(shù)，提高成本；三是降低了施工速度和效率；因此為防止此類情況的發(fā)生，提高帶壓作業(yè)的安全可靠性，保障操作人員安全，特設(shè)計該記錄儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于在司鉆操作臺上可以指導(dǎo)帶壓作業(yè)設(shè)備起下管柱操作指示記錄儀，它通過自身的油管位移、接箍測量監(jiān)測及接收計算系統(tǒng)，顯示油管接箍在二組安全防噴器組、二組工作防噴器組、變徑法蘭、工作窗、固定卡瓦、游動卡瓦間的位置，并實時顯示在工控機顯示屏上，司鉆據(jù)此來正確地關(guān)閉或打開:固定卡瓦、游動卡瓦、二組工作防噴器組，避免誤操作，具有很好的指示作用。
[0008]本發(fā)明專利主要包括:油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于安裝在油缸上的油缸位移測量裝置，安裝在適合監(jiān)測油管接箍位置的油管接箍監(jiān)測裝置，上述裝置采集的信號通過數(shù)據(jù)運算處理和圖形處理后，顯示到顯示屏上。
[0009]油缸位移測量裝置可以是電阻式電容式，電感式，光電式，超聲波式等。油管接箍監(jiān)測裝置可以是光電式，電磁式，電感式，超聲波式等。
[0010]數(shù)據(jù)處理運算為通過油管接箍監(jiān)測裝置傳回的觸發(fā)信號進行累加，即可得到總共起下的油管根數(shù)，由此可得到起下的整數(shù)油管中的總長度，公式為:起下油管總長度=油管根數(shù)*單根油管長度；
最上面的一根油管沒有完成整個起下過程，在兩次油管接箍監(jiān)測裝置觸發(fā)時間之間，通過油缸位移測量裝置傳回的數(shù)據(jù)進行累加，即可得到最上面一根油管下降的總長度，為表面油管起下總長度；
油管起下總長度=起下油管總長度+表面油管起下總長度。
[0011]記錄儀里配備具有輸入、儲存、計算、輸出、通訊、防爆等功能的工控機。
[0012]顯示屏顯示包含但不限于油管根數(shù)、油管總長、油管接箍位置、油管接箍位置警告、并可存儲多個油井?dāng)?shù)據(jù)等。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:該發(fā)明可以通過該系統(tǒng)的位移測量裝置和接箍監(jiān)測裝置接受到的信號通過采集數(shù)據(jù)線傳到數(shù)據(jù)處理中心裝置，通過該裝置的處理后再通過傳輸數(shù)據(jù)線傳到工控機，工控機通過內(nèi)部計算和圖形處理后油管接箍的位置就顯示在顯示屏上的井口以上模擬圖形上，可以使司鉆準(zhǔn)確地看到接箍的位置和據(jù)此來正確地關(guān)閉或打開:固定卡瓦、游動卡瓦、二組工作防噴器組，使油管接箍準(zhǔn)確通過，避免誤操作。從而可以保證防噴器閘板完全避開油管接箍位置，防止發(fā)生井內(nèi)高壓氣體泄漏冒噴事故；可以避免油管接箍對防噴器閘板的觸碰對防噴器閘板造成潛在的損壞，減少防噴器閘板的更換次數(shù)，降低成本；可以提高施工速度和效率。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0015]在圖1中:1 一UPS電源、2—油管接箍、3—油管本體、4一油缸位移測量裝置、5—液壓油缸、6—油管接箍監(jiān)測裝置、7—工作窗、8—采集數(shù)據(jù)線、9 一接線端子、10—防爆箱、11 一顯示屏、12—網(wǎng)絡(luò)通訊線、13—模擬量輸入單元、14 一數(shù)字量輸入單元、15—CPU邏輯控制器、16—電源開關(guān)、17—電源線。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明的實施過程，參見圖1，本發(fā)明專利主要包括為解決上述問題，本發(fā)明主要由UPS電源1、油管接箍2、油管本體3、油缸位移測量裝置4、液壓油缸5、油管接箍監(jiān)測裝置6、工作窗7、采集數(shù)據(jù)線8、接線端子9、防爆箱10、顯示屏11、網(wǎng)絡(luò)通訊線12、模擬量輸入單元13、數(shù)字量輸入單元14、CPU邏輯控制器15、電源開關(guān)16、電源線17組成。其中模擬量輸入單元13、數(shù)字量輸入單元14、CPU邏輯控制器15三部分組成數(shù)據(jù)處理中心裝置，其工作電源由UPS電源1提供。
[0017]在帶壓作業(yè)設(shè)備的液壓油缸5本體合適位置安裝用于測量油管起下位移的油缸本體位移測量裝置4，在適合測量油管接箍運行位置如工作窗、卡瓦等處安裝用于測量油管接箍運行位置的油管接箍監(jiān)測裝置6，位移測量裝置4和接箍監(jiān)測裝置6接受到的信號，通過采集信號線8連接到接線端子9，然后再傳到數(shù)據(jù)處理中心裝置中的數(shù)字量輸入單元14和模擬量輸入單元13后，通過該裝置的CPU邏輯控制器15進行數(shù)據(jù)運算處理，處理后的數(shù)據(jù)再通過網(wǎng)絡(luò)通訊線9 (通過網(wǎng)絡(luò)接口)傳到顯示屏11以圖形、文本和數(shù)字等形式顯示，可以使司鉆準(zhǔn)確地看到接箍的位置和據(jù)此來正確地關(guān)閉或打開:固定卡瓦、游動卡瓦、二組工作防噴器組，使油管接箍準(zhǔn)確通過，避免誤操作，帶輸入儲存計算功能的防爆一體工控機可通過通訊連接線連接到顯示屏11，與顯示屏同步顯示油管接箍位置和油管起下高度等數(shù)據(jù)，并可以將這些數(shù)據(jù)保存在工控機內(nèi)，這樣可以在工控機內(nèi)存儲多個油井的數(shù)據(jù)記錄，以方便以后的工作中使用。
[0018]數(shù)據(jù)處理中心的計算過程如下(以下油管為例，起升過程計算方式類似，但是計算過程為遞減過程):
1、通過油管接箍監(jiān)測裝置6傳回的觸發(fā)信號進行累加，即可得到總共起下的油管根數(shù)，由此可得到起下的整數(shù)油管中的總長度，公式為:起下油管總長度1=油管根數(shù)*單根油管長度。
[0019]2、由于最上面的一根油管沒有完成整個起下過程，因此在兩次油管接箍監(jiān)測裝置6觸發(fā)時間之間，通過油缸位移測量裝置4傳回的數(shù)據(jù)進行累加，即可得到最上面一根油管下降的總長度，為表面油管起下總長度2。
[0020]3、以上兩組數(shù)據(jù)相加，則可得到油管下降的總長度。公式為:油管起下總長度=起下油管總長度1+表面油管起下總長度2。
[0021]觸摸屏上顯示數(shù)據(jù)包含但不僅限于油管根數(shù)、油管總長、油管接箍位置、油管接箍位置警告，并可存儲多個油井?dāng)?shù)據(jù)等。
[0022]由于該記錄儀檢測的位移僅為單根油管的位移，因此不管油井深度多少，都可以保障采集的精度。單根油管長度僅為10米左右，所以很容易使油管接箍位置的精度控制在±10cm的范圍內(nèi)，而且此精度與油井深度無關(guān)。從而實現(xiàn)實時、精確的指示。
【主權(quán)項】
1.油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于包括安裝在油缸上的油缸位移測量裝置和安裝在適合監(jiān)測油管接箍位置的油管接箍監(jiān)測裝置，上述裝置采集的信號通過數(shù)據(jù)運算處理和圖形處理后，顯示到顯示屏上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于油缸位移測量裝置可以是電阻式、電容式，電感式，光電式，超聲波式等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于油管接箍監(jiān)測裝置可以是光電式，電磁式，電感式，超聲波式等。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于通過控制器進行邏輯處理及數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理運算為通過油管接箍監(jiān)測裝置傳回的觸發(fā)信號進行累加，即可得到總共起下的油管根數(shù)，由此可得到起下的整數(shù)油管中的總長度，公式為:起下油管總長度=油管根數(shù)*單根油管長度； 最上面的一根油管沒有完成整個起下過程，在兩次油管接箍監(jiān)測裝置觸發(fā)時間之間，通過油缸位移測量裝置傳回的數(shù)據(jù)進行累加，即可得到最上面一根油管下降的總長度，為表面油管起下總長度； 油管起下總長度=起下油管總長度+表面油管起下總長度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于記錄儀里可以配備具有輸入、儲存、計算、輸出、通訊、防爆等功能的工控機。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田起下管柱指示記錄儀，其特征在于顯示屏顯示包含但不限于油管根數(shù)、油管總長、油管接箍位置、油管接箍位置警告等、并可存儲多個油井?dāng)?shù)據(jù)，顯示屏可為觸摸顯示屏或普通顯示屏。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種油田起下管柱指示記錄儀，該記錄儀通過自身的油管位移、接箍測量監(jiān)測及接收計算系統(tǒng)，顯示油管接箍在二組安全防噴器組、二組工作防噴器組、變徑法蘭、工作窗、固定卡瓦、游動卡瓦間的位置，并實時顯示在工控機顯示屏上，司鉆據(jù)此來正確地關(guān)閉或打開：固定卡瓦、游動卡瓦、二組工作防噴器組，避免誤操作，具有很好的指示作用。
【IPC分類】E21B47/00
【公開號】CN105386750
【申請?zhí)枴緾N201510687896
【發(fā)明人】范玉斌, 陳宏志, 薛仁江, 吳運剛, 李勇
【申請人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司井下作業(yè)公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月23日