CN107491027A - 一种采油树水压检测装置控制系统 - Google Patents

Abstract

一种采油树水压检测装置控制系统，采用气动液体增压系统，该系统主要由气动液体增压泵、高压安全阀、高压爆破片、高压截止阀、高压气控卸荷阀、高压气控开关阀、单向阀、进水阀，卸压排水阀，高压压力表、低压压力表、高压压力传感器、低压压力传感器、气动调压阀、气动压力表、气动调速阀、过滤器、管路和接头、机架等组成。该装置由气动液体增压系统、压缩空气驱动系统、低压灌注系统和电气控制系统等组成。统合考虑安全、操作等因素形成的采油树水压检测装置具有安全、可靠、自动化程度高及检测范围广等优点。

Description

一种采油树水压检测装置控制系统

所属技术领域

本发明涉及一种采油树水压检测装置控制系统，适用于机械领域。

背景技术

井口装置及采油树设备是油气开采的重要设备，由套管头、油管头、采油树三部分组成，用来连接套管柱、油管柱，并密封各层套管之问及与油管之间的环形空间，并可控制生产并口的压力和调节油(气)井口流量，也用于酸化压裂、注水、测试等特殊作业。工作状况下，均承受很高的油气压力，一旦泄漏，将造成严重的环境污染和人身伤害。

发明内容

本发明提出了一种采油树水压检测装置控制系统，该装置由气动液体增压系统、压缩空气驱动系统、低压灌注系统和电气控制系统等组成。统合考虑安全、操作等因素形成的采油树水压检测装置具有安全、可靠、自动化程度高及检测范围广等优点。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统合考虑各种因素，采用气动液体增压系统，该系统主要由气动液体增压泵、高压安全阀、高压爆破片、高压截止阀、高压气控卸荷阀、高压气控开关阀、单向阀、进水阀，卸压排水阀，高压压力表、低压压力表、高压压力传感器、低压压力传感器、气动调压阀、气动压力表、气动调速阀、过滤器、管路和接头、机架等组成。系统以低压空气作为驱动气体，水压系统采用洁净水作为试压介质。系统核心设备为气动液体增压泵，该气动液体增压泵为气体驱动，具有无油、无润滑、体积小、重量轻、结构紧凑、工作可靠等特点。

所述控制系统采用的气动液体增压泵是无油润滑、往复活塞式增压设备。活塞杆两端的活塞面积不同，将驱动气体通往与大活塞相连的腔，通过交替使用吸人和排出气体的两个控制阀，活塞可以往复运动。在活塞往复运动过程中，根据受力平衡，小活塞产生高压流体。综合考虑，选定D6-201型气动液体增压泵，增压比为330，驱动气体压力最高为0.7MPa，系统增压输出的最高压力略高于设计压力210MPa。

所述电气控制系统通过对井口采油树水压检测系统的总体功能进行分析，确定控制系统的基本组成包括2个电动机、4个电磁阀、3个传感器、1套PLC控制模块。4个电磁阀分别控制高压保压阀、高压卸压阀、压缩空气控制阀、低压注水控制阀。2个电机分别驱动低压灌注泵和排水泵。3个压力传感器分别检测高压输出压力、驱动压缩空气压力、增压泵人口压力，为控制信号发出提供依据。系统控制设计要求能够分别实现手动控制与自动控制。

所述PLC采用可编程控制器57-200及其扩展模块。主电路中，2个电机控制分别采用空气开关、接触器和热继电器与电网动力线连接。回路中设有一个急停按钮，用于保证控制系统的电路安全；电磁阀的电磁铁线圈的电流通断由控制继电器的主触点的通断来进行控制;同样，电机的接触器也由继电器的主触点控制通断，各继电器的控制线圈由PLC的输出点控制，回路电压为直流24V，也可以通过控制柜上的按钮控制继电器的通断。

所述控制系统下位机采用PLC控制，选用的PLC控制系统由57-200系列的CPU224与EM235组成，CPU224为控制核心模块，自带16个数字量输入；EM231为模拟量输入模块，带有4个模拟量输入。数字量输入接口接按钮输入信号，数字量输出接口接各继电器控制线圈；模拟量输入接口接3个压力传感器，采集水压检测系统的各部分实际工作压力。利用MCGS6.2组态软件开发监控软件，采用两芯屏蔽双绞线和RS485接口进行通讯联网进行测试数据的读写。

本发明的有益效果是：该装置由气动液体增压系统、压缩空气驱动系统、低压灌注系统和电气控制系统等组成。统合考虑安全、操作等因素形成的采油树水压检测装置具有安全、可靠、自动化程度高及检测范围广等优点。该控制系统能够较好地实现对设备工作参数的控制，设备分选效率高，可靠性强，适用范围广。

附图说明

图1是本发明的气动液体增压动力系统结构图。

图2是本发明的PLC控制输入输出分配图。

图3是本发明的电气控制回路图。

图中：1.废水排放；2.球阀；3.低压输入；4.安全阀；5.压力传感器；6.电磁阀；7.过滤调压阀；8.调速阀；9.气动液泵；10.单向阀；11.气动电磁阀；12.压力表；13.压力表；14.截止阀；15.爆破片卸压；16.气动阀；17.安全阀；18.泵出口压力；19.泵入口压力；20.压缩空气压力。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统合考虑各种因素，采用气动液体增压系统,该系统主要由气动液体增压泵、高压安全阀、高压爆破片、高压截止阀、高压气控卸荷阀、高压气控开关阀、单向阀、进水阀，卸压排水阀，高压压力表、低压压力表、高压压力传感器、低压压力传感器、气动调压阀、气动压力表、气动调速阀、过滤器、管路和接头、机架等组成。系统以低压空气作为驱动气体，水压系统采用洁净水作为试压介质。系统核心设备为气动液体增压泵，该气动液体增压泵为气体驱动，具有无油、无润滑、体积小、重量轻、结构紧凑、工作可靠等特点。

控制系统采用的气动液体增压泵是无油润滑、往复活塞式增压设备。活塞杆两端的活塞面积不同，将驱动气体通往与大活塞相连的腔，通过交替使用吸人和排出气体的两个控制阀，活塞可以往复运动。在活塞往复运动过程中，根据受力平衡，小活塞产生高压流体。综合考虑，选定D6-201型气动液体增压泵，增压比为330，驱动气体压力最高为0.7MPa，系统增压输出的最高压力略高于设计压力210MPa。

如图2，电气控制系统通过对井口采油树水压检测系统的总体功能进行分析，确定控制系统的基本组成包括2个电动机、4个电磁阀、3个传感器、1套PLC控制模块。4个电磁阀分别控制高压保压阀、高压卸压阀、压缩空气控制阀、低压注水控制阀。2个电机分别驱动低压灌注泵和排水泵。3个压力传感器分别检测高压输出压力、驱动压缩空气压力、增压泵人口压力，为控制信号发出提供依据。系统控制设计要求能够分别实现手动控制与自动控制。

如图3，PLC采用可编程控制器57-200及其扩展模块。主电路中，2个电机控制分别采用空气开关、接触器和热继电器与电网动力线连接。回路中设有一个急停按钮，用于保证控制系统的电路安全;电磁阀的电磁铁线圈的电流通断由控制继电器的主触点的通断来进行控制;同样，电机的接触器也由继电器的主触点控制通断，各继电器的控制线圈由PLC的输出点控制，回路电压为直流24V，也可以通过控制柜上的按钮控制继电器的通断。

控制系统下位机采用PLC控制，选用的PLC控制系统由57-200系列的CPU224与EM235组成，CPU224为控制核心模块，自带16个数字量输入；EM231为模拟量输入模块，带有4个模拟量输入。数字量输人接口接按钮输入信号，数字量输出接口接各继电器控制线圈；模拟量输入接口接3个压力传感器，采集水压检测系统的各部分实际工作压力。利用MCGS6.2组态软件开发监控软件，采用两芯屏蔽双绞线和RS485接口进行通讯联网进行测试数据的读写。

Claims (6)

1.一种采油树水压检测装置控制系统，其特征是：所述控制系统合考虑各种因素，采用气动液体增压系统，该系统主要由气动液体增压泵、高压安全阀、高压爆破片、高压截止阀、高压气控卸荷阀、高压气控开关阀、单向阀、进水阀，卸压排水阀，高压压力表、低压压力表、高压压力传感器、低压压力传感器、气动调压阀、气动压力表、气动调速阀、过滤器、管路和接头、机架等组成。

2.根据权利要求1所述的一种采油树水压检测装置控制系统，其特征是：所述系统以低压空气作为驱动气体，水压系统采用洁净水作为试压介质，系统核心设备为气动液体增压泵，该气动液体增压泵为气体驱动，具有无油、无润滑、体积小、重量轻、结构紧凑、工作可靠等特点。

3.根据权利要求1所述的一种采油树水压检测装置控制系统，其特征是：所述控制系统采用的气动液体增压泵是无油润滑、往复活塞式增压设备，活塞杆两端的活塞面积不同，将驱动气体通往与大活塞相连的腔，通过交替使用吸人和排出气体的两个控制阀，活塞可以往复运动。

4.根据权利要求1所述的一种采油树水压检测装置控制系统，其特征是：所述电气控制系统通过对井口采油树水压检测系统的总体功能进行分析，确定控制系统的基本组成包括2个电动机、4个电磁阀、3个传感器、1套PLC控制模块。

5.根据权利要求1所述的一种采油树水压检测装置控制系统，其特征是：所述PLC采用可编程控制器57-200及其扩展模块，主电路中，2个电机控制分别采用空气开关、接触器和热继电器与电网动力线连接。

6.根据权利要求1所述的一种采油树水压检测装置控制系统，其特征是：所述控制系统下位机采用PLC控制，选用的PLC控制系统由57-200系列的CPU224与EM235组成，CPU224为控制核心模块，自带16个数字量输入；EM231为模拟量输入模块，带有4个模拟量输入。