CN107656499A - 一种远程自动供灰控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油装备领域，具体涉及一种全自动智能远控固井设备，用于对固井设备所使用的一种远程自动供灰控制系统。包括控制单元、空压机、灰罐、灰阀所组成的，其特征是：控制单元包括设备端操作屏、设备端PLC处理器、远控操作屏、远控PLC处理器，四者之间通过网线进行连接，设备端PLC处理器可远程控制空压机启停的远程控制模块，通过远程控制模块控制空压机，空压机启动后，排出高压空气进入灰罐，设备端PLC处理器通过固井设备的设定密度，自动计算出所需的供灰量，通过计算的供灰量与当前采集的供灰量进行比较，从而进行比例控制调节灰阀阀位，进而对设备的供灰量进行控制。

Description

一种远程自动供灰控制系统

技术领域

本发明属于石油装备领域，具体涉及一种全自动智能远控固井设备，用于对固井设备所使用的一种远程自动供灰控制系统。

背景技术

随着固井设备在国内外井场作业中应用越来越广泛，固井作业的工况复杂性与恶劣性使固井设备在作业过程中，对作业的智能化、集中控制要求越来越高。现在固井作业整个井场的设备之间的配合比较差、自动化程度低。传统的固井作业操作手一直站在设备上，离柱塞泵及高压管汇只有一步之遥。在进行一些深层高压固井作业时，几十兆帕的高压一直威胁着操作人员的人身及生命安全。

该设备属于国际首次针对固井作业工艺的创新，对固井车进行远程控制，这在国际上尚属首次。这让固井作业在安全领域迈进了一大步。远程自动控制系统可使操作人员远离嘈杂的作业环境，可在远处操作固井设备，远离噪音及高压区，可在远处通过摄像头观察固井设备上的作业情况，使操作人员身临其境，达到所见即所得的操作体验。远控固井的实现，可让操作人员在固井仪表车中，安全、舒适的完成固井作业。能够实现通过一个现场控制中心实现固井设备远控、潜水泵远控、供灰远控以及井场数据的实时远传。整个固井的工艺自动化水平会大大提高。

传统的供灰控制为：固井设备操作人员根据固井设备外部供灰情况，通过手势或者对讲机通知供灰操作人员，人工对供灰量进行调整，启停空压机等操作。该系统在远程的空压机旁安装远程控制模块。通过远程控制模块进行空压机的启停。并通过高压空气将灰吹入到灰阀，通过灰阀的自动调节实现对系统供灰量的控制。

固井远控仪表箱上面板配置一个超薄笔记本，通过设备上装配的网络云台摄像机，实现对设备计量罐、混浆罐、井场周围作业环境等视频数据进行监视，并通过硬盘录像机进行记录，可进行视频导出，供日后查看现场作业情况及混浆效果。

发明内容

本发明的目的是实现固井设备的远程全自动集中控制，在固井作业时，能够通过设备的远程控制箱或远控固井仪表设备，实现对固井设备的全流程集中控制。由于固井设备本身的操作比较复杂。需要考虑发动机、变速箱等动力系统，还需要考虑供水、供灰、密度等各种参数及执行机构的操作。能够实现将固井设备做成一台自动化、智能化很高的设备，还要考虑实现对固井设备的混浆罐、计量罐、柱塞泵等关键部位进行视频监控并远传。

一种远程自动供灰控制系统，包括控制单元、空压机、灰罐、灰阀所组成的，其特征是：控制单元包括设备端操作屏、设备端PLC处理器、远控操作屏、远控PLC处理器。四者之间通过网线进行连接，设备端PLC处理器可远程控制空压机启停的远程控制模块，通过远程控制模块控制空压机，空压机启动后，排出高压空气进入灰罐，设备端PLC处理器通过固井设备的设定密度，自动计算出所需的供灰量，通过计算的供灰量与当前采集的供灰量进行比较，从而进行比例控制调节灰阀阀位，进而对设备的供灰量进行控制。到达解放远程供灰操作人员，集中化控制的目的。

下面板配置触摸屏及PLC。触摸屏通过以太网和固井车本身的控制系统通讯。下面板上的油门、档位、水阀、灰阀等控制的信号通过远程控制箱内的PLC发给仪表箱本地的PLC，通过两个PLC之间的通讯，实现对设备的水阀、灰阀、油门、档位的远程控制，并通过设备的控制系统，实现远程自动预混功能、远程自动排量功能、远程密度自动控制、远程液位自动控制功能，实现固井设备的远程全自动集中控制。

本发明的优点和积极效果

本发明是实现固井设备的远程全自动集中控制，在固井作业时，能够通过设备的远程控制箱或远控固井仪表设备，实现对固井设备的全流程集中控制。由于固井设备本身的操作比较复杂。需要考发动机、变速箱等动力系统，还需要考虑供水、供灰、密度等各种参数及执行机构的操作。能够实现将固井设备做成一台自动化、智能化很高的设备，还要考虑实现对固井设备的混浆罐、计量罐、柱塞泵等关键部位进行视频监控并远传。实现远程自动上水控制、远程自动供灰控制、远程自动密度控制、远程自动液位控制、远程自动排量控制、远程自动预混控制、视频监控。现场监控视频和施工数据，可以通过3G/4G或卫星通信，实时传输到信息中心。供远程监控中心人员进行现场的数据分析及数据共享。

附图及说明

图1一种远程自动供灰控制系统原理图；

图1中标记：1、远控操作屏，2、远控PLC处理器，3、设备操作屏，4、设备端PLC处理器，5、潜水泵，6、计量罐液位计，7、空压机，8、灰罐，9、灰阀。

具体实施方式

下面结合图1对一种远程自动供灰控制系统做详细说明：

如图1所示，是一种远程自动供灰控制系统的示意图。远控操作屏1与远控PLC处理器2安装在远程控制箱中，两种之间通过网线连接。远程控制箱内的远控PLC处理器2与设备端PLC处理器4之间通过网线进行通讯连接，从而使远程控制箱可以通过远控操作屏1对设备端PLC处理器4进行操作与控制。设备端PLC处理器4与设备端操作屏3通过网线进行连接进行数据显示及设备操作。设备端PLC处理器4通过计量罐液位计6反馈计量罐液位的高低，通过无线远程控制潜水泵控制箱，进而控制潜水泵5的自动启停，达到控制计量罐液位6的目的，使计量罐液位6稳定在一个可控的范围内，达到液位稳定，解放操作人员的目的。水罐旁边不再需要供水操作人员。操作人员在固井设备的控制界面上，设定固井设备水罐的液位。通过设定的液位高低限值进行液位控制，当液位达到高限值时，自动停止潜水泵5进行供液。当液位达到底限值时，自动启动潜水泵5进行供液。实现了水罐的无人值守。减少了现场操作人员，省去了固井设备和上游的人工沟通。整个作业过程变的智能而高效。设备端PLC处理器4可远程控制空压机启停的远程控制模块，通过远程控制模块控制空压机，空压机启动后，排出高压空气进入灰罐8，设备端PLC处理器4通过固井设备的设定密度，自动计算出所需的供灰量，通过计算的供灰量与当前采集的供灰量进行比较，从而进行比例控制调节灰阀9阀位，进而对设备的供灰量进行控制。到达解放远程供灰操作人员，集中化控制的目的。通过这两项调节，自动控制供水、供灰，从而达到远程自动上水与自动供灰的控制目的。

综上所述，本发明可以实现远程自动供灰控制。现场监控视频和施工数据，可以通过3G/4G或卫星通信，实时传输到信息中心。供远程监控中心人员进行现场的数据分析及数据共享。

Claims (1)

1.一种远程自动供灰控制系统，包括控制单元、空压机、灰罐、灰阀所组成的，其特征是：控制单元包括设备端操作屏、设备端PLC处理器、远控操作屏、远控PLC处理器，四者之间通过网线进行连接，设备端PLC处理器可远程控制空压机启停的远程控制模块，通过远程控制模块控制空压机，空压机启动后，排出高压空气进入灰罐，设备端PLC处理器通过固井设备的设定密度，自动计算出所需的供灰量，通过计算的供灰量与当前采集的供灰量进行比较，从而进行比例控制调节灰阀阀位，进而对设备的供灰量进行控制。