CN109113639A - 一种固井作业用高压管汇远程控制系统 - Google Patents

一种固井作业用高压管汇远程控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种固井作业用高压管汇远程控制系统，包括远程PLC控制器、液压子系统、以及排布在固井作业用的高压管汇对应控制点位上的至少一个液控旋塞阀和至少一个液控针型阀，所述液控旋塞阀具有与所述远程PLC控制器保持实时通信的旋塞阀控制器，所述液控针型阀具有与所述远程PLC控制器保持实时通信的针型阀控制器，所述液压子系统用作向所述液控旋塞阀和所述液控针型阀分别提供液压动力，所述液压子系统对所述液控旋塞阀提供液压动力的动作受所述旋塞阀控制器控制，所述液压子系统对所述液控针型阀提供液压动力的动作受所述针型阀控制器控制。本发明结构简单、便于实现，而且控制结果稳定、可靠，实用性强。

Description

一种固井作业用高压管汇远程控制系统
技术领域
本发明涉及固井作业中的高压管汇控制技术，具体是一种固井作业用的高压管汇的远程控制系统。
背景技术
在固井作业中，为了提供固井质量，需要以清水对井内泥浆进行替换-即清水替浆施工。
由于固井作业中的清水替浆施工的施工压力偏高，最大施工压力高达60MPa，这需要通过高压管汇方能实现施工操作。高压管汇的开启、关闭及泄压动作，是由高压管汇上的对应控制点位所排布的控制阀门的动作所实现的，由于固井作业中的高压管汇内的施工压力偏高，高压管汇的开启、关闭及泄压操作是存在较大安全风险的。
目前，固井作业中的高压管汇上的控制阀门的启闭操作，是由现场对控制阀门的操作而完成的。这种现场对高压管汇上的控制阀门启闭操作，会增大作业人员所承受的安全风险，容易酿成人身安全事故。
发明内容
本发明的技术目的在于：针对上述固井作业中高压管汇施工的特殊性和现有高压管汇控制技术的不足，提供一种能够对固井作业用的高压管汇实现稳定、可靠地远程控制的控制系统，以降低作业人员对高压管汇的现场控制所带来的人身安全事故。
本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种固井作业用高压管汇远程控制系统，所述远程控制系统包括远程PLC控制器、液压子系统、以及排布在固井作业用的高压管汇对应控制点位上的至少一个液控旋塞阀和至少一个液控针型阀，所述液控旋塞阀具有与所述远程PLC控制器保持实时通信的旋塞阀控制器，所述液控针型阀具有与所述远程PLC控制器保持实时通信的针型阀控制器，所述液压子系统用作向所述液控旋塞阀和所述液控针型阀分别提供液压动力，所述液压子系统对所述液控旋塞阀提供液压动力的动作受所述旋塞阀控制器控制，所述液压子系统对所述液控针型阀提供液压动力的动作受所述针型阀控制器控制。
作为优选方案之一，所述远程控制系统还包括有排布在固井作业用的高压管汇对应监测点位上的至少一个压力传感器，所述压力传感器用作向所述远程PLC控制器实时反馈高压管汇上的对应监测点位的压力。
作为优选方案之一，所述远程控制系统还包括有24V电瓶，所述24V电瓶用作向远程控制系统上的各电器元件提供工作电源。
作为优选方案之一，所述PLC控制器具有人机交互用的人机界面。
作为优选方案之一，所述液压子系统主要由液压泵和液压储能器组成，所述液压泵通过对应的液压管线与所述液压储能器连接，所述液压储能器通过对应的液压管线分别与液控旋塞阀和液控针型阀的液压分配器连接。
作为优选方案之一，所述旋塞阀控制器上设有能够控制液压子系统对所述液控旋塞阀提供液压动力动作的手动触发按钮。
作为优选方案之一，所述针型阀控制器上设有能够控制液压子系统对所述液控针型阀提供液压动力动作的手动触发按钮。
本发明的有益技术效果是：
1. 本发明通过远程PLC控制器及匹配的控制阀门，对固井作业用的高压管汇开启、关闭及泄压操作实现远程控制，其结构简单、便于实现，而且控制结果稳定、可靠，尽可能地减少作业人员对高压管汇的现场控制操作次数，以减少作业人员因对高压管汇现场控制所承受的安全风险，实用性强；
2. 本发明通过排布在高压管汇对应监测点位上的压力传感器，可以对高压管汇内的施工压力实现远程掌控，从而增强远程对高压管汇上的各对应控制阀门控制的准确性和可靠性，将安全隐患有效可控，使远程控制更为稳定、可靠；
3. 本发明的液压子系统能够确保液压动力的输送平顺、稳定，有利于提高对高压管汇启闭及泄压操作的安全性。
附图说明
图1为本发明的一种结构原理框图。
图中代号含义：1—液控旋塞阀；2—旋塞阀控制器；3—液控针型阀；4—针型阀控制器；5—液压泵；6—液压储能器；7—远程PLC控制器；8—压力传感器；9—人机界面；10—24V电瓶。
具体实施方式
本发明涉及固井作业中的高压管汇控制技术，具体是一种固井作业用的高压管汇的远程控制系统，下面结合说明书附图-即图1对本发明的内容进行详细、具体的说明。在此需要特别说明的是，本发明的附图是示意性的，其为了清楚本发明的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本发明贡献于现有技术的技术方案。
参见图1所示，本发明包括远程PLC控制器7、液压子系统、液控旋塞阀1、液控针型阀3、压力传感器8和24V电瓶10。
其中，远程PLC控制器7用作向各控制阀门（即各液控旋塞阀1和各液控针型阀3）输送控制指令，并接受压力传感器8输送而来的信号。远程PLC控制器7采用西门子PLC可编程控制器，远程PLC控制器7上设有人机交互用的人机界面9。
液控旋塞阀1的数量根据高压管汇的截流控制设计技术要求而确定，并按照高压管汇的截流控制设计技术要求而排布在高压管汇的对应控制点位上。每个液控旋塞阀1具有与远程PLC控制器7保持实时通信的旋塞阀控制器2，该旋塞阀控制器2用作向远程PLC控制器7反馈液控旋塞阀1的状态信号，并接收远程PLC控制器7对液控旋塞阀1的控制指令，旋塞阀控制器2根据远程PLC控制器7的控制指令而通过液压子系统控制液控旋塞阀1的工作状态切换。
液控针型阀3的数量根据高压管汇的泄压控制设计技术要求而确定，并按照高压管汇的泄压控制设计技术要求而排布在高压管汇的对应控制点位上。每个液控针型阀3具有与远程PLC控制器7保持实时通信的针型阀控制器4，该针型阀控制器4用作向远程PLC控制器7反馈液控针型阀3的状态信号，并接收远程PLC控制器7对液控针型阀3的控制指令，针型阀控制器4根据远程PLC控制器7的控制指令而通过液压子系统控制液控针型阀3的工作状态切换。
液压子系统用作向上述液控旋塞阀1和上述液控针型阀3分别提供液压动力。具体的，液压子系统主要由液压泵5和液压储能器6组成，液压泵5通过对应的液压管线与液压储能器6连接，液压储能器6通过对应的液压管线分别与液控旋塞阀1和液控针型阀3的液压分配器连接；液压泵5的动作分别受旋塞阀控制器2和针型阀控制器4控制，也就是说，旋塞阀控制器2根据远程PLC控制器7对液控旋塞阀1的控制指令而控制液压泵5的动作，使液压泵5对液控旋塞阀1通过液压储能器6提供液压动力，同样的，针型阀控制器4根据远程PLC控制器7对液控针型阀3的控制指令而控制液压泵5的动作，使液压泵5对液控针型阀3通过液压储能器6提供液压动力。
压力传感器8的数量根据高压管汇的压力监测控制设计技术要求而确定，并按照高压管汇的压力监测控制设计技术要求而排布在高压管汇的对应监测点位上。压力传感器8用作向监测高压管汇的对应监测点位上的压力，并将监测结果实时反馈给远程PLC控制器7。
24V电瓶10用作向本发明的各电器元件-特别是远程PLC控制器7、旋塞阀控制器2和针型阀控制器4提供工作电源。
为了保障本发明在远程PLC控制器可能故障时的稳定性，上述旋塞阀控制器2上设有能够控制液压子系统对液控旋塞阀1提供液压动力动作的手动触发按钮。
为了保障本发明在远程PLC控制器可能故障时的稳定性，上述针型阀控制器4上设有能够控制液压子系统对液控针型阀3提供液压动力动作的手动触发按钮。
在上述本发明中，可以考虑将远程PLC控制器、旋塞阀控制器、针型阀控制器、24V电瓶、液压子系统的液压泵和液压储能器集成排布在同一控制柜内，这样有利于系统结构的紧凑化。
以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述远程控制系统包括远程PLC控制器（7）、液压子系统、以及排布在固井作业用的高压管汇对应控制点位上的至少一个液控旋塞阀（1）和至少一个液控针型阀（3），所述液控旋塞阀（1）具有与所述远程PLC控制器（7）保持实时通信的旋塞阀控制器（2），所述液控针型阀（3）具有与所述远程PLC控制器（7）保持实时通信的针型阀控制器（4），所述液压子系统用作向所述液控旋塞阀（1）和所述液控针型阀（3）分别提供液压动力，所述液压子系统对所述液控旋塞阀（1）提供液压动力的动作受所述旋塞阀控制器（2）控制，所述液压子系统对所述液控针型阀（3）提供液压动力的动作受所述针型阀控制器（4）控制。
2.根据权利要求1所述固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述远程控制系统还包括有排布在固井作业用的高压管汇对应监测点位上的至少一个压力传感器（8），所述压力传感器（8）用作向所述远程PLC控制器（7）实时反馈高压管汇上的对应监测点位的压力。
3.根据权利要求1或2所述固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述远程控制系统还包括有24V电瓶（10），所述24V电瓶（10）用作向远程控制系统上的各电器元件提供工作电源。
4.根据权利要求1或2所述固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述远程PLC控制器（7）具有人机交互用的人机界面（9）。
5.根据权利要求1所述固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述液压子系统主要由液压泵（5）和液压储能器（6）组成，所述液压泵（5）通过对应的液压管线与所述液压储能器（6）连接，所述液压储能器（6）通过对应的液压管线分别与液控旋塞阀（1）和液控针型阀（3）的液压分配器连接。
6.根据权利要求1所述固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述旋塞阀控制器（2）上设有能够控制液压子系统对所述液控旋塞阀（1）提供液压动力动作的手动触发按钮。
7.根据权利要求1所述固井作业用高压管汇远程控制系统，其特征在于：所述针型阀控制器（4）上设有能够控制液压子系统对所述液控针型阀（3）提供液压动力动作的手动触发按钮。
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