CN109209352A - 一种水下采油树自动关井系统 - Google Patents

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American Drilling Deep Sea Energy Technology Research and Development Shanghai Co Ltd
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Abstract

一种水下采油树自动关井系统，包含：数据转换模块，用于将压力传感器的压力信号转化成十六位SPI通讯信号；逻辑控制模块，用于对数据转换模块输出的压力信号进行比例微积分运算，将运算后的数据与设定的报警参数与安全关井参数进行判断，如果达到设定阈值，则输出控制信号给动安全关井执行模块，驱动自动安全关井执行模块进行报警与安全关井的动作；自动安全关井执行模块，用于根据逻辑控制模块的指令进行报警与安全关井操作；变压整流模块、数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块全部安置在防水外壳之内。本发明具备在水下工作的能力，实现了对水下采油树的压力监测和自动安全关井，有利于提高水下采油树运行过程中的安全性与稳定性。

Description

一种水下采油树自动关井系统
技术领域
本发明涉及一种水下采油树自动关井系统。
背景技术
近年来，随着钻井工艺的发展，水下采油树现场井控装备配套日益复杂，现有井控装备和以此为依托的关井操作模式在生产实践中暴露出一些问题。特别是在发生溢流等紧急情况下关井时，不但需要多名操作人员协同配合完成动作，还需要各操作环节之间依次传递手势信息对操作情况进行逐一确认。这一操作模式流程复杂，配合繁琐，其中任何一个环节出现差错都有可能导致最佳关井时机的延误，给井控安全带来潜在隐患和风险。
发明内容
本发明提供一种水下采油树自动关井系统，具备在水下工作的能力，实现了对水下采油树的压力监测和自动安全关井，有利于提高水下采油树运行过程中的安全性与稳定性。
为了达到上述目的，本发明提供一种水下采油树自动关井系统，包含：
数据转换模块，其连接水下采油树井内的压力传感器，用于将压力传感器的压力信号转化成十六位SPI通讯信号；
逻辑控制模块，其连接数据转换模块，并连接自动安全关井执行模块，用于对数据转换模块输出的压力信号进行比例微积分运算，将运算后的数据与设定的报警参数与安全关井参数进行判断，如果达到设定阈值，则输出控制信号给动安全关井执行模块，驱动自动安全关井执行模块进行报警与安全关井的动作；
自动安全关井执行模块，其连接液压输入管路和液压输出管路，用于根据逻辑控制模块的指令进行报警与安全关井操作；
防水外壳，将变压整流模块、数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块全部安置在防水外壳之内。
所述的水下采油树自动关井系统还包含：变压整流模块其输入端连接外部电源，其输出端连接数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块，为数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块提供电力。
所述的数据转换模块通过数据线连接水下采油树井内的压力传感器，数据转换模块的型号为AD974。
所述的逻辑控制模块通过同步通讯总线SPI连接数据转换模块，并通过电力母线连接自动安全关井执行模块，逻辑控制模块的型号为STM8S207。
所述的自动安全关井执行模块采用型号为BIFOLD-FP06P的电磁阀。
所述的防水外壳采用防水材料制成，并在线路出口和管路出口处做密封处理。
所述的变压整流模块的输入端通过电力母线连接外部电源，其输出端通过电力母线连接数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块。
所述的变压整流模块包含第一整流模块和第二整流模块，第一整流模块的型号为HLK-PM01，其用于将外部电源的AC220V交流电压转化成DC5V直流电压为数据转换模块和逻辑控制模块提供控制电源，第二整流模块的型号为NDR-240-24，其用于将外部电源的AC220V交流电压转化成DC24V直流电压为自动安全关井执行模块提供动力电源。
本发明通过防水外壳具备在水下工作的能力，实现了对水下采油树的压力监测和自动安全关井，有利于提高水下采油树运行过程中的安全性与稳定性，同时可通过预留接口为水面的控制系统提供重要的控制数据。
附图说明
图1是本发明提供的一种水下采油树自动关井系统的结构示意图。
具体实施方式
以下根据图1具体说明本发明的较佳实施例。
如图1所示，本发明提供一种水下采油树自动关井系统，包含：
变压整流模块101，其输入端通过电力母线连接外部电源，其输出端通过电力母线连接数据转换模块102、逻辑控制模块103和自动安全关井执行模块104，为数据转换模块102、逻辑控制模块103和自动安全关井执行模块104提供电力；该变压整流模块101包含第一整流模块和第二整流模块，第一整流模块的型号为HLK-PM01，其用于将外部电源的AC220V交流电压转化成DC5V直流电压为数据转换模块102和逻辑控制模块103提供控制电源，第二整流模块的型号为NDR-240-24，其用于将外部电源的AC220V交流电压转化成DC24V直流电压为自动安全关井执行模块104提供动力电源；
数据转换模块102，其通过数据线连接水下采油树井内的压力传感器，该数据转换模块102的型号为AD974，用于将4-20mA的压力信号转化成十六位SPI通讯信号；
逻辑控制模块103，其通过同步通讯总线SPI连接数据转换模块102，并通过电力母线连接自动安全关井执行模块104，该逻辑控制模块103的型号为STM8S207，用于对数据转换模块102输出的压力信号进行比例微积分运算，将运算后的数据与设定的报警参数与安全关井参数进行判断，如果达到设定阈值，则输出控制信号给动安全关井执行模块104，驱动自动安全关井执行模块104进行报警与安全关井的动作；
自动安全关井执行模块104，其管路连接液压输入管路和液压输出管路，该自动安全关井执行模块104采用型号为BIFOLD-FP06P的电磁阀，用于根据逻辑控制模块103的指令进行报警与安全关井操作；
防水外壳105，该防水外壳105采用防水材料制成，将变压整流模块101、数据转换模块102、逻辑控制模块103和自动安全关井执行模块104全部安置在防水外壳105之内，并在线路出口和管路出口处做密封处理。
本发明通过防水外壳具备在水下工作的能力，实现了对水下采油树的压力监测和自动安全关井，有利于提高水下采油树运行过程中的安全性与稳定性，同时可通过预留接口为水面的控制系统提供重要的控制数据。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种水下采油树自动关井系统，其特征在于，包含：
数据转换模块，其连接水下采油树井内的压力传感器，用于将压力传感器的压力信号转化成十六位SPI通讯信号；
逻辑控制模块，其连接数据转换模块，并连接自动安全关井执行模块，用于对数据转换模块输出的压力信号进行比例微积分运算，将运算后的数据与设定的报警参数与安全关井参数进行判断，如果达到设定阈值，则输出控制信号给动安全关井执行模块，驱动自动安全关井执行模块进行报警与安全关井的动作；
自动安全关井执行模块，其连接液压输入管路和液压输出管路，用于根据逻辑控制模块的指令进行报警与安全关井操作；
防水外壳，将变压整流模块、数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块全部安置在防水外壳之内。
2.如权利要求1所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的水下采油树自动关井系统还包含：变压整流模块其输入端连接外部电源，其输出端连接数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块，为数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块提供电力。
3.如权利要求1所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的数据转换模块通过数据线连接水下采油树井内的压力传感器，数据转换模块的型号为AD974。
4.如权利要求1所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的逻辑控制模块通过同步通讯总线SPI连接数据转换模块，并通过电力母线连接自动安全关井执行模块，逻辑控制模块的型号为STM8S207。
5.如权利要求1所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的自动安全关井执行模块采用型号为BIFOLD-FP06P的电磁阀。
6.如权利要求1所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的防水外壳采用防水材料制成，并在线路出口和管路出口处做密封处理。
7.如权利要求2所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的变压整流模块的输入端通过电力母线连接外部电源，其输出端通过电力母线连接数据转换模块、逻辑控制模块和自动安全关井执行模块。
8.如权利要求7所述的水下采油树自动关井系统，其特征在于，所述的变压整流模块包含第一整流模块和第二整流模块，第一整流模块的型号为HLK-PM01，其用于将外部电源的AC220V交流电压转化成DC5V直流电压为数据转换模块和逻辑控制模块提供控制电源，第二整流模块的型号为NDR-240-24，其用于将外部电源的AC220V交流电压转化成DC24V直流电压为自动安全关井执行模块提供动力电源。
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