CN111119858A - 一种防喷器胶芯监测与评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防喷器胶芯监测与评估系统，包括信号采集装置、数据处理装置、监测装置和评估报告装置；所述信号采集装置、数据处理装置、监测装置和评估报告装置依次串接；信号采集装置采集防喷器胶芯的温度和压力信号并送入数据处理装置，数据处理装置对温度和压力信号处理后送入监测装置，监测装置根据输入的信号输出相应的防喷器胶芯实时可靠性和剩余寿命的结果至评估报告装置进行显示。本发明提供了一种实时监测防喷器胶芯压力和温度，评估防喷器胶芯的实时可靠性和剩余寿命的系统，为钻井平台上的工作人员提供参考信息，及时更换防喷器胶芯。

Description

一种防喷器胶芯监测与评估系统

技术领域

本发明属于油井防喷器技术领域，具体涉及一种防喷器胶芯监测与评估系统。

背景技术

环形防喷器是在进行修井和完井等操作中为防止发生井喷而添加的关闭井口的设备，可以实现全封和半封功能，且结构简单，操作方便，是一种常见的井口装置。环形防喷器的使用必须通过液压系统进行控制和驱动才能正常工作，常见的形式是和闸板防喷器相配套使用，也能单独使用。环形防喷器的胶芯是修井或者完井过程中最重要的安全保障，如果在使用过程中出现损坏未能及时更换就会造成事故。其中胶芯失效是一个复杂的综合性问题，在现有的油井智能防喷器监测系统中没有对胶芯进行实时监测与评估，工作过程中很难发现胶芯出现问题，一旦出现问题就会造成事故。而胶芯的失效原因主要是高温与压力，在长时间的高温高压的环境下，胶芯频繁的张开收紧，使用寿命以及使用状态需要人为的进行实时监测与评估，直观了解胶芯的实时状态，为胶芯的失效作出评估，预测使用次数，及时进行更换。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种实时监测防喷器胶芯压力和温度，评估防喷器胶芯的实时可靠性和剩余寿命的系统，为钻井平台上的工作人员提供参考信息，及时更换防喷器胶芯，避免事故的发生，提高石油钻井的安全性。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种防喷器胶芯监测与评估系统，包括信号采集装置、数据处理装置、监测装置和评估报告装置；所述信号采集装置、数据处理装置、监测装置和评估报告装置依次串接；信号采集装置采集防喷器胶芯的温度和压力信号并送入数据处理装置，数据处理装置对温度和压力信号处理后送入监测装置，监测装置根据输入的信号输出相应的防喷器胶芯实时可靠性和剩余寿命的结果至评估报告装置进行显示。

作为优选，所述信号采集装置包括安装在防喷器胶芯上的压力传感器和温度传感器。

作为优选，所述压力传感器为微型压力传感器；所述温度传感器为热电偶传感器。

作为优选，所述压力传感器安装在防喷器胶芯的圆周与防喷器装配的间隙处，采集胶芯四周受到的压力。

作为优选，所述数据处理装置包括A/D转换器和滤波器，所述A/D转换器的输入端与信号采集装置的输出端相连，A/D转换器的输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端与监测装置相连。

作为优选，还包括无线数据传输模块，无线数据传输模块与监测装置电连接。

作为优选，所述无线数据传输模块为GPRS模块。

作为优选，所述评估报告装置包括语音模块、键盘、显示器、打印机，所述语音模块、键盘、显示器、打印机分别与计算机相连。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、根据传感器监测的防喷器胶芯的实时状态数据，压力和温度信息，将实时信息显示并能计算出防喷器胶芯的实时可靠性与剩余寿命。

2、操作人员依据上述实时可靠性信息，及时了解防喷器胶芯的使用状态以及剩余寿命，可及时发现防喷器胶芯存在的问题，及时更换胶芯或者更换防喷器，避免事故的发生，从而进一步提高石油钻探开发的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐明本发明。

如图1所示，一种防喷器胶芯监测与评估系统，包括信号采集装置1、数据处理装置2、监测装置3和评估报告装置4；信号采集装置1、数据处理装置2、监测装置3和评估报告装置4依次串接；信号采集装置1采集防喷器胶芯的温度和压力信号并送入数据处理装置2，数据处理装置2对温度和压力信号处理后送入监测装置3，监测装置3处理数据并给出相应的防喷器胶芯实时可靠性和剩余寿命的结果至评估报告装置4进行显示。

信号采集装置1包括安装在防喷器胶芯上的压力传感器和温度传感器。压力传感器和温度传感器可以采集防喷器工作时防喷器上的胶芯所承受的压力和温度信息，防喷器胶芯的失效主要是由于压力和温度的变化造成的，所以采集胶芯的实时压力和温度信息是十分必要的。

温度传感器可选择接触式或者非接触式，因为这里主要采集防喷器工作时胶芯的温度变化以及自身的受到的最高温度，不需要采集微小的温度，再者考虑到安装的方便以及温度传感器成本，所以采用热电偶传感器，热电偶传感器优点和缺陷：它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。

压力传感器选择微型压力传感器，其安装在胶芯圆周与防喷器装配的间隙处，采集胶芯四周受到的压力。

数据处理装置2包括A/D转换器和滤波器，A/D转换器的输入端与信号采集装置1的输出端相连，A/D转换器的输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端与监测装置3相连。

数据处理装置2对压力传感器和温度传感器传送来的压力和温度信号进行整形、消噪、放大、滤波后送入监测装置3，监测装置3内存放有试验阶段防喷器胶芯在模拟防喷器工作时的的温度和压力信息以及高温高压下会对胶芯造成的影响以及防喷器胶芯可靠性评估信息与剩余寿命的数据信息。

监测装置3可将数据处理装置2对防喷器胶芯进行可靠性评估和剩余寿命计算，当实时压力、温度超过存放数据库中的额定压力、温度幅值3％时，监测装置3会对防喷器胶芯进行可靠性评估和剩余寿命计算，将计算结果送入评估报告装置4，监测装置3采用中央处理器CPU开发，可采用马尔可夫方法进行计算。

为了使得监测装置3的处理信息能够传输到外部移动端如现场巡查人员或者固定端如公司、总处理台或者其它地方，本发明还包括无线数据传输模块31，无线数据传输模块31与监测装置3电连接，用于监测装置3以无线方式向外部进行数据传输。

无线数据传输模块31为GPRS模块。也可为3G或者4G通信模式的模块。

评估报告装置4包括语音模块、键盘、显示器、打印机，所述语音模块、键盘、显示器、打印机分别与计算机相连。

本发明的工作原理如下：信号采集装置1首先通过压力传感器和温度传感器实时采集防喷器胶芯的压力和温度信号，将采集的信号发送给数据处理装置2。

数据处理装置2对压力传感器和温度传感器采集的信号进行整形、消噪、放大、滤波后送入监测装置3。

监测装置3内存放有试验阶段防喷器胶芯在模拟防喷器工作时的的温度和压力信息以及高温高压下会对胶芯造成的影响和防喷器胶芯可靠性评估信息和剩余寿命的数据信息。

当实时压力、温度超过存放数据库中的额定压力、温度幅值3％时，监测装置3会对防喷器胶芯进行可靠性评估和剩余寿命计算，将计算结果送入评估报告装置4，或通过无线数据传输模块31传送给其他移动端或者固定端。

评估报告装置4会进行显示或打印评估结果和参考意见给操作人员。

监测装置3将实时的压力和温度信息传送给评估报告装置4，评估报告装置4通过显示器显示出实时的压力和温度信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：包括信号采集装置(1)、数据处理装置(2)、监测装置(3)和评估报告装置(4)；所述信号采集装置(1)、数据处理装置(2)、监测装置(3)和评估报告装置(4)依次串接；信号采集装置(1)采集防喷器胶芯的温度和压力信号并送入数据处理装置(2)，数据处理装置(2)对温度和压力信号处理后送入监测装置(3)，监测装置(3)根据输入的信号输出相应的防喷器胶芯实时可靠性和剩余寿命的结果至评估报告装置(4)进行显示。

2.根据权利要求1所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：所述信号采集装置(1)包括安装在防喷器胶芯上的压力传感器和温度传感器。

3.根据权利要求2所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：所述压力传感器为微型压力传感器；所述温度传感器为热电偶传感器。

4.根据权利要求2或3所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：所述压力传感器安装在防喷器胶芯的圆周与防喷器装配的间隙处，采集胶芯四周受到的压力。

5.根据权利要求1所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：所述数据处理装置(2)包括A/D转换器和滤波器，所述A/D转换器的输入端与信号采集装置(1)的输出端相连，A/D转换器的输出端与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端与监测装置(3)相连。

6.根据权利要求1所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：还包括无线数据传输模块(31)，无线数据传输模块(31)与监测装置(3)电连接。

7.根据权利要求7所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：所述无线数据传输模块(31)为GPRS模块。

8.根据权利要求1所述的防喷器胶芯监测与评估系统，其特征在于：所述评估报告装置(4)包括语音模块、键盘、显示器、打印机，所述语音模块、键盘、显示器、打印机分别与计算机相连。

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