CN111648743A - 自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门及方法。本发明的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，包括阀门本体及供电模块，所述阀门本体与管道的连接处设置一个环形钢圈，所述环形钢圈上均匀布置有压力传感器，所述压力传感器连接节点控制器，所述节点控制器通过继电器控制阀门的制动装置，所述节点控制器通过网络或者卫星信号连接控制终端。本发明可以实时进行设备运转监测。一旦出现油、气或其他液气体的泄漏会立马捕捉，第一时间将泄漏信号传至上游控制端进行智能关闭并亮起警示灯，同时将泄漏信息及泄漏源位置发送至远端管理端。采用全天候实时监控代替日常的人为定时定点检查避免排查疏忽，降低排查人员工作压力。
Description
技术领域：
本发明涉及一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门及方法，属于管道输送技术领域。
背景技术：
随着石油、天然气等液气体开采规模的不断扩大，目前所使用的石油天然气等液气体开采及输送装置基本上还是比较传统的，需要靠人力来定期寻查潜在泄漏点以及需要现场手动开关阀门。
第一：现场作业中的石油、天然气等液气体开采及输送装置压力是非常的高，一旦出现泄漏或其他故障所导致的事故后果是非常严重的，尤其对现场作业人员的伤害是非常大的。
第二：随着资源需求的不断增加，开采的采油井口、采气井口及其他液气体输送管道等数量越来越多，靠人工巡井工作量越来越多，劳动力成本越来越高。
现在随着科技的进步，通过信息化和智能化等高科技手段实现所有的石油天然气装置可以自动检测泄漏并预警，智能判断并执行开关阀门，人员通过远程控制石油天然气等液气体开采及各种液、气体输送装置的作业已成为现实。
发明内容：
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门及方法，可以实时进行设备运转监测。一旦出现油、气或其他液气体的泄漏会立马捕捉，第一时间将泄漏信号传至上游控制端进行智能关闭并亮起警示灯，同时将泄漏信息及泄漏源位置发送至远端管理端，告知管理人员。管理人员通过接收到的泄漏信息及泄漏源位置可以快速定位并采取应对措施，采用全天候实时监控代替日常的人为定时定点检查，减轻人员排查工作量，避免排查疏忽，降低工作压力。维修人员及时掌握信息，快速定位事故位置并作出应急措施，大大缩减应急维修时间和工作量。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，包括阀门本体及供电模块，所述阀门本体与管道的连接处设置一个环形钢圈，所述环形钢圈上均匀布置有压力传感器，所述压力传感器连接节点控制器，所述节点控制器通过继电器控制阀门的制动装置，所述节点控制器通过网络或者卫星信号连接控制终端,所述供电模块用于给压力传感器、节点控制器、阀门的制动装置、节点控制器供电。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述供电模块采用太阳能光伏板供电装置，包括太阳能电池组、与所述太阳能电池组连接的蓄电池。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述控制终端采用手机或者电脑。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述节点控制器通过5G通信网络连接控制终端。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，还包括报警模块，所述报警模块设置在所述的控制终端。
所述自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述阀门的制动装置包括电机，所述的电机通过齿轮箱连接阀门的阀板，所述阀门的阀板上设置有行程开关。
一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门的方法，该方法包括如下步骤：
（1）通过控制终端预设阀门管道的压力安全阈值；
（2）当检测到泄漏介质的喷射压力达到预设安全阀值时传感器将信号传递至上游节点控制器，节点控制器中芯片中的控制程序分别控制电路继电器及信号发送器，电路继电器执行关闭阀门电路通电，关闭阀板，同时信号发送器将控制端传递的泄漏预警信息及位置信息通过网络或卫星信号发送至控制终端，控制终端触发报警模块报警，提醒工作人员。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门的方法，步骤（2）中所述的关闭阀板的过程是：节点控制器中芯片中的控制程序控制继电器打开制动装置电路，制动装置中电机运行带动齿轮箱运转，记录并向芯片控制端反馈运转行程，当运转行程达到预设值芯片控制端控制继电器关闭制动装置电路，制动装置停止运转，此时关闭阀门任务完成。
有益效果：
1.本发明可以实时进行设备运转监测。一旦出现油、气或其他液气体的泄漏会立马捕捉，第一时间将泄漏信号传至上游控制端进行智能关闭并亮起警示灯，同时将泄漏信息及泄漏源位置发送至远端管理端，告知管理人员。管理人员通过接收到的泄漏信息及泄漏源位置可以快速定位并采取应对措施。采用全天候实时监控代替日常的人为定时定点检查，减轻人员排查工作量，避免排查疏忽，降低工作压力。维修人员及时掌握信息，快速定位事故位置并作出应急措施，大大缩减应急维修时间和工作量。
2.本发明当感应装置捕捉到泄漏迹象，信息瞬间传递至上游节点控制端，控制端智能判断并执行关闭动作。并将关闭状态反馈至控制终端（管理员端）。发现隐患立即智能处理，避免事态进一步恶化从而造成更大的严重事故。将事故发生的可能性降低至最低。
3.本发明操作人员可以通过远程终端即可控制智能石油天然气装置开和关，无需亲自赶赴现场进行手动作业。可以有效的减少工作人员往返现场的频率。大大降低手动作业的劳动量。避免工作人员现场作业时由于身处其中可能发生的潜在人身安全风险。工作人员通过最终控制端（手机或电脑）选择开启或关闭命令，控制端将命令通过卫星或网络将信号传递至节点控制端信号收发器，信号收发器将信号传递至芯片控制端调动执行程序控制继电器及制动设备进行开启或关闭操作并记录行程。当制动设备完成预设行程动作后芯片执行器将状态信息通过信号收发器发送至最终控制端，此时任务指令完成。
4. 目前市场上的石油天然气等液气体开采及输送装置从生产设计到实际应用基本上还都属于比较传统的模式。此类智能石油天然气等液气体开采及输送装置属于创新性应用，取代了传统的运用方式。该类智能产品，可以让目前传统的制作和运用模式转变为智能化模式，使得整个行业得到升级，具有跨时代意义。
5.本发明采用光伏供电，一方面更加节能，另一方面解决了偏远的户外石油天然气井口供电不方便的问题，使得本发明的适用范围更广。
附图说明：
图1是本发明系统结构示意图。
图2是本发明的传感与节点控制器连接示意图。
图3是本发明的远程多途径连接控制示意图。
具体实施方式：
实施例1：
如图1-3所示：本发明的一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，包括阀门本体及供电模块，所述阀门本体与管道的连接处设置一个环形钢圈，所述环形钢圈上均匀布置有压力传感器1，所述压力传感器连接节点控制器2，所述节点控制器通过继电器控制阀门的制动装置，所述节点控制器通过网络或者卫星信号连接控制终端,所述供电模块用于给压力传感器、节点控制器、阀门的制动装置、节点控制器供电。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述供电模块采用太阳能光伏板供电装置，包括太阳能电池组、与所述太阳能电池组连接的蓄电池。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述控制终端采用手机或者电脑。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述节点控制器通过5G通信网络连接控制终端。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，还包括报警模块，所述报警模块设置在所述的控制终端。
所述自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，所述阀门的制动装置包括电机，所述的电机通过齿轮箱连接阀门的阀板，所述阀门的阀板上设置有行程开关。
一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门的方法，该方法包括如下步骤：
（1）通过控制终端预设阀门管道的压力安全阈值；
（2）当检测到泄漏介质的喷射压力达到预设安全阀值时传感器将信号传递至上游节点控制器，节点控制器中芯片中的控制程序分别控制电路继电器及信号发送器，电路继电器执行关闭阀门电路通电，关闭阀板，同时信号发送器将控制端传递的泄漏预警信息及位置信息通过网络或卫星信号发送至控制终端，控制终端触发报警模块报警，提醒工作人员。
所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门的方法，步骤（2）中所述的关闭阀板的过程是：节点控制器中芯片中的控制程序控制继电器打开制动装置电路，制动装置中电机运行带动齿轮箱运转，记录并向芯片控制端反馈运转行程，当运转行程达到预设值芯片控制端控制继电器关闭制动装置电路，制动装置停止运转，此时关闭阀门任务完成。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。
Claims (8)
1.一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，包括阀门本体及供电模块，其特征在于：所述阀门本体与管道的连接处设置一个环形钢圈，所述环形钢圈上均匀布置有压力传感器，所述压力传感器连接节点控制器，所述节点控制器通过继电器控制阀门的制动装置，所述节点控制器通过网络或者卫星信号连接控制终端,所述供电模块用于给压力传感器、节点控制器、阀门的制动装置、节点控制器供电。
2.根据权利要求1所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，其特征在于：所述供电模块采用太阳能光伏板供电装置，包括太阳能电池组、与所述太阳能电池组连接的蓄电池。
3.根据权利要求1所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，其特征在于：所述控制终端采用手机或者电脑。
4.根据权利要求1所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，其特征在于：所述节点控制器通过5G通信网络连接控制终端。
5.根据权利要求1所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，其特征在于：还包括报警模块，所述报警模块设置在所述的控制终端。
6.根据权利要求1所述自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门，其特征在于：所述阀门的制动装置包括电机，所述的电机通过齿轮箱连接阀门的阀板，所述阀门的阀板上设置有行程开关。
7.一种自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
（1）通过控制终端预设阀门管道的压力安全阈值；
（2）当检测到泄漏介质的喷射压力达到预设安全阀值时传感器将信号传递至上游节点控制器，节点控制器中芯片中的控制程序分别控制电路继电器及信号发送器，电路继电器执行关闭阀门电路通电，关闭阀板，同时信号发送器将控制端传递的泄漏预警信息及位置信息通过网络或卫星信号发送至控制终端，控制终端触发报警模块报警，提醒工作人员。
8.根据权利要求7所述的自动巡检且智能远程控制的石油天然气井口阀门的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的关闭阀板的过程是：节点控制器中芯片中的控制程序控制继电器打开制动装置电路，制动装置中电机运行带动齿轮箱运转，记录并向芯片控制端反馈运转行程，当运转行程达到预设值芯片控制端控制继电器关闭制动装置电路，制动装置停止运转，此时关闭阀门任务完成。
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