CN115569335A - 一种用于钻井船钻台的水喷淋系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，包括：海水控制管路、空气控制管路、雨淋阀、三通电磁阀、喷头、火灾监测探头、信号采集控制箱、信号控制装置、控制开关、远程手动释放按钮和中控台，信号采集控制箱接收火灾监测探头传递的火情信号，并直接或通过中控台传递给信号控制装置，信号控制装置再将电信号传递给三通电磁阀，通过三通电磁阀控制雨淋阀开启，进一步启动喷淋系统进行灭火。本发明所提供的喷淋系统通过控制开关切换自动和手动远程控制模式，通过打开海水控制管路上的应急释放球阀在现场紧急启动喷淋系统，满足无人值守、现场急火情等各种场景下的系统控制需求，能够及时有效的发现并遏制火情的发生，提升了钻井船的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种用于钻井船钻台的水喷淋系统及其控制方法。
背景技术
钻井船是用于水上钻井作业的船舶，在进行作业的过程中，由于钻井过程会产生甲烷等危险气体，这些危险气体会沿着钻杆通道上升到钻台面，使整个钻台面处于充斥着危险气体的环境，由于钻台面上布置有大量作业设备，这些设备均处于危险范围内，容易发生火灾，因此需要保证整个钻台处在安全的状态。现有的钻井船在钻台全区域覆盖消防雨喷淋系统，通过局部远程手动和人工现场紧急手动的方式对火灾进行扑灭，能够在一定程度上对火灾进行控制，但现有的雨喷淋系统并不具备自动控制喷淋系统进行喷淋的功能，当无人值守时，不能及时发现火情，启动喷淋系统进行灭火。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于钻井船钻台的水喷淋系统及其控制方法，实现了自动控制、远程手动控制和现场应急手动控制相结合的联动机制。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种用于钻井船钻台的水喷淋系统包括：海水控制管路、空气控制管路、雨淋阀、气动驱动阀、三通电磁阀、喷淋管路、喷头、火灾监测探头、信号采集控制箱、信号控制装置、控制开关、远程手动释放按钮和中控台；
其中，海水控制管路与海水总管连接，包括主海水控制管路和辅海水控制管路，主海水控制管路与雨淋阀连接，辅海水控制管路直接与喷淋管路连接。
辅海水控制管路上设置有应急手动阀。
空气控制管路与三通电磁阀连接，用于将压缩空气引导至气动驱动阀。
雨淋阀连接在主海水控制管路和喷淋管路之间，雨淋阀打开时，海水可通过雨淋阀从主海水控制管路流入喷淋管路，雨淋阀的开度和流量受中控台的监控。
气动驱动阀与空气控制管路连接，将空气控制管路中的压缩空气传送至雨淋阀腔体内。
三通电磁阀的三个接口为气源入口、控制气接口及泄放口。
正常情况下，三通电磁阀不得电，此时三通电磁阀的气源入口与控制气接口的通道导通，压缩空气从三通电磁阀流入空气管路产生气源压力作用于气动驱动阀，使得雨淋阀腔内保持一定压力，此时雨淋阀和气动驱动阀关闭。
当火灾防控区域内发生火情时，三通电磁阀接收到电信号得电，气源入口关闭，控制气接口和泄放口导通，作用于气动驱动阀上的气压消失，雨淋阀开启。
喷淋管路延伸至各火灾防护区域内，与喷头连接。
喷头采用朝下90°和倾斜45°相结合的组合方式围绕钻台井架及挡风墙进行布置，覆盖各个火灾防护区域。
火灾监测探头采用船舶配套火灾监测系统中的火灾探头，火灾监测探头与信号采集控制箱连接，将探测信号传递给信号采集控制箱，信号采集控制箱接收到监测探头的信号后，释放电信号传递给信号控制装置或者中控台。
控制开关设置在信号控制装置和中控台之间，控制开关为双控开关，操控按钮设置在中控台，控制开关打开时，信号采集控制箱与信号控制装置连通，控制开关关闭时，信号采集控制箱与中控台连通。
远程手动释放按钮设置在中控台。
信号控制装置与三通电磁阀连接，用于接收信号采集控制箱或者中控台传递的电信号，并将电信号传递给三通电磁阀。
火灾防护区域包括钻盘及周边区、司钻房区、节流压井管汇区、泥气分离器区、井架V口区和立根盒区。
优选的，雨淋阀可选用尺寸为6分、8分或者10分的具有高耐腐蚀性能的不锈钢球阀。
优选的，火灾监测探头包括危险气体探头、火灾感温探头中的一种或几种。
优选的，信号控制装置为信号分配器。
优选的，钻盘及周边区的喷头布置采用朝下90°和向下45°斜喷结合两种喷头方式，其中斜喷朝向钻台中心位置，喷头设计在距离钻台面4米的位置。
优选的，司钻房区的喷头采用朝下90°和向下45°斜喷结合。
优选的，节流压井管汇区的喷头设置在距离节流压井管汇顶部1米的位置，喷头布置采用朝下90°的形式。
优选的，泥气分离器区的喷头设置成上下两层对角布置方式。
优选的，井架V口区的喷头设置在挡风墙顶部，喷头高度设置为距离钻台面4.3米的位置，采用朝下90°和向下45°斜喷结合的方式。
优选的，立根盒区的喷头设置在立根盒外侧，沿着井架横梁布置。喷头高度设计为距离钻台面4米，采用朝下90°和向下45°斜喷交错布置的方式。
本发明除了提供一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，还进一步提供一种钻井船钻台水喷淋系统的控制方法，包括自动控制、手动远程控制和应急手动控制三种模式，具体如下：
喷淋系统的自动控制方法如下：喷淋系统采用自动控制时，控制开关打开，信号采集控制箱与信号控制装置接通，当某个火灾防控区域发生火情时，该区域的火灾监测探头将监测到的信号传递给信号采集控制箱，信号采集控制箱接收到监测探头传递的信号后，释放电信号给信号控制装置，信号控制装置再将电信号传递给相应区域内的三通电磁阀使三通电磁阀得电，雨淋阀开启，海水从主海水控制管路流入到喷淋管路，进行自动消防喷淋。
喷淋系统的手动远程控制方法如下，采用手动远程控制时，关闭控制开关，切断信号采集控制箱与信号控制装置的连接，导通信号采集控制箱与中控台的连接。当某个火灾防控区域发生火情时，该区域的火灾监测探头将监测到的信号传递给信号采集控制箱，信号采集控制箱接收到监测探头传递的信号后，释放电信号并传递到中控台，操作人员在中控台按下远程手动释放按钮，发送电信号至信号控制装置，信号控制装置再将电信号传递到相应区域的三通电磁阀使其得电，雨淋阀开启，海水从主海水控制管路流入到喷淋管路，进行手动远程消防喷淋。
喷淋系统的应急手动控制方法如下：当人员在现场发现火情，且自动控制尚未启动时，打开辅海水控制管路上的应急手动阀，海水从辅海水控制管路流入喷淋管路，进行应急手动消防喷淋。
与现有技术相比，本发明具备以下优点：
本发明提供的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，通过三通电磁阀对雨淋阀进行控制，既能够实现局部喷淋，也能够实现全钻台的喷淋覆盖。通过在系统线路中设计控制开关，使得喷淋系统能在人工和自动控制两种方式之间灵活切换，且手动应急阀的设置能够满足紧急情况下控制喷淋系统进行喷淋的需求，能够及时有效的发现并遏制火情的发生，提升了钻井船的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的钻台水喷淋系统的线路连接图；
图2为本发明提供的钻台水喷淋系统的喷头布置方式示意图；
图3为本发明实施例中喷头向下45°斜喷时的喷头布置示意图；
图4为本发明实施例中喷头朝下90°时的喷头布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1至图2所示，本发明技术方案中提供的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统包括：海水控制管路、空气控制管路、雨淋阀、气动驱动阀、三通电磁阀、喷淋管路、喷头、火灾监测探头、信号采集控制箱、信号控制装置、控制开关、远程手动释放按钮和中控台；
其中，海水控制管路与海水总管连接，包括主海水控制管路和辅海水控制管路，主海水控制管路与雨淋阀连接，辅海水控制管路直接与喷淋管路连接。
辅海水控制管路上设置有应急手动阀。
空气控制管路与三通电磁阀连接，用于将压缩空气引导至气动驱动阀。
雨淋阀连接在主海水控制管路和喷淋管路之间，雨淋阀打开时，海水可通过雨淋阀从主海水控制管路流入喷淋管路，雨淋阀的开度和流量受中控台的监控。
气动驱动阀与空气控制管路连接，将空气控制管路中的压缩空气传送至雨淋阀腔体内。
三通电磁阀的三个接口为气源入口、控制气接口及泄放口。
正常情况下，三通电磁阀不得电，此时三通电磁阀的气源入口与控制气接口的通道导通，压缩空气从三通电磁阀流入空气管路产生气源压力作用于气动驱动阀，使得雨淋阀腔内保持一定压力，此时雨淋阀和气动驱动阀关闭。
当火灾防控区域内发生火情时，三通电磁阀接收到电信号得电，气源入口关闭，控制气接口和泄放口导通，作用于气动驱动阀上的气压消失，雨淋阀开启。
喷淋管路延伸至各火灾防护区域内，与喷头连接。
喷头采用朝下90°和倾斜45°相结合的组合方式围绕钻台井架及挡风墙进行布置，覆盖各个火灾防护区域。
火灾监测探头采用船舶配套火灾监测系统中的火灾探头，火灾监测探头与信号采集控制箱连接，将探测信号传递给信号采集控制箱，信号采集控制箱接收到监测探头的信号后，释放电信号传递给信号控制装置或者中控台。
控制开关设置在信号控制装置和中控台之间，控制开关为双控开关，操控按钮设置在中控台，控制开关打开时，信号采集控制箱与信号控制装置连通，控制开关关闭时，信号采集控制箱与中控台连通。
远程手动释放按钮设置在中控台。
信号控制装置与三通电磁阀连接，用于接收信号采集控制箱或者中控台传递的电信号，并将电信号传递给三通电磁阀。
火灾防护区域包括钻盘及周边区、司钻房区、节流压井管汇区、泥气分离器区、井架V口区和立根盒区。
在本发明的一些实施例中，雨淋阀可选用尺寸为6分、8分或者10分的具有高耐腐蚀性能的不锈钢球阀。
在本发明的一些实施例中，火灾监测探头包括危险气体探头和火灾感温探头。
在本发明的一些实施例中，信号控制装置为信号分配器。
如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，钻盘及周边区的喷头布置采用朝下90°和向下45°斜喷结合两种喷头方式，其中斜喷朝向钻台中心位置，喷头设计在距离钻台面4米的位置。
如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，司钻房区的喷头采用朝下90°和向下45°斜喷结合。
如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，节流压井管汇区的喷头设置在距离节流压井管汇顶部1米的位置，喷头布置采用朝下90°的形式。
如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，泥气分离器区的喷头设置成上下两层对角布置方式。
如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，井架V口区的喷头设置在挡风墙顶部，喷头高度设置为距离钻台面4.3米的位置，采用朝下90°和向下45°斜喷结合的方式。
如图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，立根盒区的喷头设置在立根盒外侧，沿着井架横梁布置。喷头高度设计为距离钻台面4米，采用朝下90°和向下45°斜喷交错布置的方式。
本发明除了提供一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，还进一步提供一种钻井船钻台水喷淋系统的控制方法，包括自动控制、手动远程控制和应急手动控制三种模式：
在本发明的一些实施例中，喷淋系统的自动控制方法如下：喷淋系统采用自动控制时，控制开关打开，信号采集控制箱与信号分配器接通，当某个火灾防控区域发生火情时，该区域的危险气体探头将监测到的信号传递给信号采集控制箱，信号采集控制箱接收到危险气体探头传递的信号后，释放电信号给信号分配器，信号分配器再将电信号传递给相应区域内的三通电磁阀使三通电磁阀得电，雨淋阀开启，海水从主海水控制管路流入到喷淋管路，进行自动消防喷淋。
在本发明的一些实施例中，喷淋系统的手动远程控制方法如下，采用手动远程控制时，关闭控制开关，切断信号采集控制箱与信号分配器的连接，导通信号采集控制箱与中控台的连接。当某个火灾防控区域发生火情时，该区域的火灾感温探头将监测到的信号传递给信号采集控制箱，信号采集控制箱接收到火灾感温探头传递的信号后，释放电信号并传递到中控台，操作人员在中控台按下远程手动释放按钮，发送电信号至信号分配器，信号分配器再将电信号传递到相应区域的三通电磁阀使其得电，雨淋阀开启，海水从主海水控制管路流入到喷淋管路，进行手动远程消防喷淋。
在本发明的一些实施例中，喷淋系统的应急手动控制方法如下：当人员在现场发现火情，且自动控制尚未启动时，打开辅海水控制管路上的应急手动阀，海水从辅海水控制管路流入喷淋管路，进行应急手动消防喷淋。
以上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，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述喷淋系统包括：海水控制管路、空气控制管路、雨淋阀、气动驱动阀、三通电磁阀、喷淋管路、喷头、火灾监测探头、信号采集控制箱、信号控制装置、控制开关、远程手动释放按钮和中控台；
其中，所述海水控制管路与海水总管连接，包括主海水控制管路和辅海水控制管路，所述主海水控制管路与所述雨淋阀连接，所述辅海水控制管路直接与所述喷淋管路连接；
所述辅海水控制管路上设置有应急手动阀；
所述空气控制管路与所述三通电磁阀连接，用于将压缩空气引导至所述气动驱动阀；
所述雨淋阀连接在所述主海水控制管路和喷淋管路之间，所述雨淋阀打开时，海水可通过所述雨淋阀从所述主海水控制管路流入所述喷淋管路，所述雨淋阀的开度和流量受所述中控台的监控；
所述气动驱动阀与所述空气控制管路连接，将所述空气控制管路中的压缩空气传送至所述雨淋阀腔体内；
所述三通电磁阀的三个接口为气源入口、控制气接口及泄放口；
正常情况下，所述三通电磁阀不得电，所述三通电磁阀的气源入口与控制气接口的通道导通，压缩空气从所述三通电磁阀流入所述空气管路产生气源压力作用于所述气动驱动阀，使所述雨淋阀腔内保持一定压力，此时所述雨淋阀和所述气动驱动阀关闭；
当所述火灾防控区域内发生火情时，所述三通电磁阀得电，所述气源入口关闭，控制气接口和泄放口导通，作用于所述气动驱动阀上的气压消失，所述雨淋阀开启；
所述喷淋管路延伸至各火灾防护区域内，与所述喷头连接；
所述喷头采用朝下90°和倾斜45°相结合的组合方式围绕钻台井架及挡风墙进行布置，覆盖各个所述火灾防护区域；
所述火灾监测探头采用船舶配套火灾监测系统中的火灾探头，所述火灾监测探头与所述信号采集控制箱连接，将探测信号传递给所述信号采集控制箱，所述信号采集控制箱接收到所述监测探头的信号后，释放电信号传递给所述信号控制装置或者所述中控台；
所述控制开关设置在所述信号控制装置和所述中控台之间，所述控制开关为双控开关，操控按钮设置在所述中控台，所述控制开关打开时，所述信号采集控制箱与所述信号控制装置连通，所述控制开关关闭时，所述信号采集控制箱与所述中控台连通；
所述远程手动释放按钮设置在所述中控台；
所述信号控制装置与所述三通电磁阀连接，用于接收所述信号采集控制箱或者中控台传递的电信号，并将电信号传递给所述三通电磁阀；
所述火灾防护区域包括钻盘及周边区、司钻房区、节流压井管汇区、泥气分离器区、井架V口区和立根盒区。
2.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述雨淋阀可选用尺寸为6分、8分或者10分的具有高耐腐蚀性能的不锈钢球阀。
3.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述火灾监测探头包括危险气体探头、火灾感温探头中的一种或几种；所述信号控制装置为信号分配器。
4.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述钻盘及周边区的所述喷头设置采用朝下90°和向下45°斜喷结合两种方式，其中斜喷朝向所述钻台中心位置，所述喷头设置在距离所述钻台面4米的位置。
5.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述司钻房区的所述喷头采用朝下90°和向下45°斜喷结合。
6.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述节流压井管汇区的所述喷头设置在距离所述节流压井管汇顶部1米的位置，所述喷头布置采用朝下90°的形式。
7.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述泥气分离器区的所述喷头设置成上下两层对角布置方式。
8.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述井架V口区的所述喷头设置在挡风墙顶部，所述喷头高度设置为距离所述钻台面4.3米的位置，采用朝下90°和向下45°斜喷结合的方式设置。
9.如权利要求1所述的一种用于钻井船钻台的水喷淋系统，其特征在于：所述立根盒区的所述喷头设置在所述立根盒外侧，沿着井架横梁布置，所述喷头高度设计为距离所述钻台面4米，采用朝下90°和向下45°斜喷交错的方式布置。
10.一种钻井船钻台水喷淋系统的控制方法，其特征在于：所述方法用于控制权利要求1-9任一项所述的喷淋系统，所述控制方法包括自动控制、手动远程控制和应急手动控制三种模式，具体如下：
所述喷淋系统的自动控制方法如下：所述喷淋系统采用自动控制时，所述控制开关打开，所述信号采集控制箱与所述信号控制装置接通，当某个所述火灾防控区域发生火情时，该区域的所述火灾监测探头将监测到的信号传递给所述信号采集控制箱，所述信号采集控制箱接收到所述监测探头传递的信号后，释放电信号给所述信号控制装置，所述信号控制装置再将电信号传递给相应区域内的所述三通电磁阀使所述三通电磁阀得电，所述雨淋阀开启，海水从所述主海水控制管路流入到所述喷淋管路，进行自动消防喷淋；
所述喷淋系统的手动远程控制方法如下，采用手动远程控制时，关闭所述控制开关，切断所述信号采集控制箱与所述信号控制装置的连接，导通所述信号采集控制箱与所述中控台的连接；当某个所述火灾防控区域发生火情时，该区域的所述火灾监测探头将监测到的信号传递给所述信号采集控制箱，所述信号采集控制箱接收到所述监测探头传递的信号后，释放电信号并传递到所述中控台，操作人员在所述中控台按下所述远程手动释放按钮，发送电信号至所述信号控制装置，所述信号控制装置再将电信号传递到相应区域的所述三通电磁阀使其得电，所述雨淋阀开启，海水从所述主海水控制管路流入到所述喷淋管路，进行手动远程消防喷淋；
所述喷淋系统的应急手动控制方法如下：当人员在现场发现火情，且所述自动控制尚未启动时，打开所述辅海水控制管路上的所述应急手动阀，海水从所述辅海水控制管路流入所述喷淋管路，进行应急手动消防喷淋。
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