CN116378586B - 基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置 - Google Patents
基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116378586B CN116378586B CN202310619448.0A CN202310619448A CN116378586B CN 116378586 B CN116378586 B CN 116378586B CN 202310619448 A CN202310619448 A CN 202310619448A CN 116378586 B CN116378586 B CN 116378586B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- pipe
- drilling fluid
- pressure measuring
- liquid inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 53
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 37
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 33
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000006855 networking Effects 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 26
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 14
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
- B01D29/03—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements self-supporting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
- B01D29/64—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element
- B01D29/6469—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element scrapers
- B01D29/6476—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element scrapers with a rotary movement with respect to the filtering element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
- B01D35/02—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/065—Separating solids from drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/06—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole
- E21B21/063—Arrangements for treating drilling fluids outside the borehole by separating components
- E21B21/065—Separating solids from drilling fluids
- E21B21/066—Separating solids from drilling fluids with further treatment of the solids, e.g. for disposal
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/106—Valve arrangements outside the borehole, e.g. kelly valves
Abstract
本发明涉及石油钻井技术领域,具体为基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,包括固定座、进液立管和出液立管,所述固定座顶部的前后侧分别设置有进液立管和出液立管,所述进液立管的两侧均设置有滤清管,且两个滤清管的一侧均设置有第一导水管。本发明通过在进液立管的两侧设置滤清管,利用滤清管对钻井液中固体杂质进行去除,避免固体杂质顺着钻井液进入钻井底部,同时利用测压管对管汇中钻井液的压力进行实时监测,在管汇阀门组运行压力异常时,通过对该测压管内部介质的截断,同时开启泄压管对进液立管中的液压进行释放,避免进液立管内部的液压过大,让钻井液管汇阀门组能够稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井技术领域,具体为基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置。
背景技术
在钻井液管汇是高压喷射钻井的主要设备之一,它汇集两台泥浆泵排除的泥浆,通过高压阀门组控制,将高压泥浆激液输入钻杆内壁,从钻头喷出,产生高压泥浆流,实现高压喷射钻井,使用该产品可明显提高钻井速度,降低钻井成本,钻井液管汇由泥浆闸阀、高压由壬、三通、四通、弯头、高压软管、短节、压力表等组成。
目前的钻井液管汇阀门组在应用的时候由于缺少对钻井液中固体杂质的过滤结构,导致固体杂质在管汇的内部流动,最后被冲到钻井的底部,不仅降低了对钻井的清洗效率,同时还容易对管汇内部造成损坏,另外对于钻井液管汇阀门组的运行压力缺少监控预警,导致钻井液管汇阀门组运行稳定性较差。
为此,我们提出了基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置。
发明内容
在针对现有技术的不足,本发明提供了基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,用于实现对钻井液中固体杂质的脱除,同时提高对钻井液管汇阀门组的运行稳定性。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,包括固定座、进液立管和出液立管,所述固定座顶部的前后侧分别设置有进液立管和出液立管,所述进液立管的两侧均设置有滤清管,且两个滤清管的一侧均设置有第一导水管,所述第一导水管的一端设置有第一控制阀,且第一控制阀的一侧设置有测压管,所述出液立管顶部的两侧均设置有第二导水管,所述出液立管的上方还设置有横管,且两个第二导水管的顶端均与横管的内部连通,两个所述测压管的一端分别与横管内部的两侧连接,所述进液立管的顶部还设置有泄压管;
所述滤清管的内部还设置有过滤机构,所述过滤机构包括隔板,所述滤清管的内部设置有隔板,且隔板将滤清管的内部分隔成导流腔和落料腔,所述滤清管内部靠近第一导水管的一侧设置有过滤架,且过滤架的内部设置有过滤组件,所述滤清管的底部设置有排料管,所述排料管内部的一侧滑动设置有截流板,且截流板的顶部延伸至滤清管的内部,所述排料管内部的一侧还设置有第一伺服电缸,且第一伺服电缸的驱动端与截流板的一侧连接;
所述出液立管的顶部还设置有处理器,且处理器通过物联网通信连接有超压分析模块、运行监测模块、存储模块和控制器;
所述控制器用于控制两个第一伺服电缸和两个第四伺服电缸的工作,所述超压分析模块用于对两个测压管以及进液立管的内部进行压力超载分析,所述运行监测模块用于对设备的运行状态进行检测分析,所述存储模块用于对设备的运行数据进行存储。
优选的,所述滤清管的内部且位于过滤架的一侧设置有转动架,且转动架的两侧分别与滤清管内壁的两侧转动连接,所述转动架的表面设置有刮料板,且刮料板的一侧与过滤组件的一侧接触。
优选的,所述过滤组件包括设置在过滤架内部的滤网,所述过滤架内壁的两侧均设置有滑槽,且两个滑槽的内部均设置有滑杆,两个所述滑杆的表面均滑动设置有活动块,且滤网的两侧分别与两个活动块的一侧活动连接,所述滑杆的表面套设有弹簧,且弹簧的一端与活动块的一侧连接。
优选的,所述滤清管的底部转动设置有第一挡板,所述排料管内壁的一侧设置有第二伺服电缸,且第二伺服电缸的驱动端与第一挡板底部的一侧活动连接,所述排料管内部的下方转动设置有两个第二挡板,所述排料管内壁的两侧均设置有第三伺服电缸,且两个第三伺服电缸的驱动端分别与两个第二挡板的一侧活动连接。
优选的,所述进液立管内部的上方还设置有泄压组件,所述泄压组件包括泄压架,且泄压架内部的上方设置有泄压腔,所述泄压管的一端与泄压腔的内部连通,所述泄压管的底部设置有两个进液腔,且两个进液腔的内部均通过泄压流道与泄压腔的内部连通,两个进液腔的内部均滑动设置有测压板,所述泄压架内部的两侧均设置有第四伺服电缸,且两个第四伺服电缸的驱动端分别与两个测压板的顶部连接。
优选的,所述超压分析模块对测压管进行压力超载分析的过程具体包括以下步骤:
步骤1:在钻井液流经一侧的滤清管进入测压管的内部后,实时获取测压管内部的液压数据值并标记为Lp,测压管内部的液压数据值通过设置在测压管内壁的压力传感器直接获取,通过存储模块获取到液压检测阈值Lpi;
步骤2:将测压管内部的液压数据Lp与液压检测阈值Lpi进行比较,得到正常检测信号和超压信号;
步骤3:处理器接收到正常检测信号后,钻井液继续通过滤清管和第一导水管进入测压管的内部,通过存储模块获取到流体泄压阈值Lpx,在测压管内部的液压值Lp增大至Lpx时,则超压分析模块向处理器发送泄压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的滤清管内部与进液立管的内部连通,进液立管内部的钻井液分流到两个测压管中,对单个测压管内部进行泄压。
优选的,步骤2中,液压数据Lp与液压检测阈值Lpi具体的比较过程如下:
若Lp<Lpi,则判定测压管内部的检测压力不满足超压标准,超压分析模块向处理器发送正常检测信号;
若Lp≥Lpi,则判定测压管内部的检测压力满足超压标准,超压分析模块向处理器发送超压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的第一伺服电缸驱动端向下拉动截流板,让另一侧的测压管通过第一导水管和滤清管与进液立管的内部连通,让进液立管内部的钻井液分流到两个测压管中。
优选的,所述运行监测模块对设备运行状态的检测分析过程具体包括以下步骤:
步骤s1:控制进液立管内部与两个滤清管的内部连通后,实时获取两个测压板底部的压力数据值并标记为Lr,通过存储模块获取到液压检测阈值Lpi,选取时间点t,t=1,2,…,n,n为正整数;
步骤s2:获取时间点t的两个测压管内部的液压值并标记为Lh,对液压值Lh和液压检测阈值Lpi进行比较,将液压值Lh大于液压检测阈值Lpi的时间点标记为合理泄压点;
步骤s3:获取合理泄压点的数量并标记为m,将m与n之间的比值标记为正常泄压系数XY,对正常泄压系数XY与正常泄压系数阈值XYmin进行比较。
优选的,步骤s3中,正常泄压系数XY与正常泄压系数阈值XYmin比较的具体步骤如下:
若XY>XYmin,则判定设备运行正常,运行监测模块向处理器发送运行正常信号;若XY≤XYmin,则判定设备运行异常,运行监测模块向处理器发送运行异常信号,处理器接收到运行异常信号后,控制两个第四伺服电缸的驱动端带动两个测压板进入进液腔的内部,泄压流道对进液立管的内部与泄压腔的内部进行连通,泄压管对进液立管内部的钻井液进行排出。
优选的,步骤s1中,时间点t的获取方式为:
将两个测压板的压力值均达到液压检测阈值的时间标记为泄压时间TC,在钻井液进入进液立管内部的时间与泄压时间之间选取若干个时间点并标记为t。
与现有技术相比具备以下有益效果:
1、通过在进液立管的两侧设置滤清管,利用滤清管对钻井液中固体杂质进行去除,避免固体杂质顺着钻井液进入钻井底部,同时利用测压管对管汇中钻井液的压力进行实时监测,在管汇阀门组运行压力异常时,通过对该测压管内部介质的截断,同时开启泄压管对进液立管中的液压进行释放,避免进液立管内部的液压过大,让钻井液管汇阀门组能够稳定运行。
2、通过液立管将钻井液送入滤清管内部的导流腔中,钻井液沿着导流腔冲击在转动架表面的刮料板上,利用钻井液推动刮料板,转动架在滤清管的内部进行逆时针转动,将钻井液送至过滤架的一侧,利用滤网对钻井液中的固体杂质进行弹性过滤,有效避免了钻井液中固体杂质直接与滤网的表面刚性接触对滤网造成损坏的问题,提高了滤网的耐用性,同时转动架带动刮料板对滤网的一侧进行刮动,对滤网一侧的固体杂质进行清理,避免固体杂质在滤网的一侧发生堆积,提高滤网对固体杂质的过滤效率。
3、通过运行监测模块对设备的运行状态进行检测分析,通过对正常泄压系数和正常泄压系数阈值进行比较,根据比较的结果判定设备运行状态,在判定设备运行异常时,通过控制两个第四伺服电缸的驱动端带动两个测压板进入进液腔的内部,利用泄压流道对进液立管的内部与泄压腔的内部进行连通,通过泄压管对进液立管内部的钻井液进行排出,进而实现对进液立管内部液压的降低,有效对设备的运行状态起到保护作用。
附图说明
图1为本发明实施例基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置结构的示意图;
图2为本发明实施例滤清管内部结构的示意图;
图3为本发明实施例排料管内部结构的示意图;
图4为本发明实施例过滤组件结构的示意图;
图5为本发明实施例中泄压组件结构的示意图;
图6为本发明实施例中超压分析模块的原理框图。
图中,10、固定座;20、进液立管;30、出液立管;40、滤清管;50、第一导水管;60、第一控制阀;70、测压管;80、第二导水管;90、横管;100、泄压管;11、隔板;12、过滤架;13、转动架;14、刮料板;15、排料管;16、截流板;17、第一伺服电缸;18、第一挡板;19、第二伺服电缸;110、第二挡板;111、第三伺服电缸;21、滤网;22、滑槽;23、滑杆;24、活动块;25、弹簧;31、泄压架;32、泄压腔;33、进液腔;34、第四伺服电缸;35、泄压流道;36、测压板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1至图4所示,基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,包括固定座10、进液立管20和出液立管30,固定座10顶部的前后侧分别设置有进液立管20和出液立管30,且进液立管20与出液立管30的底端均贯穿固定座10并延伸至固定座10的底部。
其中进液立管20的两侧均设置有滤清管40,且两个滤清管40的一侧均设置有第一导水管50,第一导水管50的一端设置有第一控制阀60,且第一控制阀60的一侧设置有测压管70,出液立管30顶部的两侧均设置有第二导水管80,出液立管30的上方还设置有横管90,且两个第二导水管80的顶端均与横管90的内部连通,两个测压管70的一端分别与横管90内部的两侧连接,进液立管20的顶部还设置有泄压管100。
需要说明的是,在对钻井液进行循环时,通过进液立管20向管汇的内部送入钻井液,利用滤清管40对钻井液中固体杂质进行去除,避免固体杂质顺着钻井液进入钻井底部,同时利用测压管70对管汇中钻井液的压力进行实时监测,在管汇阀门组运行压力异常时,通过对该测压管70内部介质的截断,同时开启泄压管100对进液立管20中的液压进行释放,避免进液立管20内部的液压过大,让钻井液管汇阀门组能够正常运行。
滤清管40的内部还设置有过滤机构,过滤机构包括隔板11,滤清管40的内部设置有隔板11,且隔板11将滤清管40的内部分隔成导流腔和落料腔,滤清管40内部靠近第一导水管50的一侧设置有过滤架12,且过滤架12的内部设置有过滤组件,滤清管40的内部且位于过滤架12的一侧设置有转动架13,且转动架13的两侧分别与滤清管40内壁的两侧转动连接,转动架13的表面设置有刮料板14,且刮料板14的一侧与过滤组件的一侧接触,其中刮料板14位于转动架13的表面设置有若干个,且转动架13位于滤清管40的内部只能进行逆时针转动;滤清管40的底部设置有排料管15,排料管15内部的一侧滑动设置有截流板16,且截流板16的顶部延伸至滤清管40的内部,排料管15内部的一侧还设置有第一伺服电缸17,且第一伺服电缸17的驱动端与截流板16的一侧连接,利用第一伺服电缸17的驱动端带动截流板16对滤清管40的内部与进液立管20的内部进行封闭,根据进液立管20内部的钻井液压力以及滤清管40一侧的测压管70内部压力机对进液立管20两侧的滤清管40进行选择性连通,当进液立管20内部的压力超压时,通过开启两侧的滤清管40实现对进液立管20的超压保护。
过滤组件包括设置在过滤架12内部的滤网21,过滤架12设置在滤清管40内部靠近第一导水管50的一侧,且过滤架12的内部设置有滤网21,过滤架12内壁的两侧均设置有滑槽22,且两个滑槽22的内部均设置有滑杆23,两个滑杆23的表面均滑动设置有活动块24,且滤网21的两侧分别与两个活动块24的一侧活动连接,滑杆23的表面套设有弹簧25,且弹簧25的一端与活动块24的一侧连接,通过将滤网21的两侧设置在两个活动块24的一侧,从而让滤网21在过滤架12的内部进行弹性设置,对钻井液中的固体杂质进行过滤处理时,首先通过进液立管20将钻井液送入滤清管40内部的导流腔中,钻井液沿着导流腔冲击在转动架13表面的刮料板14上,利用钻井液推动刮料板14,转动架13在滤清管40的内部进行逆时针转动,将钻井液送至过滤架12的一侧,在钻井液中的固体杂质接触到滤网21的一侧后,滤网21的两侧分别在两个活动块24的一侧发生偏转,同时活动块24一侧的弹簧25受压变形,从而使滤网21在过滤架12的内部产生一定的回弹性,有效避免了钻井液中固体杂质直接与滤网21的表面刚性接触对滤网21造成损坏的问题,提高了滤网21的耐用性,同时转动架13带动刮料板14对滤网21的一侧进行刮动,对滤网21一侧的固体杂质进行清理,避免固体杂质在滤网21的一侧发生堆积,影响滤网21对固体杂质的过滤效率。
滤清管40的底部转动设置有第一挡板18,排料管15内壁的一侧设置有第二伺服电缸19,且第二伺服电缸19的驱动端与第一挡板18底部的一侧活动连接,被滤网21过滤下来的固体杂质进入落料腔的内部,利用第二伺服电缸19的驱动端带动第一挡板18的一侧向下运动,让落料腔内部的固体杂质进入排料管15的内部,避免固体杂质在滤清管40的内部堆积造成堵塞。
排料管15内部的下方转动设置有两个第二挡板110,排料管15内壁的两侧均设置有第三伺服电缸111,且两个第三伺服电缸111的驱动端分别与两个第二挡板110的一侧活动连接,落入排料管15内部的固体杂质在两个第二挡板110的上方进行堆积,利用两个第三伺服电缸111的驱动端控制两个第二挡板110的一侧向下转动,从而对排料管15内部的固体杂质进行自动清除。
实施例
请参阅图1和图5,进一步的,为了避免进液立管20的内部在超压状态下运行受到损坏,进液立管20内部的上方还设置有泄压组件,泄压组件包括泄压架31,且泄压架31内部的上方设置有泄压腔32,泄压管100的一端与泄压腔32的内部连通,泄压管100的底部设置有两个进液腔33,且两个进液腔33的内部均通过泄压流道35与泄压腔32的内部连通,两个进液腔33的内部均滑动设置有测压板36,泄压架31内部的两侧均设置有第四伺服电缸34,且两个第四伺服电缸34的驱动端分别与两个测压板36的顶部连接。
需要说明的是,两个测压板36的内部均设置有压力传感器,利用压力传感器对进液立管20内部的液压进行实时检测,当液压检测到进液立管20内部的液压超压时,控制其中一个第四伺服电缸34的驱动端带动测压板36向进液腔33的内部滑动,从而利用泄压流道35对进液立管20的内部与泄压腔32的内部进行连通,通过泄压管100对进液立管20内部的钻井液进行排出,进而实现对进液立管20内部液压的降低,解决了进液立管20内部液压超压容易对设备运行造成损坏的问题。
实施例
请参阅图6,出液立管30的顶部还设置有处理器,且处理器通过物联网通信连接有超压分析模块、运行监测模块、存储模块和控制器;
控制器用于控制两个第一伺服电缸17和两个第四伺服电缸34的工作,通过滤清管40以及泄压架31对进液立管20内部的泄压处理;
超压分析模块用于对两个测压管70以及进液立管20的内部进行压力超载分析,运行监测模块用于对设备的运行状态进行检测分析,存储模块用于对设备的运行数据进行存储。
超压分析模块对测压管70进行压力超载分析的过程具体包括以下步骤:
步骤1:在钻井液流经一侧的滤清管40进入测压管70的内部后,实时获取测压管70内部的液压数据值并标记为Lp,测压管70内部的液压数据值通过设置在测压管70内壁的压力传感器直接获取,通过存储模块获取到液压检测阈值Lpi,需要说明的是,液压检测阈值是一个用于衡量流体压力大小的预设数值,液压检测阈值的数值远小于超压阈值的数值,因此液压检测阈值仅用于对流体压力进行预警分析;
步骤2:将测压管70内部的液压数据Lp与液压检测阈值Lpi进行比较,具体的比较过程如下:
若Lp<Lpi,则判定测压管70内部的检测压力不满足超压标准,超压分析模块向处理器发送正常检测信号;
若Lp≥Lpi,则判定测压管70内部的检测压力满足超压标准,超压分析模块向处理器发送超压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的第一伺服电缸17驱动端向下拉动截流板16,让另一侧的测压管70通过第一导水管50和滤清管40与进液立管20的内部连通,让进液立管20内部的钻井液分流到两个测压管70中;
步骤3:处理器接收到正常检测信号后,钻井液继续通过滤清管40和第一导水管50进入测压管70的内部,通过存储模块获取到流体泄压阈值Lpx,在测压管70内部的液压值Lp增大至Lpx时,则超压分析模块向处理器发送泄压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的滤清管40内部与进液立管20的内部连通,进液立管20内部的钻井液分流到两个测压管70中,完成单个测压管70内部的泄压处理。
运行监测模块对设备运行状态的检测分析过程具体包括以下步骤:
步骤s1:控制进液立管20内部与两个滤清管40的内部连通后,实时获取两个测压板36底部的压力数据值并标记为Lr,通过存储模块获取到液压检测阈值Lpi,将两个测压板36的压力值均达到液压检测阈值的时间标记为泄压时间TC,在钻井液进入进液立管20内部的时间与泄压时间之间选取若干个时间点并标记为t,t=1,2,…,n,n为正整数;
步骤s2:获取时间点t的两个测压管70内部的液压值并标记为Lh,对液压值Lh和液压检测阈值Lpi进行比较,将液压值Lh大于液压检测阈值Lpi的时间点标记为合理泄压点;
步骤s3:获取合理泄压点的数量并标记为m,将m与n之间的比值标记为正常泄压系数XY,正常泄压系数是一个表示两个测压板36受到压力程度的数值,通过存储模块获取到正常泄压系数阈值XYmin,将正常泄压系数XY与正常泄压系数阈值XYmin进行比较,若XY>XYmin,则判定设备运行正常,运行监测模块向处理器发送运行正常信号;若XY≤XYmin,则判定设备运行异常,运行监测模块向处理器发送运行异常信号,处理器接收到运行异常信号后,控制两个第四伺服电缸34的驱动端带动两个测压板36进入进液腔33的内部,利用泄压流道35对进液立管20的内部与泄压腔32的内部进行连通,通过泄压管100对进液立管20内部的钻井液进行排出,进而实现对进液立管20内部液压的降低。
实施例
请参阅图1至图6,进一步的,本发明中还公开了基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置的使用方法,具体包括以下步骤:
第一步:通过进液立管20向管汇的内部送入钻井液,利用第一伺服电缸17的驱动端带动截流板16对滤清管40的内部与进液立管20的内部进行连通,进液立管20将钻井液送入滤清管40内部的导流腔中,钻井液沿着导流腔冲击在转动架13表面的刮料板14上,利用钻井液推动刮料板14,转动架13在滤清管40的内部进行逆时针转动,将钻井液送至过滤架12的一侧,利用滤网21对钻井液中的固体杂质进行过滤;
第二步:转动架13带动刮料板14对滤网21的一侧进行刮动,对滤网21一侧的固体杂质进行清理,被滤网21过滤下来的固体杂质进入落料腔的内部,利用第二伺服电缸19的驱动端带动第一挡板18的一侧向下运动,让落料腔内部的固体杂质进入排料管15的内部;
第三步:通过超压分析模块对测压管70内部的液压进行实时检测,在判定测压管70内部的检测压力满足超压标准,超压分析模块向处理器发送超压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的第一伺服电缸17驱动端向下拉动截流板16,让另一侧的测压管70通过第一导水管50和滤清管40与进液立管20的内部连通,让进液立管20内部的钻井液分流到两个测压管70中;
第四步:处理器接收到正常检测信号后,钻井液继续通过滤清管40和第一导水管50进入测压管70的内部,通过存储模块获取到流体泄压阈值Lpx,在测压管70内部的液压值Lp增大至Lpx时,则超压分析模块向处理器发送泄压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的滤清管40内部与进液立管20的内部连通,进液立管20内部的钻井液分流到两个测压管70中,完成单个测压管70内部的泄压处理;
第五步:通过运行监测模块对设备运行状态进行检测分析,在判定设备运行异常时,运行监测模块向处理器发送运行异常信号,处理器接收到运行异常信号后,控制两个第四伺服电缸34的驱动端带动两个测压板36进入进液腔33的内部,利用泄压流道35对进液立管20的内部与泄压腔32的内部进行连通,通过泄压管100对进液立管20内部的钻井液进行排出,进而实现对进液立管20内部液压的降低。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,包括固定座(10)、进液立管(20)和出液立管(30),所述固定座(10)顶部的前后侧分别设置有进液立管(20)和出液立管(30),其特征在于:所述进液立管(20)的两侧均设置有滤清管(40),且两个滤清管(40)的一侧均设置有第一导水管(50),所述第一导水管(50)的一端设置有第一控制阀(60),且第一控制阀(60)的一侧设置有测压管(70),所述出液立管(30)顶部的两侧均设置有第二导水管(80),所述出液立管(30)的上方还设置有横管(90),且两个第二导水管(80)的顶端均与横管(90)的内部连通,两个所述测压管(70)的一端分别与横管(90)内部的两侧连接,所述进液立管(20)的顶部还设置有泄压管(100);
所述滤清管(40)的内部还设置有过滤机构,所述过滤机构包括隔板(11),所述滤清管(40)的内部设置有隔板(11),且隔板(11)将滤清管(40)的内部分隔成导流腔和落料腔,所述滤清管(40)内部靠近第一导水管(50)的一侧设置有过滤架(12),且过滤架(12)的内部设置有过滤组件,所述滤清管(40)的底部设置有排料管(15),所述排料管(15)内部的一侧滑动设置有截流板(16),且截流板(16)的顶部延伸至滤清管(40)的内部,所述排料管(15)内部的一侧还设置有第一伺服电缸(17),且第一伺服电缸(17)的驱动端与截流板(16)的一侧连接;
所述进液立管(20)内部的上方还设置有泄压组件,所述泄压组件包括泄压架(31),且泄压架(31)内部的上方设置有泄压腔(32),所述泄压管(100)的一端与泄压腔(32)的内部连通,所述泄压管(100)的底部设置有两个进液腔(33),且两个进液腔(33)的内部均通过泄压流道(35)与泄压腔(32)的内部连通,两个进液腔(33)的内部均滑动设置有测压板(36),所述泄压架(31)内部的两侧均设置有第四伺服电缸(34),且两个第四伺服电缸(34)的驱动端分别与两个测压板(36)的顶部连接;
所述出液立管(30)的顶部还设置有处理器,且处理器通过物联网通信连接有超压分析模块、运行监测模块、存储模块和控制器;
所述控制器用于控制两个第一伺服电缸(17)和两个第四伺服电缸(34)的工作,所述超压分析模块用于对两个测压管(70)以及进液立管(20)的内部进行压力超载分析,所述运行监测模块用于对设备的运行状态进行检测分析,所述存储模块用于对设备的运行数据进行存储。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:所述滤清管(40)的内部且位于过滤架(12)的一侧设置有转动架(13),且转动架(13)的两侧分别与滤清管(40)内壁的两侧转动连接,所述转动架(13)的表面设置有刮料板(14),且刮料板(14)的一侧与过滤组件的一侧接触。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:所述过滤组件包括设置在过滤架(12)内部的滤网(21),所述过滤架(12)内壁的两侧均设置有滑槽(22),且两个滑槽(22)的内部均设置有滑杆(23),两个所述滑杆(23)的表面均滑动设置有活动块(24),且滤网(21)的两侧分别与两个活动块(24)的一侧活动连接,所述滑杆(23)的表面套设有弹簧(25),且弹簧(25)的一端与活动块(24)的一侧连接。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:所述滤清管(40)的底部转动设置有第一挡板(18),所述排料管(15)内壁的一侧设置有第二伺服电缸(19),且第二伺服电缸(19)的驱动端与第一挡板(18)底部的一侧活动连接,所述排料管(15)内部的下方转动设置有两个第二挡板(110),所述排料管(15)内壁的两侧均设置有第三伺服电缸(111),且两个第三伺服电缸(111)的驱动端分别与两个第二挡板(110)的一侧活动连接。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:所述超压分析模块对测压管(70)进行压力超载分析的过程具体包括以下步骤:
步骤1:在钻井液流经一侧的滤清管(40)进入测压管(70)的内部后,实时获取测压管(70)内部的液压数据值并标记为Lp,测压管(70)内部的液压数据值通过设置在测压管(70)内壁的压力传感器直接获取,通过存储模块获取到液压检测阈值Lpi;
步骤2:将测压管(70)内部的液压数据Lp与液压检测阈值Lpi进行比较,得到正常检测信号和超压信号;
步骤3:处理器接收到正常检测信号后,钻井液继续通过滤清管(40)和第一导水管(50)进入测压管(70)的内部,通过存储模块获取到流体泄压阈值Lpx,在测压管(70)内部的液压值Lp增大至Lpx时,则超压分析模块向处理器发送泄压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的滤清管(40)内部与进液立管(20)的内部连通,进液立管(20)内部的钻井液分流到两个测压管(70)中,对单个测压管(70)内部进行泄压。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:步骤2中,液压数据Lp与液压检测阈值Lpi具体的比较过程如下:
若Lp<Lpi,则判定测压管(70)内部的检测压力不满足超压标准,超压分析模块向处理器发送正常检测信号;
若Lp≥Lpi,则判定测压管(70)内部的检测压力满足超压标准,超压分析模块向处理器发送超压信号,处理器接收到超压信号后将超压信号发送至控制器,控制器接收到超压信号后控制另一侧的第一伺服电缸(17)驱动端向下拉动截流板(16),让另一侧的测压管(70)通过第一导水管(50)和滤清管(40)与进液立管(20)的内部连通,让进液立管(20)内部的钻井液分流到两个测压管(70)中。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:所述运行监测模块对设备运行状态的检测分析过程具体包括以下步骤:
步骤s1:控制进液立管(20)内部与两个滤清管(40)的内部连通后,实时获取两个测压板(36)底部的压力数据值并标记为Lr,通过存储模块获取到液压检测阈值Lpi,选取时间点t,t=1,2,…,n,n为正整数;
步骤s2:获取时间点t的两个测压管(70)内部的液压值并标记为Lh,对液压值Lh和液压检测阈值Lpi进行比较,将液压值Lh大于液压检测阈值Lpi的时间点标记为合理泄压点;
步骤s3:获取合理泄压点的数量并标记为m,将m与n之间的比值标记为正常泄压系数XY,对正常泄压系数XY与正常泄压系数阈值XYmin进行比较。
8.根据权利要求7所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:步骤s3中,正常泄压系数XY与正常泄压系数阈值XYmin比较的具体步骤如下:
若XY>XYmin,则判定设备运行正常,运行监测模块向处理器发送运行正常信号;若XY≤XYmin,则判定设备运行异常,运行监测模块向处理器发送运行异常信号,处理器接收到运行异常信号后,控制两个第四伺服电缸(34)的驱动端带动两个测压板(36)进入进液腔(33)的内部,泄压流道(35)对进液立管(20)的内部与泄压腔(32)的内部进行连通,泄压管(100)对进液立管(20)内部的钻井液进行排出。
9.根据权利要求7所述的基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置,其特征在于:步骤s1中,时间点t的获取方式为:
将两个测压板(36)的压力值均达到液压检测阈值的时间标记为泄压时间TC,在钻井液进入进液立管(20)内部的时间与泄压时间之间选取若干个时间点并标记为t。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310619448.0A CN116378586B (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310619448.0A CN116378586B (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116378586A CN116378586A (zh) | 2023-07-04 |
CN116378586B true CN116378586B (zh) | 2023-09-05 |
Family
ID=86971323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310619448.0A Active CN116378586B (zh) | 2023-05-30 | 2023-05-30 | 基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116378586B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116792046B (zh) * | 2023-08-09 | 2024-02-20 | 延安金亿通石油工程技术服务有限公司 | 一种基于油基钻井液加重剂分离回收再利用系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204024543U (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-17 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 连续循环钻井系统 |
CN114526025A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-24 | 西南石油大学 | 一种远程智能主动钻井压力控制系统及方法 |
WO2022204821A1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Opla Energy Ltd. | Internet of things in managed pressure drilling operations |
CN115714801A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-24 | 连云港创导泵阀科技有限公司 | 一种基于物联网的阀门状态智能监控系统 |
US11643889B1 (en) * | 2021-05-20 | 2023-05-09 | Pruitt Tool & Supply Co. | Debris catch for managed pressure drilling |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070227774A1 (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-04 | Reitsma Donald G | Method for Controlling Fluid Pressure in a Borehole Using a Dynamic Annular Pressure Control System |
-
2023
- 2023-05-30 CN CN202310619448.0A patent/CN116378586B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN204024543U (zh) * | 2014-07-22 | 2014-12-17 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 连续循环钻井系统 |
WO2022204821A1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Opla Energy Ltd. | Internet of things in managed pressure drilling operations |
US11643889B1 (en) * | 2021-05-20 | 2023-05-09 | Pruitt Tool & Supply Co. | Debris catch for managed pressure drilling |
CN114526025A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-24 | 西南石油大学 | 一种远程智能主动钻井压力控制系统及方法 |
CN115714801A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-24 | 连云港创导泵阀科技有限公司 | 一种基于物联网的阀门状态智能监控系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116378586A (zh) | 2023-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN116378586B (zh) | 基于物联网的智能控制钻井液管汇阀门组装置 | |
CN101504263B (zh) | 一种凝汽器胶球清洗装置 | |
CN115738475B (zh) | 一种磨削液过滤净化装置、三相分离系统及清洗结构 | |
CN112023470A (zh) | 一种高效免反冲洗高精度过滤器 | |
CN214261007U (zh) | 一种污泥压滤机用污水处理装置 | |
CN206660687U (zh) | 一种压滤装置 | |
AU2005298540A1 (en) | Arrangement for cleaning filter apparatus of rock drilling rig | |
CN110227293B (zh) | 一种格栅机及高效去除垃圾的方法 | |
CN103977624A (zh) | 全自动反冲洗过滤器 | |
CN112649234A (zh) | 一种河流污染环境检测用淤泥自动取样装置及其取样方法 | |
CN208823999U (zh) | 斜管填料自动清洗装置 | |
CN212111844U (zh) | 具有报警防溢功能的雨水采集器 | |
CN214108183U (zh) | 一种石油管道清洁物的安全回收设备 | |
CN212523205U (zh) | 一种装配式住房建筑一体化污水处理装置 | |
CN210751582U (zh) | 切削液压滤装置 | |
CN220583874U (zh) | 一种地下水水质监测取样装置 | |
CN111644069A (zh) | 一种高效反洗智能过滤机及其反洗方法 | |
CN214232943U (zh) | 一种高效免反冲洗高精度过滤器 | |
CN108468318B (zh) | 用于水面的除污装置 | |
CN220814176U (zh) | 一种具有过滤功能的排水分流下水道 | |
CN114505184B (zh) | 一种油污分离系统的自动化反洗结构及其反洗方法 | |
CN212043783U (zh) | 一种数控机床 | |
CN213137927U (zh) | 一种球阀加工用金属碎屑处理装置 | |
CN220642797U (zh) | 一种智能地埋一体化污水处理装置 | |
CN218339067U (zh) | 一种污水处理用智能化循环冷却水旁滤过滤装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |