CN202325466U - 电气电液集成司钻控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电气电液集成司钻控制系统，包括司钻控制台、远程控制台以及设置在节流管汇上的电子尺盒和液动节流阀控制油缸，司钻控制台上设置有显示面板以及控制面板。远程控制台包括转换箱、控制气缸、液压换向阀以及液压减压及电磁阀组；转换箱上设置有压力变送器、电磁气阀以及进气管；电子尺盒上设置有压力变送器和液动阀位移变送器。采用本实用新型的电气电液集成司钻控制系统，将司钻控制台和液动压井节流管汇控制箱集成为一体，将原来需要两人操作的工作改为一人操作，提高了设备的集成度，降低了运营成本。同时，司钻控制台与远程控制台之间的信号、指令等均通过电缆传输，在避免冻堵现象的同时提高了传输的速度。

Description

电气电液集成司钻控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种油气井控设备，特别涉及一种电气电液集成司钻控制系统。

背景技术

在石油地质勘探的井控过程中，通常使用司钻控制台来对远程控制台进行远程遥控，以达到迅速控制液压防喷器关闭井口、实施井控作业的目的。在内陆钻井过程中，大部分司钻控制台使用压缩空气为控制介质。当冬季气温很低时，由于压缩空气中含有水分，压力变送器的进气口处极易产生冻堵现象，从而使司钻控制台的压力表产生较大误差或无显示。另外，司钻在司钻控制台上操作相应的气阀后，空气要经过50多米的管缆才能传递到远程控制台的相应气缸使其完成控制动作，这一过程一般需要3～8秒，而一旦管缆中的气流被阻挡，甚至管缆冻堵，控制气缸将延迟动作或无动作。如果气管束发生破裂或窜气，更会导致操作无效或误操作。再者，司钻控制台的体积较大、分量较重，空气管缆一般是由聚氯乙烯制造而成，在野外风吹日晒环境下使用寿命只有三到四年。随着电动钻机的使用，司钻的各种操作都在司钻操作室内完成，但防喷器司钻控制台仍在室外，一旦发生异常，处理起来会很不方便。

液动压井节流管汇控制箱是液动节流管汇上的控制装置，它可以远程控制液动节流阀的开启和关闭，并在控制箱上显示出立管压力、套管压力及液动节流阀的阀位，由此来维持井底压力，是控制井涌、井喷以及实施油气井压力控制技术所必需的设备。它主要由气动液压油泵、气动控制阀、气动压力变送器、气传动仪表、液压管线等组成。由于该系统也是使用压缩空气作为介质，因此同样存在冬季使用过程中管路冻堵的现象，表现为：油泵启动困难或打压速度慢；液动压井节流管汇控制箱上仪表显示数据失真，造成井控过程的失误；节流管汇控制箱的体积大、分量重、安装繁琐、不能安装在司钻控制室内，一旦发生井下异常，需要指定的井架工来操作。

冻堵现象一般发生在各种接头的位置，解决的方法一般是拆开气接头通过人工加热的方式来消除冰凌。如果气管束中间部位破裂、窜气、冻堵，就只能更换气管束。一旦钻井现场出现上述问题，后勤保障单位需派出车辆、技术人员赴现场维修解决，造成设备运营成本大幅增加。另外，使用物理方法去除接头部位的冰凌，工作效率太低，且去除冰凌后很短的时间内又会产生新的冰凌，不能从根本上解决问题。假如在处理司钻控制台气接头上冰凌的过程中有井涌苗头出现，则无法使用司钻控制台对液压防喷器进行有效的控制。或者当现场需要使用液动压井节流管汇控制箱，而此时控制箱内的气动油泵因冻堵打压不利或仪表显示不正确等都会造成判断及操作失误，从而对有效实施井控作业产生不良影响。

综上所述，在石油地质勘探的井控过程中，需要一种能够彻底解决空气管缆冬季冻堵问题的解决方案，在解决冻堵问题的同时，最好把司钻控制台和液动压井节流管汇控制箱的功能合并，这样就可以减少人员的使用，同时提高井控作业的效率。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够避免在冬季使用过程中的冻堵问题，并能够将司钻控制台和液动压井节流管汇控制箱集成为一体的电气电液集成司钻控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种电气电液集成司钻控制系统，包括司钻控制台、远程控制台以及设置在节流管汇上的电子尺盒和液动节流阀控制油缸，司钻控制台上设置有显示面板以及控制面板。远程控制台包括转换箱、控制气缸、液压换向阀以及液压减压及电磁阀组；转换箱上设置有压力变送器、电磁气阀以及进气管；电子尺盒上设置有压力变送器和液动阀位移变送器；司钻控制台通过第一信号电缆与电子尺盒相连接；司钻控制台通过第二信号电缆与转换箱相连接；电磁气阀与控制气缸通过气压管线控制连接；控制气缸与液压换向阀通过液压油路控制连接；液压换向阀通过液压油路与封井器控制连接；转换箱与液压减压及电磁阀组相连接；液压减压及电磁阀组与液动节流阀控制油缸通过液压油路控制连接。

当井控操作人员需要控制封油器的开、关时，通过司钻控制台上的控制面板发出控制信号，该控制信号经由第二信号电缆传递到远程控制台的转换箱中。转换箱接收到控制信号后，设置在转换箱上的电磁气阀会根据信号指令的内容做出相应的动作，从而通过气压管线使控制气缸产生相应的伸缩。控制气缸的伸缩通过液压油路进一步控制着液压换向阀变换其开、关位置，进而通过液压油路实现封井器的开、关动作。

当操作人员需要控制节流管汇上液动节流阀的开闭时，同样是通过司钻控制台上的控制面板发出相应的控制信号，该控制信号经由第二信号电缆传递到远程控制台的转换箱中。转换箱接收到控制信号后，控制液压减压及电磁阀组中的三位四通电磁液阀发出开关动作指令，经过液压油路使液动节流阀控制油缸产生相应的伸缩，从而实现液动节流阀的开启、关闭。在这一过程中，用于控制液动节流阀的动力来自于远程控制台内高压汇管压力经过液压减压及电磁阀组中的减压阀减压后的能量。

转换箱中的压力变送器可以将储能器压力、汇管压力、环封压力、气源压力信息转换为电信号，通过第二信号电缆传输到司钻控制台上，进而通过设置在司钻控制台上的显示面板显示出来。类似地，设置在电子尺盒上的压力变送器和液动阀位移变送器可以将立管压力、套管压力以及液动节流阀的开启程度分别转换为电信号，通过第一信号电缆传输到司钻控制台上，进而通过设置在司钻控制台上的显示面板显示出来，为操作人员的判断和操作提供参考依据。

优选地，第一信号电缆为5芯信号电缆，第二信号电缆为32芯信号电缆。

作为对上述技术方案的一种改进，与转换箱相连接的进气管上设置有空气干燥器。电磁气阀及控制汽缸的动作需要一定量的压缩空气，在压缩空气的进气管上设置空气干燥器，可以过滤掉压缩空气中的水分，进一步避免了冻堵现象的发生。

作为对上述技术方案的另外一种改进，远程控制台上设置有整流不间断电源，该整流不间断电源通过电线与转换箱连接。整流不间断电源可以为整个系统提供电力，使得系统在断电的情况下也能够自主维持工作，进一步保证了系统的可靠性。

采用本实用新型的电气电液集成司钻控制系统，将司钻控制台和液动压井节流管汇控制箱集成为一体，将原来需要两人操作的工作改为一人操作，提高了设备的集成度，降低了运营成本。同时，司钻控制台与远程控制台之间的压力信号、状态信号和控制指令等均通过电缆传输，在避免冻堵现象的同时提高了传输的速度，从而提高了整个系统的可靠性和灵敏性。另外，控制液动节流阀的动力取自远程控制台，省去了原有液动压井节流控制箱的气动液压油泵、液压储能器、液压控制换向阀等液压源系统，使得设备的总体积大大减小，可以安装在司钻操作室内，方便了操作的进行。

附图说明

图1是本实用新型电气电液集成司钻控制系统的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

如图1所示，一种电气电液集成司钻控制系统，包括司钻控制台1、远程控制台2以及设置在节流管汇上的电子尺盒3和液动节流阀控制油缸4，所述司钻控制台1上设置有显示面板5以及控制面板6，所述远程控制台2包括转换箱7、控制气缸10、液压换向阀11以及液压减压及电磁阀组14；所述转换箱7上设置有压力变送器8、电磁气阀9以及进气管17；所述电子尺盒3上设置有压力变送器和液动阀位移变送器；所述司钻控制台1通过第一信号电缆15与所述电子尺盒3相连接；所述司钻控制台1通过第二信号电缆16与所述转换箱7相连接；所述电磁气阀9与所述控制气缸10通过气压管线控制连接；所述控制气缸10与所述液压换向阀11通过液压油路控制连接；所述液压换向阀11通过液压油路与封井器控制连接；所述转换箱7与所述液压减压及电磁阀组14相连接；所述液压减压及电磁阀组14与所述液动节流阀控制油缸4通过液压油路控制连接。

操作人员通过司钻控制台1上的控制面板6发出控制信号，以控制封油器的开、关以及节流管汇上液动节流阀的开闭。控制信号经由第二信号电缆16传递到远程控制台2的转换箱7中。当转换箱7接收到封油器的开、关控制信号后，设置在转换箱7上的电磁气阀9会根据信号指令的内容做出相应的动作，从而通过气压管线使控制气缸10产生相应的伸缩。控制气缸10的伸缩通过液压油路进一步控制着液压换向阀11变换其开、关位置，进而通过液压油路实现封井器的开、关动作。当转换箱7接收到节流管汇上液动节流阀的开闭控制信号后，转换箱7会向液压减压及电磁阀组14中的三位四通电磁液阀发出开关动作指令，经过液压油路使液动节流阀控制油缸4产生相应的伸缩，从而实现液动节流阀的开启、关闭。在这一过程中，用于控制液动节流阀的动力来自于远程控制台2内高压汇管压力经过液压减压及电磁阀组14中的减压阀减压后的能量。

转换箱7中的压力变送器8将接收到的储能器压力、汇管压力、环封压力、气源压力信息转换为电信号，通过第二信号电缆16传输到司钻控制台1上。设置在电子尺盒3上的压力变送器和液动阀位移变送器将接收到的立管压力、套管压力以及液动节流阀的开启程度信息分别转换为电信号，通过第一信号电缆15传输到司钻控制台1上。上述电信号传输到司钻控制台1上以后，可以通过设置在司钻控制台1上的显示面板5显示出来，为操作人员的判断和操作提供参考依据。第一信号电缆15、第二信号电缆16分别为5芯信号电缆和32芯信号电缆。

在与转换箱7相连接的进气管17上设置有空气干燥器12。空气干燥器12可以过滤掉通过进气管17进入到气压管线、电磁气阀9以及控制汽缸10中的压缩空气中的水分，进一步避免冻堵现象的发生。另外，远程控制台2上设置有整流不间断电源13，它通过电线与转换箱7连接。整流不间断电源13可以为整个系统提供电力，使得系统在断电的情况下也能够自主维持工作，进一步保证了系统的可靠性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种电气电液集成司钻控制系统，包括司钻控制台(1)、远程控制台(2)以及设置在节流管汇上的电子尺盒(3)和液动节流阀控制油缸(4)，所述司钻控制台(1)上设置有显示面板(5)以及控制面板(6)，其特征在于：所述远程控制台(2)包括转换箱(7)、控制气缸(10)、液压换向阀(11)以及液压减压及电磁阀组(14)；所述转换箱(7)上设置有压力变送器(8)、电磁气阀(9)以及进气管(17)；所述电子尺盒(3)上设置有压力变送器和液动阀位移变送器；所述司钻控制台(1)通过第一信号电缆(15)与所述电子尺盒(3)相连接；所述司钻控制台(1)通过第二信号电缆(16)与所述转换箱(7)相连接；所述电磁气阀(9)与所述控制气缸(10)通过气压管线控制连接；所述控制气缸(10)与所述液压换向阀(11)通过液压油路控制连接；所述液压换向阀(11)通过液压油路与封井器控制连接；所述转换箱(7)与所述液压减压及电磁阀组(14)相连接；所述液压减压及电磁阀组(14)与所述液动节流阀控制油缸(4)通过液压油路控制连接。

2.根据权利要求1所述的电气电液集成司钻控制系统，其特征在于：所述第一信号电缆(15)为5芯信号电缆；所述第二信号电缆(16)为32芯信号电缆。

3.根据权利要求1所述的电气电液集成司钻控制系统，其特征在于：所述进气管(17)上设置有空气干燥器(12)。

4.根据权利要求1所述的电气电液集成司钻控制系统，其特征在于：所述远程控制台(2)上设置有整流不间断电源(13)；所述整流不间断电源(13)通过电线与所述转换箱(7)连接。

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