CN202417908U - 泥浆泵立压安全防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石油钻井过程中监测泥浆泵压力的安全装置。一种泥浆泵立压安全防护系统，包括嵌入式一体化触摸屏工控机和PLC，在每个泥浆泵上各安装一个压力传感器，在每个泥浆泵的低压回水泥浆管线上各安装一个常闭式气动截止阀，在司钻房的控制气源与每个泥浆泵之间的控制气路上各安装一个上位常开式两位五通电磁阀，该电磁阀常开式出口一路与泥浆泵手动开关阀的进口气路连接，另一路与下位常开式两位五通电磁阀的进口连接；所述下位常开式两位五通电磁阀的常开出口与常闭式气动截止阀的关闭接口连接，其常闭式出口及上位常开式两位五通电磁阀的常闭式出口与单选阀连接；所述单选阀出口与气动阀的启动接口连接；PLC分别设置输出端口控制连接上位和下位常开式两位五通电磁阀。当泥浆泵泵压发生异常时，有二条以上的安全通道可供选择，任何一条安全通道畅通都能确保安全；进一步保障了石油钻探生产安全，提高了安全可靠性。

Description

泥浆泵立压安全防护系统

技术领域

本实用新型属于石油钻井工程技术领域，特别是涉及一种石油钻井过程中监测泥浆泵压力的安全装置。

背景技术

在石油勘探开发与钻井过程中，及时、准确、稳定、可靠的监测泥浆泵运行时的压力状况，在泥浆泵由于钻头水眼堵塞或操作失误发生异常，泥浆泵泵压达到限定值时，能够第一时间报警并停止泥浆泵运行（停泵泄压），是防止安全事故发生的前提。

目前，国内外常用的立压防护安全装置主要有机械剪切式和电控式两种：前者是在泥浆泵上安装机械式安全阀，但反应速度慢、限压值与泄压值之间误差较大；后者是在立管上安装一个压力传感器、在高压管线上安装一个气动阀，然后通过工控机的控制达到立压防护的目的。此方法反应快、准确性高，但安全通道只有一条。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种能准确、可靠的在线监测泥浆泵泵压状态，尤其是在泥浆泵泵压达到限定值时，能够第一时间报警并停泵泄压的双通道泥浆泵立压安全防护系统，进一步提高了石油钻探生产安全保障。

本实用新型所采用的技术方案：

一种泥浆泵立压安全防护系统，包括压力传感器，嵌入式一体化触摸屏工控机和PLC，常闭式气动截止阀，在每个泥浆泵上各安装一个压力传感器，在每个泥浆泵的低压回水泥浆管线上各安装一个常闭式气动截止阀，所述压力传感器输出信号连接PLC的输入信号采集端口，PLC通过串口和嵌入式一体化触摸屏工控机连接，在司钻房的控制气源与每个泥浆泵之间的控制气路上各安装一个上位常开式两位五通电磁阀，该电磁阀进口P连接控制气源，其常开式出口Ａ分成两路，一路与泥浆泵手动开关阀的进口气路连接，另一路与下位常开式两位五通电磁阀的进口P1连接；所述下位常开式两位五通电磁阀的常开出口A1与常闭式气动截止阀的关闭接口连接，其常闭式出口B1与二进一出单选阀的另一个进口连接；上位常开式两位五通电磁阀的常闭式出口Ｂ与二进一出单选阀的一个进口相连；所述二进一出单选阀的出口与气动阀的启动接口连接；PLC分别设置输出端口控制连接上位和下位常开式两位五通电磁阀。

所述的泥浆泵立压安全防护系统，含有声光报警器，所述声光报警器连接PLC的一个输出端口，PLC安装在一个控制柜内，所述嵌入式一体化触摸屏工控机安装在控制柜面板上。

所述的泥浆泵立压安全防护系统，在泥浆泵的高压泥浆出口总管线上，也安装有压力传感器，所述压力传感器输出信号连接PLC的一个输入信号采集端口。

本实用新型的有益积极效果：

1、本实用新型泥浆泵立压安全防护系统，在钻井过程中，能够及时、可靠的监测和显示泥浆泵运行时的压力状况，当泥浆泵泵压发生异常时，有二条以上的安全通道可供选择，任何一条安全通道畅通都能确保安全；进一步保障了石油钻探生产安全，提高了安全可靠性。

2、本实用新型泥浆泵立压安全防护系统，一是在泵压达到第一限定值时发出声光报警；二是在司钻未能做出反应泵压达到第二限定值时，控制系统会自动切断泥浆泵的动力传输，同时打开气动阀释放泵压（通过系统设置），有利于防止安全事故发生和防止设备损坏，提高了泥浆循环系统的自动化控制水平。

附图说明

图1：本实用新型泥浆泵立压安全防护系统结构原理图。

具体实施方式

实施例一：参见图1。本实用新型泥浆泵立压安全防护系统，应用于至少包含两个泥浆泵的石油钻井工程，所述立压安全防护系统包括多个压力传感器1（和泥浆泵的数量对应），一个嵌入式一体化触摸屏工控机和PLC，多个常闭式气动截止阀2（和泥浆泵的数量对应），在每个泥浆泵上各安装一个压力传感器，在每个泥浆泵3的低压回水泥浆管线4上各安装一个常闭式气动截止阀，所述压力传感器输出信号连接PLC的输入信号采集端口，PLC通过串口和嵌入式一体化触摸屏工控机连接，在司钻房的控制气源5与每个泥浆泵3之间的控制气路上各安装一个上位常开式两位五通电磁阀6，该电磁阀进口P连接控制气源，其常开式出口Ａ分成两路，一路与泥浆泵手动开关阀7的进口气路连接，另一路与下位常开式两位五通电磁阀8的进口P1连接；所述下位常开式两位五通电磁阀8的常开出口A1与常闭式气动截止阀2的关闭接口连接，其常闭式出口B1与二进一出单选阀9的另一个进口连接；上位常开式两位五通电磁阀6的常闭式出口Ｂ与二进一出单选阀9的一个进口相连；所述二进一出单选阀9的出口与常闭式气动截止阀2的启动接口连接；PLC分别设置输出端口控制连接上位和下位常开式两位五通电磁阀。

所述的泥浆泵立压安全防护系统，设有声光报警器，所述声光报警器连接PLC的一个输出端口，PLC安装在一个控制柜内，嵌入式一体化触摸屏工控机安装在控制柜面板上。钻井过程中，当泥浆泵泵压升降时，安装在泥浆泵上的高精度压力传感器会实时捕捉到泥浆压力的变化，并将捕捉到的泥浆压力变化值实时传输给PLC，根据设定的程序PLC对泥浆压力值实时检测分析，并将检测分析结果传输给工控机，根据设定的压力限值工控机判断是否报警、是否切断泥浆泵的动力传输系统及是否打开气动阀释放泵压。

每一路泥浆泵各自单独控制，当泥浆泵泵压发生异常时，有二条以上的安全通道可供选择，任何一条安全通道畅通都能确保安全；进一步保障了石油钻探生产安全，提高了安全可靠性。

实施例二：参见图1，本实施例的泥浆泵立压安全防护系统，与实施例一不同的是：在泥浆泵的高压泥浆出口总管线10上，也安装有一个压力传感器，所述压力传感器输出信号连接PLC的一个输入信号采集端口。

Claims (3)

1. 一种泥浆泵立压安全防护系统，包括压力传感器，嵌入式一体化触摸屏工控机和PLC，常闭式气动截止阀，其特征是：在每个泥浆泵上各安装一个压力传感器，在每个泥浆泵的低压回水泥浆管线上各安装一个常闭式气动截止阀，所述压力传感器输出信号连接PLC的输入信号采集端口，PLC通过串口和嵌入式一体化触摸屏工控机连接，在司钻房的控制气源与每个泥浆泵之间的控制气路上各安装一个上位常开式两位五通电磁阀，该电磁阀进口P连接控制气源，其常开式出口Ａ分成两路，一路与泥浆泵手动开关阀的进口气路连接，另一路与下位常开式两位五通电磁阀的进口P1连接；所述下位常开式两位五通电磁阀的常开出口A1与常闭式气动截止阀的关闭接口连接，其常闭式出口B1与二进一出单选阀的另一个进口连接；上位常开式两位五通电磁阀的常闭式出口Ｂ与二进一出单选阀的一个进口相连；所述二进一出单选阀的出口与气动阀的启动接口连接；PLC分别设置输出端口控制连接上位和下位常开式两位五通电磁阀。

2.根据权利要求1所述的泥浆泵立压安全防护系统，其特征是：含有声光报警器，所述声光报警器连接PLC的一个输出端口，PLC安装在一个控制柜内，所述嵌入式一体化触摸屏工控机安装在控制柜面板上。

3.根据权利要求1或2所述的泥浆泵立压安全防护系统，其特征是：在泥浆泵的高压泥浆出口总管线上，也安装有压力传感器，所述压力传感器输出信号连接PLC的一个输入信号采集端口。