CN205862674U - 石油钻井井控装置动态演示模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种石油钻井井控装置动态演示模型，包括司钻控制台、远程控制台、节流管汇控制箱、以及依次连接的液气分离器、节流管汇、防喷器组和压井管汇；节流管汇、防喷器组和压井管汇分别安装于钻井四通的不同接口；司钻控制台与远程控制台连接；远程控制台与防喷器组用透明管线连接，防喷器组内置灯带G1；节流管汇控制箱与节流管汇连接；司钻控制台的三位四通气转阀和二位四通滑阀可通过气控远程控制台的多三位四通换向阀，继而控制防喷器组的开合；远程控制台与防喷器组的连接管线内设有灯带；各三位四通换向阀内置有接近开关，用于控制灯带的亮灭。该模型既可直观的演示不同工作状态下设备的实际运转情况，又提高了操作的安全性。

Description

石油钻井井控装置动态演示模型

技术领域

本实用新型涉及石油钻井教学领域，特别是涉及一种石油钻井井控装置动态演示模型。

背景技术

在石油钻井中，井控设备是实施油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表和工具。井控设备是在地层压力超过钻井液液柱压力时，及时发现溢流，控制井内压力，避免和排除溢流，以及防止井喷和井喷失控事故处理的重要设备。因此对于钻井人员进行井控培训成为了一个钻井职工的必修课。

对于现有的井控设备培训采用三种形式，第一种是图、文及视频形式的教材培训，此种形式的培训无法让学员掌握井控设备的实际操作方式，从而存在安全隐患；第二种是实际现场的操作培训，此种形式的培训虽可解决学员实际的操作方式，但由于现场井控设备尺寸过大，而井控设备分布于现场不同位置，无法让学员完全观察到各个设备整体运作状况，从而无法真正了解其工作原理，遇到突发状况时，无法及时排除故障；第三种是已开发的井控模型，现有的模型虽已缩小，可放置在室内进行观察，但由于部分井控模型为静态的，无法让学员进行实际操作动作，从而学员无法掌握实际操作，即使部分模型做成动态的，但由于其介质为液压油，模型设备密封效果不好漏油严重，造成培训室内污染严重，从而造成设备维护困难，同时液压油充填在管线中仍为静态，同样 无法让学员直观到了解到井控的工作原理，并且也无法让学员直观的查看到井控设备工作时，各设备工作状态与介质的流向，从而造成学员无法完全了解井控设备工作原理与井控设备的操作。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种石油钻井井控装置动态演示模型，其能让学员直观查看井控整体设备内部结构，了解设备工作状态及各设备的工作原理。

为此，本实用新型的技术方案在于：

一种石油钻井井控装置动态演示模型，安装在模拟钻台上，包括司钻控制台、远程控制台、节流管汇控制箱、以及依次连接的液气分离器、节流管汇、防喷器组和压井管汇；且所述节流管汇、防喷器组和压井管汇分别安装在钻井四通的不同接口处；所述司钻控制台与远程控制台连接；所述远程控制台与防喷器组连接，防喷器组内置灯带G1；所述节流管汇控制箱与所述节流管汇连接；所述司钻控制台包括与气源连接的过滤器、气源开关、和与气源开关并联的多个三位四通气转阀和一个二位四通滑阀；所述远程控制台包括电泵、气泵、并联的多个三位四通换向阀；电泵、气泵并联，而后与多个三位四通换向阀并联；所述多个三位四通换向阀一侧与所述司钻台上的三位四通气转阀或二位四通滑阀相连，另一侧与防喷器组用透明管线连接，用于控制防喷器组的开合；且连接的管线内设有灯带；电泵、气泵分别内置第一电接触器、第二电接触器，各三位四通换向阀内置有接近开关，用于控制灯带的亮灭。

所述司钻控制台和远程控制台上分别设有多块模拟压力表，分别用于模拟 显示各支路压力。

所述防喷器组由从上到下依次设置的环形防喷器、闸板防喷器和双闸板防喷器组成；所述环形防喷器、单闸板防喷器内置有接近开关，用于控制灯带G1局部的亮灭。防喷器组可依据具体情况进行组装，连接关系、控制关系及灯带布置情况均可参照本实用新型。

所述节流管汇包括主管线、备用管线、放喷管线I；所述主管线连接钻井四通和液气分离器，自钻井四通处向外，主管线上依次设置有平板阀P3、P4、J2b、J2a、节流阀J1和平板阀J5、J8；所述主管线内设有灯带G3；所述平板阀P4、J2b内部分别内置有第七接近开关25-7、第八接近开关25-8，用于控制灯带G3的工作；所述节流阀J1与节流管汇控制箱在其底部的三位四通手动换向阀连接，节流阀J1内置第三电阻开关26-3，节流管汇控制箱的三位四通手动换向阀内置第四电接触器23-4；第三电阻开关26-3与第四电接触器23-4之间设置灯带F；所述备用管线、放喷管线I并联连接于所述主管线的平板阀P4与平板阀J2b之间；所述备用管线从主管线接出处向外依次设置有平板阀J3a、J3b、节流阀J4和平板阀J7；所述放喷管线I从主管线接出处向外依次设置有平板阀J6a、J6b和J9；所述放喷管线I内设置有灯带G2，灯带G2一直延伸至主管线连接钻井四通30处；所述平板阀J6b内置有用于控制灯带G2工作的第九接近开关25-9，布有灯带的管线均为透明管线。

所述压井管汇为从钻井四通向外引出的透明管线；其自钻井四通处向外依次设置有平板阀P2、平板阀P1、四通，该四通的另外三个口分别连接用于放喷的平板阀Y2、用于接高压泵的平板阀Y1、Y3；所述压井管汇内部自连接高压泵侧管线至钻井四通处设置有灯带H，连接高压泵侧管线内设有第五电接触器 23-5；所述第五电接触器23-5控制灯带H的亮灭。

所述司钻控制台包括与气源依次连接的气源总阀、过滤器和气源开关，以及五个三位四通气转阀、二位四通滑阀22、和四个模拟压力表；所述五个三位四通气转阀和二位四通滑阀22均与气源开关并联；所述第六模拟压力表20-6用于模拟显示气源开关21处的压力；所述五个三位四通气转阀分别为：第一三位四通气转阀19-1、第二三位四通气转阀19-2、第四三位四通气转阀19-4、第六三位四通气转阀19-6和第七三位四通气转阀19-7；所述四个模拟压力表为：第四模拟压力表20-4、第五模拟压力表20-5、第六模拟压力表20-6、第七模拟压力表20-7。

所述远程控制台上安装有电泵、气泵；所述电泵与第一电接触器23-1相连，所述第一电接触器23-1处并联有A支路和B支路；所述A支路灯带依次连有安全阀、用于显示A支路压力的第三模拟压力表20-3以及蓄能器组；所述B支路上引出三条并联支路B1～3，B1支路上安装有内置有第六接近开关25-6的旁通阀，所述旁通阀与司钻控制台上的二位四通滑阀相连接；B2支路上安装有内置有第一电阻开关26-1的手动调压阀，所述手动调压阀分别与第一模拟压力表20-1和并联的第三三位四通换向阀15-3、第四三位四通换向阀15-4、第五三位四通换向阀15-5、第六三位四通换向阀15-6相连；所述第三三位四通换向阀15-3分别与司钻控制台上的第七三位四通气转阀19-7、主管线上的平板阀P4相连接；所述第四三位四通换向阀15-4分别与司钻控制台上的第六三位四通气转阀19-6、双闸板防喷器的一个模拟进液口相连接；所述第五三位四通换向阀15-5分别与司钻控制台上的第四三位四通气转阀19-4、双闸板防喷器的另一个模拟进液口相连接；所述第六三位四通换向阀15-6与司钻控制台上的第二三位四通 气转阀19-2、单闸板防喷器的模拟进液口相连接；所述第三三位四通换向阀15-3、第四三位四通换向阀15-4、第五三位四通换向阀15-5、第六三位四通换向阀15-6分别内置有第一接近开关25-1、第二接近开关25-2、第三接近开关25-3、第四接近开关25-4；B3支路上依次安装有内置有第二电阻开关26-2的气手动调压阀、用于显示B3支路压力的第二模拟压力表20-2和第七三位四通换向阀15-7；所述第七三位四通换向阀15-7与司钻控制台上的第一三位四通气转阀19-1、环形防喷器的模拟进液口相连接；所述第七三位四通换向阀15-7内置有第五接近开关25-5；所述环形防喷器的模拟进液口处安装有第一电控气调压继气器24-1、第三电控气调压继气器24-3；所述单闸板防喷器的模拟进液口处分别安装有第二电控气调压继气器24-2、第四电控气调压继气器24-4；司钻台上第四模拟压力表20-4显示数据与第三模拟压力表20-3同步；第五模拟压力表20-5显示数据与第一模拟压力表20-1同步；第七模拟压力表20-7显示数据与第二模拟压力表20-2同步；各模拟压力表均依据预设数据显示压力。

所述A支路内安装有灯带A，与第一电接触器23-1连接；

所述B支路内安装有灯带B，一端分别与第一电接触器23-1、第二电接触器23-2相连；另一端分别延伸至B1支路的第六接近开关25-6、B2支路的第一电阻开关26-1和B3支路的第二电阻开关26-2处；同时B2支路内第一电阻开关26-1与第一接近开关25-1、第二接近开关25-2、第三接近开关25-3、第四接近开关25-4之间安装有灯带C，灯带C为多条，分别显示颜色；

所述第三三位四通换向阀15-3与平板阀P4连接的管线记为E支路，其中安装灯带E；所述灯带E两端分别与第七接近开关25-7、第一接近开关25-1连接；

所述第四三位四通换向阀15-4与双闸板防喷器10的一个模拟进液口连接的管线记为C1支路，其中安装灯带C1；所述灯带C1与第二接近开关25-2连接；

所述第五三位四通换向阀15-5与双闸板防喷器10的另一个模拟进液口连接的管线记为C2支路，其中安装灯带C2；所述灯带C2与第三接近开关25-3连接；

所述第六三位四通换向阀15-6与单闸板防喷器11的模拟进液口连接的管线记为C3支路，其中安装灯带C3；所述灯带C3分别与第四接近开关25-4和第二电控气调压继气器24-2、第四电控气调压继气器24-4连接；

所述第七三位四通换向阀15-7与环形防喷器的模拟进液口连接的管线记为D支路，其中安装灯带D；所述灯带D分别与第五接近开关25-5和第一电控气调压继气器24-1、第三电控气调压继气器24-3连接。

优选，所述司钻控制台还包括与所述五个三位四通气转阀并联的第三、第五三位四通气转阀19-3、19-5，对应的所述远程控制台上设有与其分别连接的第一、二三位四通换向阀15-1、15-2，其与防喷器组3连接；其中所述五个三位四通气转阀分别为：第一三位四通气转阀19-1、第二三位四通气转阀19-2、第四三位四通气转阀19-4、第六三位四通气转阀19-6和第七三位四通气转阀19-7。

优选，所述远程控制台还包括连接在A支路上的截止阀，所述截止阀内置第三电接触器23-3，与灯带A连接，用于控制灯带A的工作。

优选，所述防喷器组的外壳整体或局部为透明，布有灯带的支路均为透明管线。

该井控动态模型装置由传统的液压介质改为电与气介质操作各设备与阀件的动作，从而避免液压油出现漏油的风险性，便于培训结构进行保养，同时铺 设的灯带系统，又可以让学员非常清楚直观的了解到不同压力下，不同设备的运转与介质走向，提高了学员对于井控内部结构、工作原理深度认识。

附图说明

图1为本实用新型提供的石油钻井井控装置动态演示模型的整体结构示意图；

图2为图1中防喷器与管汇连接图；

图3为本实用新型提供的石油钻井井控装置动态演示模型的控制图。

具体实施方式

以下结合图1～3及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细描述。

一种石油钻井井控装置动态演示模型，安装在模拟钻台上，包括司钻控制台2、远程控制台1、节流管汇控制箱4、以及依次连接的液气分离器6、节流管汇5、防喷器组3和压井管汇7；且所述节流管汇5、防喷器组3和压井管汇7分别安装在钻井四通30的不同接口处；所述司钻控制台2与远程控制台1连接；所述远程控制台1与防喷器组3连接；所述节流管汇控制箱4与所述节流管汇5连接；所述防喷器组3由从上到下依次设置的环形防喷器9、单闸板防喷器11和双闸板防喷器10组成，且其内部内置有灯带G1；所述环形防喷器9、单闸板防喷器11内置有第十接近开关25-10、第十一接近开关25-11，用于控制灯带G1局部的亮灭；

所述节流管汇5包括主管线、备用管线、放喷管线I；所述主管线连接钻井四通30和液气分离器6，自钻井四通30处向外，主管线上依次设置有平板阀 P3、P4、J2b、J2a、节流阀J1和平板阀J5、J8；所述主管线内设有灯带G3；所述平板阀P4、J2b内部分别内置有第七接近开关25-7、第八接近开关25-8，用于控制灯带G3的工作；所述节流阀J1与节流管汇控制箱4在其底部的三位四通手动换向阀(图上未显示)连接，节流阀J1内置第三电阻开关26-3，节流管汇控制箱4的三位四通手动换向阀内置第四电接触器23-4；第三电阻开关26-3与第四电接触器23-4之间设置灯带F；所述备用管线、放喷管线I并联连接于所述主管线的平板阀P4与平板阀J2b之间；所述备用管线从主管线接出处向外依次设置有平板阀J3a、J3b、节流阀J4和平板阀J7；所述放喷管线I从主管线接出处向外依次设置有平板阀J6a、J6b和J9；所述放喷管线I内设置有灯带G2，灯带G2一直延伸至主管线连接钻井四通30处；所述平板阀J6b内置有用于控制灯带G2工作的第九接近开关25-9；

所述压井管汇7为从钻井四通30向外引出的管线；其自钻井四通30处向外依次设置有平板阀P2、平板阀P1、四通，该四通的另外三个口分别连接用于放喷的平板阀Y2、用于接高压泵的平板阀Y1、Y3；所述压井管汇7内部自连接高压泵侧管线至钻井四通30处设置有灯带H，连接高压泵侧管线内设有第五电接触器23-5；所述第五电接触器23-5控制灯带H的亮灭；

所述司钻控制台包括与气源依次连接的气源总阀、过滤器18和气源开关21，以及五个三位四通气转阀、二位四通滑阀22(作为旁通阀)、和四个模拟压力表；所述五个三位四通气转阀和二位四通滑阀22均与气源开关21并联；所述模拟压力表20-6用于模拟显示气源开关21处的压力；所述五个三位四通气转阀指第一三位四通气转阀19-1、第二三位四通气转阀19-2、第四三位四通气转阀19-3、第六三位四通气转阀19-6、第七三位四通气转阀19-7；所述四个模拟压力表为 第四模拟压力表20-4、第五模拟压力表20-5、第六模拟压力表20-6和第七模拟压力表20-7。

所述远程控制台上安装有电泵27、气泵28；所述电泵27与第一电接触器23-1相连，所述第一电接触器23-1处并联有A支路和B支路；所述A支路灯带依次连有安全阀8、用于显示A支路压力的第三模拟压力表20-3以及蓄能器组13；所述B支路上引出三条并联支路B1～3，B1支路上安装有内置有第六接近开关25-6的旁通阀14，所述旁通阀14与司钻控制台上的二位四通滑阀22相连接；B2支路上安装有内置有第一电阻开关26-1的手动调压阀16，所述手动调压阀16分别与第一模拟压力表20-1和并联的第三三位四通换向阀15-3、第四三位四通换向阀15-4、第五三位四通换向阀15-5、第六三位四通换向阀15-6相连；所述第三三位四通换向阀15-3分别与司钻控制台上的第七三位四通气转阀19-7、主管线上的平板阀P4相连接；所述第四三位四通换向阀15-4分别与司钻控制台上的第六三位四通气转阀19-6、双闸板防喷器10的一个模拟进液口相连接；所述第五三位四通换向阀15-5分别与司钻控制台上的第四三位四通气转阀19-4、双闸板防喷器10的另一个模拟进液口相连接；所述第六三位四通换向阀15-6与司钻控制台上的第二三位四通气转阀19-2、单闸板防喷器11的模拟进液口相连接；所述第三三位四通换向阀15-3、第四三位四通换向阀15-4、第五三位四通换向阀15-5、第六三位四通换向阀15-6分别内置有第一接近开关25-1、第二接近开关25-2、第三接近开关25-3、第四接近开关25-4；B3支路上依次安装有内置有第二电阻开关26-2的气手动调压阀17、用于显示B3支路压力的第二模拟压力表20-2和第七三位四通换向阀15-7；所述第七三位四通换向阀15-7与司钻控制台上的第一三位四通气转阀19-1、环形防喷器9的模拟进液口相连 接；所述第七三位四通换向阀15-7内置有第五接近开关25-5；所述环形防喷器9的模拟进液口处安装有第一电控气调压继气器24-1、第三电控气调压继气器24-3；所述单闸板防喷器11的模拟进液口处分别安装有第二电控气调压继气器24-2、第四电控气调压继气器24-4；司钻台上第四模拟压力表20-4显示数据与第三模拟压力表20-3同步；第五模拟压力表20-5显示数据与第一模拟压力表20-1同步；第七模拟压力表20-7显示数据与第二模拟压力表20-2同步；各模拟压力表均依据预设数据显示压力。

所述A支路内安装有灯带A，与第一电接触器23-1连接；

所述B支路内安装有灯带B，一端分别与第一电接触器23-1、第二电接触器23-2相连；另一端分别延伸至B1支路的第六接近开关25-6、B2支路的第一电阻开关26-1和B3支路的第一电阻开关26-2处；同时B2支路内第一电阻开关26-1与第一接近开关25-1、第二接近开关25-2、第三接近开关25-3、第四接近开关25-4之间安装有灯带C，灯带C为多条，分别显示颜色；

所述第三三位四通换向阀15-3与平板阀P4连接的管线记为E支路，其中安装灯带E；所述灯带E两端分别与第七接近开关25-7、第一接近开关25-1连接；

所述第四三位四通换向阀15-4与双闸板防喷器10的一个模拟进液口连接的管线记为C1支路，其中安装灯带C1；所述灯带C1与第二接近开关25-2连接；

所述第五三位四通换向阀15-5与双闸板防喷器10的另一个模拟进液口连接的管线记为C2支路，其中安装灯带C2；所述灯带C2与第三接近开关25-3连接；

所述第六三位四通换向阀15-6与单闸板防喷器11的模拟进液口连接的管线 记为C3支路，其中安装灯带C3；所述灯带C3分别与第四接近开关25-4和第二电控气调压继气器24-2、第四电控气调压继气器24-4连接；

所述第七三位四通换向阀15-7与环形防喷器9的模拟进液口连接的管线记为D支路，其中安装灯带D；所述灯带D分别与第五接近开关25-5和第一电控气调压继气器24-1、第三电控气调压继气器24-3连接；

所述气泵28与第二电接触器23-2串联后并联接入B支路。

优选，所述司钻控制台还包括与所述第一三位四通气转阀19-1、第二三位四通气转阀19-2、第四三位四通气转阀19-3、第六三位四通气转阀19-6、第七三位四通气转阀19-7并联的第三、第五三位四通气转阀19-3,19-5，对应的所述远程控制台上设有与其分别连接的第一、第二三位四通换向阀15-1、15-2，其与防喷器组3连接。

优选，所述远程控制台还包括连接在A支路上的截止阀29，所述截止阀29内置第三电接触器23-3，与灯带A连接，用于控制灯带A的工作。

优选，所述防喷器组3的外壳为透明材料；各设有灯带的支路均有透明材料制成。

在本实用新型的一个实施例中，防喷器组3由35-53型按照1:2的比例制造而成；远程控制台1采用FKQ640-7为原型进行改造，司钻控制台2与节流管汇控制箱4采用35型进行改造。第三～第七三位四通换向阀15-3～7均为电动三位四通换向阀。司钻控制台背板透明，方便观察内部阀件及管汇。

本实用新型灯带颜色可依据条件设定，在实施例中，设定黄色灯带代表10.5MPa低压液压油，红色灯带代表21MPa高压液压油，紫色灯带代表37MPa超高压液压油。

待机时，平板阀P2、P3、J2a、J2b、J3a、J5、J6a、J7、J8、Y2为常开，节流阀J1、J4为半开；平板阀P1、P4、J3b、J6b、J9、J10、Y1、Y3为常关。灯带G1、G2、G3均熄灭。

控制司钻控制台2上气源总阀开启，气源通过过滤器18，达到气源开关21并开启，第六模拟压力表20-6显示气源压力，气源到达三位四通气转阀19及旁通阀的二位四通滑阀22位置，同时，启动远程控制台上电泵27，带动第一电接触器23-1打开模拟21MPa高压油灯带A、B；红色灯带亮起并向上闪动，在设定时间后电泵27关闭，但不断电，红色的灯带A持续闪动；红色的灯带B向上闪动分为B1～3支路；B1支路到达旁通阀14内的第六接近开关25-6处停止；B2支路到达手动调压阀16内置第一电阻开关26-1后停止，第一电阻开关26-1预设电阻，使C支路电阻减小，灯带C亮起，第一模拟压力表20-1显示预设数值10.5MPa；B3支路到达气手动调压阀17内的第二电阻开关26-2处停止，第一电阻开关26-1预设电阻，第二模拟压力表20-2显示预设读数10.5MPa；红色灯带关闭，黄色灯带亮起。

软关井时，调节司钻控制台2上的第七三位四通气转阀19-7，输出气信号，控制远程控制箱1上的第三三位四通换向阀15-3的活塞工作，活塞带动手柄动作触碰其内置第一接近开关25-1输出电信号，电信号到达节流管汇5控制平板阀P4打开；同时，开启节流管汇控制箱4的三位四通手动换向阀，其内部的第四电接触器23-4输出电信号至节流阀J1内的第三电阻开关26-3，灯带F闪烁，通过调节电阻的大小，模拟调节节流管汇5中流体的流量大小，从而调节井口压力的，达到平衡，避免破坏底层。井口返出的流体通过节流管汇5进入到液气分离器6进行液、气的分离动作。

如采取硬关井，则不操作第七三位四通气转阀19-7进而控制平板阀P4的开合。

井控装置进行低压、高压、超高压关井时状态，打开防喷器组3内的灯带G1，模拟井涌，司钻控制台2上第七三位四通气转阀19-7气路接通，气动控制远程控制台上第三三位四通阀15-3内部的活塞，活塞运动到达关位，此时阀件内置第一接近开关25-1打开输出电信号，电信号到达节流管汇5上液动平板阀P4，打开其内置第七接近开关25-7，节流管汇中模拟泄流液体的灯带G3亮起，回收的钻井液经液气分离器6流回泥浆罐，气体引出井场燃烧；通过调节节流阀J1内置第三电阻开关26-3改变灯带G3亮暗以反映管路内压力大小。

此时，压井管汇7开启电源，同时内置第五电接触器23-5打开，H灯带亮起模拟压井泥浆，平板阀Y3、P1打开后，H灯带向上亮起，通过平板阀P2，到钻井四通30，模拟泥浆进行压井，灯带亮度模拟不同比重泥浆液，比重轻，灯带亮度暗，反之亮度强。

低压关井时，设备处于待机状态，司钻控制台2上的第一三位四通气转阀19-1气路接通，气动控制远程控制台上第七三位四通阀15-7内部的活塞，活塞运动到达关位，此时阀件内置第五接近开关25-5打开输出电信号，D支路黄色灯带亮起，电信号到达环形防喷器9，控制第一电控气调压继气器24-1气路接通，环形防喷器9气缸随缓慢进气而运动，当环形防喷器内置胶芯完全锁紧，接触到其内置第十接近开关25-10时，模拟井涌灯带G1到第十接近开关25-10以上的灯带熄灭，从而模拟低压关井。

高压关井时，在低压关井操作无法关闭的情况下，操作司钻控制台2上的旁通阀的二位四通滑阀22控制远程控制台上的旁通阀14至高压位置，触碰内 置第六接近开关25-6关闭管汇内C支路的黄色灯带，同时打开C支路的红色灯带，到达C支路6个三位四通阀15-3～6的进油口处；操作司钻控制台2上旋转第二三位四通气转阀19-2至关位，第二三位四通气换阀19-2气路接通，气源到达远程控制台上第六三位四通阀15-6，推动其内部活塞至关位，此时触碰第六三位四通阀15-6内置第四接近开关25-4，C3支路红色灯带闪动亮起，红色灯带闪动到单闸板防喷器11，电信号打开单闸板防喷器11上的第二电控气调压继气器24-2接通气源，单闸板防喷器11气缸缓慢进气，观察到活塞缓慢推动闸板闭合，待闸板闭合时，触碰到单闸板11内置第十一接近开关25-11，模拟的井涌灯带G1到第十一接近开关25-11以上的灯带熄灭，最后手动转动锁紧螺杆，实现模拟高压关井。

超高压关井时，模拟井口压力较大，高压关井也无法关闭时的状态，远程控制台处关闭电泵27，第一电接触器23-1同时失效，关闭蓄能器截止阀29，截止阀29内置第三电接触器23-3打开控制灯带A，此时蓄能器A支路红色高压油灯带静止不闪动但不熄灭。开启气泵28，其内置第二电接触器23-2同时开启，此时高压关井状态下B支路的红色(高压油)灯带全部熄灭紫色灯带亮起，紫色(超高压油)灯带沿着原红色灯带B支路闪动亮起到达7个三位四通阀(即第一～第七三位四通阀15-1～7)进油口，阀件高压关井状态时手柄位置不变；司钻控制司钻控制台2上的第四三位四通气转阀19-4和第六三位四通气转阀19-6气路接通，气源到达远程控制台上第四三位四通阀15-4和第五三位四通阀15-5，推动其内部活塞至关位，此时触碰第四三位四通阀15-4和第五三位四通阀15-5内置第二接近开关25-2与第三接近开关25-3，C1支路和C2支路的紫色超高压油灯带亮起到达双闸板防喷器10，防喷器无实际动作，实现模拟超高压关井。

当模拟井内压力升高到一定极限时，采取放喷方式泄压，手动开启节流管汇5位置放喷管线I上平板阀J6b与J9，大量泄压，保护井口防喷器组，同时平板阀J6b内置第九接近开关25-9开启，G2支路灯带亮起，模拟泄压。

开井时，在井口压力重新恢复平衡以后，远程控制台恢复为待机状态，司钻操作司钻控制台2上的第一、二三位四通气转阀19-1、19-2、第四三位四通气转阀19-4、第五三位四通气转阀19-5打到开位置，另一路气路接通，控制第七三位四通阀15-7、第六三位四通阀15-6、第五三位四通阀15-5、第四三位四通阀15-4、第三三位四通阀15-3上活塞向另一侧运动，间接控制三位四通阀手柄运动到开位，此时内置第五接近开关25-5、第四接近开关25-4、第三接近开关25-3、第二接近开关25-2与第一接近开关25-1另一侧运动，D支路、C3、C2与C1支路的黄色(低压油)灯带向反方向闪动亮起，并且同时环形防喷器与单闸板防喷器另一侧的第三电控气继气器24-3和第四电控气继气器24-4通气，环形防喷器9气缸缓慢进气，活塞缓缓运动释放被挤压软胶皮，单闸板活塞缓慢退出，闸板打开，实现模拟开井；

井控装置开井时状况，防喷器组内部铺设模拟井涌灯带G1熄灭，关闭节流管汇上平板阀J6b，触碰到其内置第八接近开关25-8，模拟液体G3支路灯带从第八接近开关25-8以后全部熄灭，再关闭液动平板阀P4号，此处后面G3、G2灯带熄灭。同时关闭压井管汇7电源，同时内置第五电接触器23-5关闭，所控制的灯带全部熄灭。

该井控动态模型在提高学员实际操作能力的同时，又可让学员直观的体会不同操作状态下，设备实际运转的情况，完全理解井控的工作原理，从而提高实际操作的安全系数。

Claims (10)

1.一种石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：包括司钻控制台(2)、远程控制台(1)、节流管汇控制箱(4)、以及依次连接的液气分离器(6)、节流管汇(5)、防喷器组(3)和压井管汇(7)；且所述节流管汇(5)、防喷器组(3)和压井管汇(7)分别安装在钻井四通(30)的不同接口处；所述司钻控制台(2)与远程控制台(1)连接；所述远程控制台(1)与防喷器组(3)连接，防喷器组(3)内置灯带G1；所述节流管汇控制箱(4)与所述节流管汇(5)连接；所述司钻控制台(2)包括与气源连接的过滤器(18)、气源开关(21)、和与气源开关(21)并联的多个三位四通气转阀(19)和一个二位四通滑阀(22)；所述远程控制台包括电泵(27)、气泵(28)、并联的多个三位四通换向阀(15)；电泵(27)、气泵(28)并联，而后与多个三位四通换向阀(15)并联；所述多个三位四通换向阀(15)一侧与所述司钻台上的三位四通气转阀(19)或二位四通滑阀(22)相连，另一侧与防喷器组(3)用透明管线连接，用于控制防喷器组(3)的开合；且连接的管线内设有灯带；电泵(27)、气泵(28)分别内置第一电接触器(23-1)、第二电接触器(23-2)，各三位四通换向阀(15)内置有接近开关(25)，用于控制灯带的亮灭。

2.如权利要求1所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述司钻控制台和远程控制台上分别设有多块模拟压力表，分别用于模拟显示各支路压力。

3.如权利要求1所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述防喷器组(3)由从上到下依次设置的环形防喷器(9)、单闸板防喷器(11)和双闸板防喷器(10)组成；所述环形防喷器(9)、单闸板防喷器(11)内置有第十接近开关(25-10)、第十一接近开关(25-11)，用于控制灯带G1局部的亮 灭。

4.如权利要求3所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述节流管汇(5)包括主管线、备用管线、放喷管线I；所述主管线连接钻井四通(30)和液气分离器(6)，自钻井四通(30)处向外，主管线上依次设置有平板阀P3、P4、J2b、J2a、节流阀J1和平板阀J5、J8；所述主管线内设有灯带G3；所述平板阀P4、J2b内部分别内置有第七接近开关(25-7)、第八接近开关(25-8)，用于控制灯带G3的工作；所述节流阀J1与节流管汇控制箱(4)在其底部的三位四通手动换向阀连接，节流阀J1内置第三电阻开关(26-3)，节流管汇控制箱(4)的三位四通手动换向阀内置第四电接触器(23-4)；第三电阻开关(26-3)与第四电接触器(23-4)之间设置灯带F；所述备用管线、放喷管线I并联连接于所述主管线的平板阀P4与平板阀J2b之间；所述备用管线从主管线接出处向外依次设置有平板阀J3a、J3b、节流阀J4和平板阀J7；所述放喷管线I从主管线接出处向外依次设置有平板阀J6a、J6b和J9；所述放喷管线I内设置有灯带G2，灯带G2一直延伸至主管线连接钻井四通(30)处；所述平板阀J6b内置有用于控制灯带G2工作的第九接近开关(25-9)；布有灯带的管线均为透明管线。

5.如权利要求3所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述压井管汇(7)为从钻井四通(30)向外引出的透明管线；其自钻井四通(30)处向外依次设置有平板阀P2、平板阀P1、四通，该四通的另外三个口分别连接用于放喷的平板阀Y2、用于接高压泵的平板阀Y1、Y3；所述压井管汇(7)内部自连接高压泵侧管线至钻井四通(30)处设置有灯带H，连接高压泵侧管线内设有第五电接触器(23-5)；所述第五电接触器(23-5)控制灯带H的亮灭。

6.如权利要求3所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述司钻控制台包括与气源依次连接的气源总阀、过滤器(18)和气源开关(21)，以及第一三位四通气转阀(19-1)、第二三位四通气转阀(19-2)、第四三位四通气转阀(19-4)、第六三位四通气转阀(19-6)、第七三位四通气转阀(19-7)、二位四通滑阀(22)、和第四模拟压力表(20-4)、第五模拟压力表(20-5)、第六模拟压力表(20-6)、第七模拟压力表(20-7)；所述第一三位四通气转阀(19-1)、第二三位四通气转阀(19-2)、第四三位四通气转阀(19-4)、第六三位四通气转阀(19-6)、第七三位四通气转阀(19-7)、和二位四通滑阀(22)均与气源开关(21)并联；所述第六模拟压力表(20-6)用于模拟显示气源开关(21)处的压力；

所述远程控制台上安装有电泵(27)、气泵(28)；所述电泵(27)与第一电接触器(23-1)相连，所述第一电接触器(23-1)处并联有A支路和B支路；所述A支路灯带依次连有安全阀(8)、用于显示A支路压力的第三模拟压力表(20-3)以及蓄能器组(13)；所述B支路上引出三条并联支路B1～3，B1支路上安装有内置有第六接近开关(25-6)的旁通阀(14)，所述旁通阀(14)与司钻控制台上的二位四通滑阀(22)相连接；B2支路上安装有内置有第一电阻开关(26-1)的手动调压阀(16)，所述手动调压阀(16)分别与第一模拟压力表(20-1)和并联的第三三位四通换向阀(15-3)、第四三位四通换向阀(15-4)、第五三位四通换向阀(15-5)、第六三位四通换向阀(15-6)相连；所述第三三位四通换向阀(15-3)分别与司钻控制台上的第七三位四通气转阀(19-7)、主管线上的平板阀P4相连接；所述第四三位四通换向阀(15-4)分别与司钻控制台上的第六三位四通气转阀(19-6)、双闸板防喷器(10)的一个模拟进液口相连接；所述第五三位四通换向阀(15-5)分别与司钻控制台上的第四三位四通气转阀(19-4)、双闸板防喷器(10)的另一个模拟进液口相连接；所述第六三位四通换向阀(15-6)与司钻控制台上的第二三位四通气转阀(19-2)、单闸板防喷器(11)的模拟进液口相连接；所述第三三位四通换向阀(15-3)、第四三位四通换向阀(15-4)、第五三位四通换向阀(15-5)、第六三位四通换向阀(15-6)分别内置有第一接近开关(25-1)、第二接近开关(25-2)、第三接近开关(25-3)、第四接近开关(25-4)；B3支路上依次安装有内置有第二电阻开关(26-2)的气手动调压阀(17)、用于显示B3支路压力的第二模拟压力表(20-2)和第七三位四通换向阀(15-7)；所述第七三位四通换向阀(15-7)与司钻控制台上的第一三位四通气转阀(19-1)、环形防喷器(9)的模拟进液口相连接；所述第七三位四通换向阀(15-7)内置有第五接近开关(25-5)；所述环形防喷器(9)的模拟进液口处安装有第一电控气调压继气器(24-1)、第二电控气调压继气器(24-3)；所述单闸板防喷器(11)的模拟进液口处分别安装有第二电控气调压继气器(24-2)、第四电控气调压继气器(24-4)；司钻台上第四模拟压力表(20-4)显示数据与第三模拟压力表(20-3)同步；第五模拟压力表(20-5)显示数据与第一模拟压力表(20-1)同步；第七模拟压力表(20-7)显示数据与第二模拟压力表(20-2)同步；各模拟压力表均依据预设数据显示压力。

7.如权利要求6所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：

所述A支路内安装有灯带A，与第一电接触器(23-1)连接；

所述B支路内安装有灯带B，一端分别与第一电接触器(23-1)、第二电接触器(23-2)相连；另一端分别延伸至B1支路的第六接近开关(25-6)、B2支路的第一电阻开关(26-1)和B3支路的第二电阻开关(26-2)处；同时B2支 路内第一电阻开关(26-1)与第一接近开关(25-1)、第二接近开关(25-2)、第三接近开关(25-3)、第四接近开关(25-4)之间安装有灯带C，灯带C为多条，分别显示颜色；

所述第三三位四通换向阀(15-3)与平板阀P4连接的管线记为E支路，其中安装灯带E；所述灯带E两端分别与第七接近开关(25-7)、第一接近开关(25-1)连接；

所述第四三位四通换向阀(15-4)与双闸板防喷器10的一个模拟进液口连接的管线记为C1支路，其中安装灯带C1；所述灯带C1与第二接近开关(25-2)连接；

所述第五三位四通换向阀(15-5)与双闸板防喷器10的另一个模拟进液口连接的管线记为C2支路，其中安装灯带C2；所述灯带C2与第三接近开关(25-3)连接；

所述第六三位四通换向阀(15-6)与单闸板防喷器(11)的模拟进液口连接的管线记为C3支路，其中安装灯带C3；所述灯带C3分别与第四接近开关(25-4)和第二电控气调压继气器(24-2)、第四电控气调压继气器(24-4)连接；

所述第七三位四通换向阀(15-7)与环形防喷器(9)的模拟进液口连接的管线记为D支路，其中安装灯带D；所述灯带D分别与第五接近开关(25-5)和第一电控气调压继气器(24-1)、第三电控气调压继气器(24-3)连接。

8.如权利要求7所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述司钻控制台还包括与所述第一三位四通气转阀(19-1)、第二三位四通气转阀(19-2)、第四三位四通气转阀(19-4)、第六三位四通气转阀(19-6)、第七三位四通气转阀(19-7)并联的第三三位四通气转阀(19-3)、第五三位四通气转 阀(19-5)，对应的所述远程控制台上设有与其分别连接的第一三位四通换向阀(15-1)、第二三位四通换向阀(15-2)，其与防喷器组(3)连接。

9.如权利要求7所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述远程控制台还包括连接在A支路上的截止阀(29)，所述截止阀(29)内置第三电接触器(23-3)，与灯带A连接，用于控制灯带A的工作。

10.如权利要求1所述石油钻井井控装置动态演示模型，其特征在于：所述防喷器组(3)的外壳整体或局部为透明。