CN211287653U - 一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，属于油田水力压裂设备领域。包括以下部分：控制箱箱体和电源，电源为各电子元器件供电，旋塞阀开关状态信号采集模块及接口、压裂车运行状态信号采集模块及接口、嵌入式实时控制器、信号输出模块及开位接口和关位接口，安装控制软件的移动计算机，安装控制软件的仪表车载计算机。本实用新型可以在压裂施工时通过仪表车计算机中的控制软件实现远程控制旋塞阀的开关，不用中断施工就可以紧急处置发生高压刺漏的压裂车，节省施工时间，提高施工质量，满足现场高效安全施工要求；也可以在保养时通过本地计算机中的控制软件实现旋塞阀的开关，避免由于未连接仪表车导致旋塞阀无法正常开关，节省人力与物力。
Description
技术领域
本实用新型属于油田水力压裂设备领域，涉及一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统。
背景技术
页岩气水平井进行水力压裂施工时，压裂车从混砂车吸入压裂液，之后将压裂液增压，高压管汇用于汇聚压裂车加压排出的高压流体，之后高压流体经高压管线进入井筒，压破油层岩石，形成裂缝，提高油层的导流能力。施工过程中，压裂车运转时间长，加砂时易损件损耗严重，导致压裂车及其连接的高压管线容易发生高压刺漏，造成人员或设备损失。
目前常用的高压管汇的旋塞阀为手动控制，压裂施工中一旦发生压裂车高压刺漏或高压管线刺漏，需要中断施工，在高压管线没有压力情况下关闭高压管汇，进而重新施工，这种处理方式耽误施工时间，影响施工质量，不能满足现场高效安全施工要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，能够在压裂施工时通过仪表车载计算机控制软件实现远程控制多个旋塞阀的开关，以便于在压裂施工中发生高压刺漏时不用中断施工就可以进行紧急处置。本实用新型的目的通过以下技术方案实现。
一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，包括以下部分：控制箱箱体和电源，电源为各电子元器件供电，旋塞阀开关状态信号采集模块及接口、压裂车运行状态信号采集模块及接口、嵌入式实时控制器、信号输出模块及开位接口和关位接口，安装控制软件的便携计算机，安装控制软件的仪表车载计算机；旋塞阀的接近传感器将旋塞阀开关状态信号传到旋塞阀开关状态信号采集模块，之后信号传到嵌入式实时控制器，然后信号再传到便携计算机或仪表车载计算机，在控制软件上显示旋塞阀的开关状态；压裂车控制箱将压裂车运行状态信号传到压裂车运行状态信号采集模块，之后信号传到嵌入式实时控制器，然后信号再传到便携计算机或仪表车载计算机，在控制软件上显示压裂车的运行状态；操作人员通过压裂施工现场状况决定开关旋塞阀，通过便携计算机或仪表车载计算机中的控制软件下达旋塞阀开关指令，旋塞阀开关指令传到嵌入式实时控制器，之后信号传到信号输出模块，然后信号传到液压分配器和液压马达，通过液压分配器和液压马达的共同作用实现旋塞阀开关。
进一步地，旋塞阀开关状态信号采集模块和压裂车运行状态信号采集模块各有n个接口，信号输出模块有n个开位接口和n个关位接口，n为自然数。本实用新型可以实现远程控制n个旋塞阀的开关。
进一步地，所述旋塞阀开关状态信号采集模块为NI9425信号输入模块，所述压裂车运行状态信号采集模块为NI9870四端口RS232串行仪器控制模块，所述嵌入式实时控制器为cRIO-9023嵌入式实时控制器，所述信号输出模块为NI9476信号输出模块。
进一步地，旋塞阀开关状态与压裂车运行状态之间相互影响：压裂车处于运行状态时控制软件无法关闭旋塞阀，旋塞阀关闭时压裂车无法运行。这保证了通过控制软件开关旋塞阀不会导致压裂车出现误操作事故，减少人员和设备损失。
进一步地，旋塞阀开关过程为：若开启旋塞阀，则液压分配器开位阀门开启，同时液压马达工作带动旋塞阀打开，旋塞阀打开后接近传感器将信号传到嵌入式实时控制器，停止向液压分配器和液压马达发送信号，同时便携计算机或仪表车载计算机中的控制软件上显示旋塞阀为开启状态；若关闭旋塞阀，则液压分配器关位阀门开启，同时液压马达工作带动旋塞阀关闭，旋塞阀关闭后接近传感器将信号传到嵌入式实时控制器，停止向液压分配器和液压马达发送信号，同时便携计算机或仪表车载计算机中的控制软件上显示旋塞阀为关闭状态。
进一步地，电源包括NI9221电压输入模块，NI9221电压输入模块为各电子元器件提供过压保护。
进一步地，所述便携计算机为笔记本电脑或平板电脑。
本实用新型提供的压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，可以在压裂施工时通过仪表车计算机中的控制软件实现远程控制旋塞阀的开关，不用中断施工就可以紧急处置发生高压刺漏的压裂车，节省施工时间，提高施工质量，满足现场高效安全施工要求。此外，也可以在保养时通过本地计算机中的控制软件实现旋塞阀的开关，避免由于未连接仪表车导致旋塞阀无法正常开关，节省人力与物力。
附图说明
图1是本实用新型提供的压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统各组件信号传输原理图。
附图标记：1-便携计算机，2-仪表车载计算机，3-嵌入式实时控制器，4-旋塞阀开关状态信号采集模块，5-信号输出模块，6-压裂车运行状态信号采集模块，7-旋塞阀开关状态信号采集模块接口，8-开位接口，9-关位接口，10-压裂车运行状态信号采集模块接口，11电源。
具体实施方式
一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，如图1所示，包括以下部分：控制箱箱体和电源11，电源11为各电子元器件供电，电源11包括NI9221电压输入模块，NI9221电压输入模块为各电子元器件提供过压保护；旋塞阀开关状态信号采集模块4及接口7、压裂车运行状态信号采集模块6及接口10、嵌入式实时控制器3、信号输出模块5及开位接口8和关位接口9，安装控制软件的便携计算机1，安装控制软件的仪表车载计算机2。旋塞阀的接近传感器将旋塞阀开关状态信号传到旋塞阀开关状态信号采集模块4，之后信号传到嵌入式实时控制器3，然后信号再传到便携计算机1或仪表车载计算机2，在控制软件上显示旋塞阀的开关状态；压裂车控制箱将压裂车运行状态信号传到压裂车运行状态信号采集模块6，之后信号传到嵌入式实时控制器3，然后信号再传到便携计算机1或仪表车载计算机2，在控制软件上显示压裂车的运行状态；操作人员通过压裂施工现场状况决定开关旋塞阀，通过便携计算机1或仪表车载计算机2中的控制软件下达旋塞阀开关指令，旋塞阀开关指令传到嵌入式实时控制器3，之后信号传到信号输出模块5，然后信号传到液压分配器和液压马达，通过液压分配器和液压马达的共同作用实现旋塞阀开关。旋塞阀开关过程为：若开启旋塞阀，则液压分配器开位阀门开启，同时液压马达工作带动旋塞阀打开，旋塞阀打开后接近传感器将信号传到嵌入式实时控制器3，停止向液压分配器和液压马达发送信号，同时便携计算机1或仪表车载计算机2中的控制软件上显示旋塞阀为开启状态；若关闭旋塞阀，则液压分配器关位阀门开启，同时液压马达工作带动旋塞阀关闭，旋塞阀关闭后接近传感器将信号传到嵌入式实时控制器3，停止向液压分配器和液压马达发送信号，同时便携计算机1或仪表车载计算机2中的控制软件上显示旋塞阀为关闭状态。
旋塞阀开关状态信号采集模块4和压裂车运行状态信号采集模块6各有n个接口，信号输出模块5有n个开位接口和n个关位接口，n为自然数，从而实现远程控制n个旋塞阀的开关。
旋塞阀开关状态信号采集模块4为NI9425信号输入模块，所述压裂车运行状态信号采集模块6为NI9870四端口RS232串行仪器控制模块，所述嵌入式实时控制器3为cRIO-9023嵌入式实时控制器，所述信号输出模块5为NI9476信号输出模块。
旋塞阀开关状态与压裂车运行状态之间相互影响：压裂车处于运行状态时控制软件无法关闭旋塞阀，旋塞阀关闭时压裂车无法运行。这保证了通过控制软件开关旋塞阀不会导致压裂车出现误操作事故，减少人员和设备损失。
Claims (7)
1.一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，包括以下部分：控制箱箱体和电源，电源为各电子元器件供电，旋塞阀开关状态信号采集模块及接口、压裂车运行状态信号采集模块及接口、嵌入式实时控制器、信号输出模块及开位接口和关位接口，安装控制软件的便携计算机，安装控制软件的仪表车载计算机；旋塞阀的接近传感器将旋塞阀开关状态信号传到旋塞阀开关状态信号采集模块，之后信号传到嵌入式实时控制器，然后信号再传到便携计算机或仪表车载计算机，在控制软件上显示旋塞阀的开关状态；压裂车控制箱将压裂车运行状态信号传到压裂车运行状态信号采集模块，之后信号传到嵌入式实时控制器，然后信号再传到便携计算机或仪表车载计算机，在控制软件上显示压裂车的运行状态；操作人员通过压裂施工现场状况决定开关旋塞阀，通过便携计算机或仪表车载计算机中的控制软件下达旋塞阀开关指令，旋塞阀开关指令传到嵌入式实时控制器，之后信号传到信号输出模块，然后信号传到液压分配器和液压马达，通过液压分配器和液压马达的共同作用实现旋塞阀开关。
2.根据权利要求1所述的一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，旋塞阀开关状态信号采集模块和压裂车运行状态信号采集模块各有n个接口，信号输出模块有n个开位接口和n个关位接口，n为自然数。
3.根据权利要求1所述的一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，所述旋塞阀开关状态信号采集模块为NI9425信号输入模块，所述压裂车运行状态信号采集模块为NI9870四端口RS232串行仪器控制模块，所述嵌入式实时控制器为cRIO-9023嵌入式实时控制器，所述信号输出模块为NI9476信号输出模块。
4.根据权利要求1所述的一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，旋塞阀开关状态与压裂车运行状态之间相互影响：压裂车处于运行状态时控制软件无法关闭旋塞阀，旋塞阀关闭时压裂车无法运行。
5.根据权利要求1所述的一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，旋塞阀开关状态与压裂车运行状态之间相互影响：压裂车处于运行状态时控制软件无法关闭旋塞阀，旋塞阀关闭时压裂车无法运行。
6.根据权利要求1所述的一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，电源包括NI9221电压输入模块，NI9221电压输入模块为各电子元器件提供过压保护。
7.根据权利要求1所述的一种压裂用高压管汇旋塞阀开关控制系统，其特征在于，所述便携计算机为笔记本电脑或平板电脑。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112324414A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 盐城市崇达石化机械有限公司 | 一种用液压系统远程控制的压裂管汇 |
| CN115263261A (zh) * | 2021-04-29 | 2022-11-01 | 中国石油天然气集团有限公司 | 压裂用井口阀门状态无线监控方法、装置及系统 |
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| CN112324414B (zh) * | 2020-11-03 | 2023-06-13 | 盐城市崇达石化机械有限公司 | 一种用液压系统远程控制的压裂管汇 |
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