CN212273704U - 一种储气库井口智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储气库井口智能控制系统，包括：SIS系统、主动力控制管路、井下安全阀驱动管路、地面安全阀驱动管路、紧急关断阀驱动管路、低压控制管路；所述主动力控制管路的输出端分别与所述井下安全阀驱动管路、地面安全阀驱动管路的输入端相连；所述井下安全阀驱动管路包括第一先导控制阀；所述地面安全阀驱动管路包括依次串联的第一调压阀、第二单向阀、第二先导控制阀；所述紧急关断阀驱动管路包括依次串联的第四压力表、第三单向阀、第三先导控制阀、第四先导控制阀。本实用新型采用SIS系统，通过数据的采集、分析，实现相应的逻辑控制，从而实现储气库井口稳定可靠的智能化控制。

Description

一种储气库井口智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及储气库井口控制技术领域，具体地涉及一种储气库井口智能控制系统。

背景技术

地下储气库是解决天然气供需矛盾的调峰设施，同时也起到保障国家能源安全的战略储备作用。因此，地下储气库的要求要比常规生产井口的要求更高，我国在地下储气库建设方面起步较晚，地下储气库建设地面井口控制系统无相应的标准和规范，大多参照常规生产井的模式进行改进，井口控制设备分散，无法实现一体化控制，无法实现设备之间逻辑联动，达不到智能化控制的要求。设备可靠性低，安全级别达不到标准要求，已经无法满足地下储气库的生产需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种储气库井口智能控制系统，包括：SIS系统、主动力控制回路、井下安全阀驱动管路回路、地面安全阀驱动管路回路、紧急关断阀驱动回路、低压控制回路；

所述主动力控制回路的输出端分别与所述井下安全阀驱动回路、地面安全阀驱动回路的输入端相连；

所述井下安全阀驱动回路包括依次串联的第一单向阀(31)、第一储能器(32)、第一先导控制阀(33)、第二压力表(35)、井下安全阀(36)，以及一端连接在所述第一先导控制阀、第二压力表之间的管路上另一端连接在所述SIS系统上的第二压力变送器(34)；

所述地面安全阀驱动回路包括依次串联的第一调压阀(41)、第二单向阀(42)、第二先导控制阀(43)、第三压力表(45)、地面安全阀(46)，以及一端连接在所述第二先导控制阀、第三压力表之间的管路上另一端连接在所述SIS系统上的第三压力变送器(44)；

所述紧急关断阀驱动回路的输入端设置在所述第一调压阀(41)与第二单向阀(42)之间，所述紧急关断阀驱动回路包括依次串联的第四压力表(52)、第三单向阀(53)、第三先导控制阀(54)、第四先导控制阀(55)、第五压力表(57)、紧急关断阀(58)，以及一端连接在所述第四先导控制阀、第五压力表之间的管路上另一端连接在所述SIS系统上的第四压力变送器(56)；

所述低压控制回路的输入端设置在所述第一调压阀(41)与第二单向阀(42)之间，输出端分别与井下安全阀先导控制回路、地面安全阀先导控制回路的输入端相连。

进一步地，所述低压控制回路包括依次相连的第二调压阀(61)、第四单向阀(62)、第三储能器(63)、第六压力表(64)、第一电磁阀(65)；所述井下安全阀先导控制回路包括第一延时阀(71)，所述第一延时阀(71)的输出端与所述第一先导控制阀(33)的先导端相连；所述地面安全阀先导控制回路包括相连的第二电池阀(72)、第二延时阀(721)，所述第二延时阀(721)的输出端与所述第二先导控制阀(43)的先导端相连。

进一步地，还包括紧急关断阀先导控制回路，所述紧急关断阀先导控制回路包括并联设置的第三电磁阀(73)、第四电磁阀(74)，所述第三电磁阀(73)、第四电磁阀(74)的输入端设置在所述第二电磁阀(72)与第二延时阀(721)之间，所述第三电磁阀(73)的输出端与所述第三先导控制阀(54)的先导端相连，所述第四电磁阀(74)的输出端与所述第四先导控制阀(55)的先导端相连。

进一步地，还包括易熔塞回路，所述易熔塞回路的输入端设置在所述第六压力表(64)与第一电磁阀(65)之间，所述易熔塞回路包括依次相连的第五先导控制阀(83)、节流阀(84)、压力开关(85)、易熔塞(86)，还包括检测先导控制回路，所述检测先导控制回路的输入端设置在所述第六压力表(64)与第五先导控制阀(83)之间，输出端与所述第五先导控制阀(83)的先导端相连，所述检测先导控制回路包括相连的充压阀(81)、单向阀(82)。

进一步地，所述主动力控制回路包括依次串联的油箱(1)、第一电动泵(21)、第一压力变送器(22)、第一压力表(23)，所述第一电动泵(21)、第一压力变送器(22)与所述SIS系统相连。

进一步地，还包括第二电动泵(24)，所述第二电动泵(24)的一端与所述油箱(1)相连，另一端与所述第一压力变送器(22)相连，所述第二电动泵(24)与所述SIS系统相连。

进一步地，还包括手动泵(25)，所述手动泵(25)的一端与所述油箱(1)相连，另一端与所述第一压力变送器(22)相连。

进一步地，所述第一调压阀(41)与第二单向阀(42)之间还设置有第二储能器(51)。

进一步地，所述紧急关断阀(58)的输出端设置有依次相连的第五压力变送器(59)、第六压力变送器(510)、第七压力变送器(511)，所述第五压力变送器(59)、第六压力变送器(510)、第七压力变送器(511)分别与所述SIS系统相连。

本实用新型采用SIS系统，通过数据的采集、分析，实现相应的逻辑控制，从而实现储气库井口稳定可靠的智能化控制；主动力控制回路，用于提供系统所需的液压动力；紧急关断阀的输出端设置有三个压力变送器，采用3选2表决逻辑判断作为关断紧急关断阀的条件，具备SIL2的安全级别，关断时间为3S，实现了高可靠的保护功能。

井下安全阀驱动回路为井下安全阀的打开提供驱动力，井下安全阀先导控制回路为井下安全阀的开闭提供先导条件，在生产过程中，井下安全阀先导控制回路提供的低压驱动第一先导控制阀的先导端，使得第一先导控制阀的进口和出口导通，高压驱动液压油输出至井下安全阀，使得井下安全阀打开；在生产结束后，由于系统断电，第一先导控制阀的先导端的压力泄放，第一先导控制阀的进口和出口不导通，井下安全阀失去压力而自动关闭。

地面安全阀驱动回路为地面主安全阀的打开提供驱动力，地面安全阀先导控制回路为地面主安全阀的开闭提供先导条件，在生产过程中，地面安全阀先导控制回路提供的低压驱动第二先导控制阀的先导端，使得第二先导控制阀的进口和出口导通，中压驱动液压油输出至地面安全阀，使得地面安全阀打开；生产结束后，第二先导控制阀的先导端的压力泄放，第二先导控制阀的进口和出口不导通，地面安全阀失去压力而关闭。

紧急关断阀驱动回路为紧急关断阀的打开提供驱动力，紧急关断阀先导控制回路为地面紧急关断阀的开闭提供先导条件，在生产过程中，紧急关断阀先导控制回路提供的低压驱动第三先导控制阀、第四先导控制阀的先导端，使得第三先导控制阀、第四先导控制阀的进口和出口导通，中压驱动液压油输至紧急关断阀，使得紧急关断阀打开；生产结束后，第三先导控制阀、第四先导控制阀的先导端的压力泄放，第三先导控制阀、第四先导控制阀的进口和出口不导通，紧急关断阀失去压力而关闭。其中第三先导控制阀、第四先导控制阀串联，符合SIL2的安全级别要求。

第二电动泵、手动泵作为备用器件，以备不时之需，提高了设备的可靠性和稳定性，保证了连续生产的需要。

易熔塞回路为整个系统提供了安全保障，当发生火灾时，易熔塞熔化，压力开关检测到压力较低时，SIS系统控制可电控阀门关闭。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种储气库井口智能控制系统的回路结构示意图；

其中，1、油箱；21、第一电动泵；22、第一压力变送器；23、第一压力表；24、第二电动泵；25、手动泵；31、第一单向阀；32、第一储能器；33、第一先导控制阀；34、第二压力变送器；35、第二压力表；36、井下安全阀；41、第一调压阀；42、第二单向阀；43、第二先导控制阀；44、第三压力变送器；45、第三压力表；46、地面安全阀；47、温度变送器；48、第五压力变送器；51、第二储能器；52、第四压力表；53、第三单向阀；54、第三先导控制阀；55、第四先导控制阀；56、第四压力变送器；57、第五压力表；58、紧急关断阀；61、第二调压阀；62、第四单向阀；63、第三储能器；64、第六压力表；65、第一电磁阀；71、第一延时阀；72、第二电磁阀；721、第二延时阀；73、第三电磁阀；74、第四电磁阀；81、充压阀；82、单向阀；83、第五先导控制阀；84、节流阀；85、压力开关；86、易熔塞；9、SIS系统。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供了一种储气库井口智能控制系统，包括：SIS系统9、主动力控制回路、井下安全阀驱动回路、地面安全阀驱动回路、紧急关断阀驱动回路、低压控制回路、易熔塞回路。

所述主动力控制回路的输出端分别与所述井下安全阀驱动回路、地面安全阀驱动回路的输入端相连。所述主动力控制回路包括依次串联的油箱1、第一电动泵21、第一压力变送器22、第一压力表23，还包括并联的第二电动泵24、手动泵25，所述第二电动泵24、手动泵25的一端与所述油箱1相连，另一端与所述第一压力变送器22相连，所述第一电动泵21、第二电动泵24、第一压力变送器22与所述SIS系统9相连。第二电动泵、手动泵作为备用泵，以备不时之需，确保连续生产。压力变送器的在管路中的安装方式是一种公知技术，在本实用新型中也一样，本实用新型中所说的压力变送器与其他元件串联是指压力变送器的压力感知端作为一个点与其他元件进行串联(以下不再赘述)。

所述井下安全阀驱动回路包括依次串联的第一单向阀31、第一储能器32、第一先导控制阀33、第二压力变送器34、第二压力表35、井下安全阀36，所述第二压力变送器34与所述SIS系统9相连。第二压力变送器将检测到的压力实时传送给SIS系统。

所述地面安全阀驱动回路包括依次串联的第一调压阀41、第二单向阀42、第二先导控制阀43、第三压力变送器44、第三压力表45、地面安全阀46，所述第三压力变送器44与所述SIS系统9相连。第三压力变送器将检测到的压力实时传送给SIS系统。

所述紧急关断阀驱动回路的输入端设置在所述第一调压阀41与第二单向阀42之间，所述紧急关断阀驱动回路包括依次串联的第四压力表52、第三单向阀53、第三先导控制阀54、第四先导控制阀55、第四压力变送器56、第五压力表57、紧急关断阀58，所述第四压力变送器56与所述SIS系统相连。所述紧急关断阀58的输出端设置有依次相连的第五压力变送器59、第六压力变送器510、第七压力变送器511，所述第五压力变送器59、第六压力变送器510、第七压力变送器511分别与所述SIS系统相连。紧急关断阀的输出端设置有三个压力变送器，采用3选2表决逻辑判断作为关断紧急关断阀的条件，具备SIL2的安全级别，关断时间为3S，实现了高可靠的保护功能。

所述低压控制回路的输入端设置在所述第一调压阀41与第二单向阀42之间，输出端分别与井下安全阀先导控制回路、地面安全阀先导控制回路的输入端相连；所述低压控制回路包括依次相连的第二调压阀61、第四单向阀62、第三储能器63、第六压力表64、第一电磁阀65；所述井下安全阀先导控制回路包括第一延时阀71，所述第一延时阀71的输出端与所述第一先导控制阀33的先导端相连；所述地面安全阀先导控制回路包括相连的第二电磁阀72、第二延时阀721，所述第二延时阀721的输出端与所述第二先导控制阀43的先导端相连。还包括紧急关断阀先导控制回路，所述紧急关断阀先导控制回路包括并联设置的第三电磁阀73、第四电磁阀74，所述第三电磁阀73、第四电磁阀74的输入端设置在所述第二电磁阀72与第二延时阀721之间，所述第三电磁阀73的输出端与所述第三先导控制阀54的先导端相连，所述第四电磁阀74的输出端与所述第四先导控制阀55的先导端相连。所述第一电磁阀65、第二电磁阀72、第三电磁阀73、第四电磁阀74与所述SIS系统9相连。

所述易熔塞回路的输入端设置在所述第六压力表64与第一电磁阀65之间，所述易熔塞回路包括依次相连的第五先导控制阀83、节流阀84、压力开关85、易熔塞86，所述压力开关85与所述SIS系统9相连；还包括检测先导控制回路，所述检测先导控制回路的输入端设置在所述第六压力表64与第五先导控制阀83之间，输出端与所述第五先导控制阀83的先导端相连，所述检测先导控制回路包括相连的充压阀81、单向阀82。

进一步地，所述第一调压阀41与第二单向阀42之间还设置有第二储能器51。第一调压阀41调压后，第二储能器51有助于稳压和提供应急供油。

进一步地，所述地面安全阀46与紧急关断阀58之间依次设置有温度变送器47、第五压力变送器48，所述温度变送器47、第五压力变送器48与所述SIS系统9相连。

本实用新型的工作原理为：

启动第一电动泵及其他可电控器件，第一电动泵21输出的压力约为70MPa的高压，井下安全阀驱动回路，将约为70MPa的高压驱动液输送至第一先导控制阀33的进口，此时，第一先导控制阀的进口与出口不导通，高压驱动液无法到达井下安全阀36；地面安全阀驱动回路，第一调压阀41将约为70MPa的高压降至约为21MPa的中压，降压后的中压驱动液输送至第二先导控制阀43的进口，此时，第二先导控制阀的进口与出口不导通，中压驱动液无法到达地面安全阀46；低压控制回路，第二调压阀61进一步将约为21MPa的中压降至约为0.7MPa的低压，第二调压阀61输出的低压控制液经第一电磁阀65，传输到第一延时阀71，驱动第一先导控制阀33的进口与出口导通，高压驱动液输至井下安全阀36，使得井下安全阀36打开；低压控制液经第二电磁阀72传输到第二延时阀721，驱动第二先导控制阀43的进口与出口导通，中压驱动液到达地面安全阀46，使得地面安全阀打开。

紧急关断阀驱动回路，中压驱动液输送至第三先导控制阀54的进口，此时，第三先导控制阀、第四先导控制阀的进口与出口不导通，中压驱动液无法到达紧急关断阀58；低压控制液输送至第三电磁阀73，进而驱动第三先导控制阀54的进口与出口导通，低压控制液输送至第四电磁阀74，进而驱动第四先导控制阀55的进口与出口导通，中压驱动液二到达紧急关断阀58，紧急关断阀打开。

易熔塞回路，低压控制液压油到达充压阀81及第五先导控制阀83的进口，此时，第五先导控制阀83的进口与出口不导通，因此，低压控制液压油经充压阀81流向单向阀82，进而驱动第五先导控制阀83的进口与出口导通，低压控制液压油经第五先导控制阀83输送至节流阀84，进而流向压力开关85、易熔塞86，压力开关85将检测到的压力传送至SIS系统9。当发生火灾时，易熔塞86熔化，易熔塞回路压力降低，压力开关85检测到压力降低时，SIS系统9控制可电控阀关闭，如此，确保系统的安全性。生产工作结束后，SIS系统9控制可电控阀关闭。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨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，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种储气库井口智能控制系统，其特征在于，包括：SIS系统、主动力控制回路、井下安全阀驱动管路回路、地面安全阀驱动管路回路、紧急关断阀驱动回路和低压控制回路；

所述主动力控制回路的输出端分别与所述井下安全阀驱动回路、地面安全阀驱动回路的输入端相连；

所述井下安全阀驱动回路包括依次串联的第一单向阀(31)、第一储能器(32)、第一先导控制阀(33)、第二压力表(35)、井下安全阀(36)，以及一端连接在所述第一先导控制阀、第二压力表之间的管路上另一端连接在所述SIS系统上的第二压力变送器(34)；

所述地面安全阀驱动回路包括依次串联的第一调压阀(41)、第二单向阀(42)、第二先导控制阀(43)、第三压力表(45)、地面安全阀(46)，以及一端连接在所述第二先导控制阀、第三压力表之间的管路上另一端连接在所述SIS系统上的第三压力变送器(44)；

所述紧急关断阀驱动回路的输入端设置在所述第一调压阀(41)与第二单向阀(42)之间，所述紧急关断阀驱动回路包括依次串联的第四压力表(52)、第三单向阀(53)、第三先导控制阀(54)、第四先导控制阀(55)、第五压力表(57)、紧急关断阀(58)，以及一端连接在所述第四先导控制阀、第五压力表之间的管路上另一端连接在所述SIS系统上的第四压力变送器(56)；

所述低压控制回路的输入端设置在所述第一调压阀(41)与第二单向阀(42)之间，输出端分别与井下安全阀先导控制回路、地面安全阀先导控制回路的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，所述低压控制回路包括依次相连的第二调压阀(61)、第四单向阀(62)、第三储能器(63)、第六压力表(64)、第一电磁阀(65)；所述井下安全阀先导控制回路包括第一延时阀(71)，所述第一延时阀(71)的输出端与所述第一先导控制阀(33)的先导端相连；所述地面安全阀先导控制回路包括相连的第二电磁阀(72)、第二延时阀(721)，所述第二延时阀(721)的输出端与所述第二先导控制阀(43)的先导端相连。

3.根据权利要求2所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，还包括紧急关断阀先导控制回路，所述紧急关断阀先导控制回路包括并联设置的第三电磁阀(73)、第四电磁阀(74)，所述第三电磁阀(73)、第四电磁阀(74)的输入端设置在所述第二电磁阀(72)与第二延时阀(721)之间，所述第三电磁阀(73)的输出端与所述第三先导控制阀(54)的先导端相连，所述第四电磁阀(74)的输出端与所述第四先导控制阀(55)的先导端相连。

4.根据权利要求2所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，还包括易熔塞回路，所述易熔塞回路的输入端设置在所述第六压力表(64)与第一电磁阀(65)之间，所述易熔塞回路包括依次相连的第五先导控制阀(83)、节流阀(84)、压力开关(85)、易熔塞(86)，还包括检测先导控制回路，所述检测先导控制回路的输入端设置在所述第六压力表(64)与第五先导控制阀(83)之间，输出端与所述第五先导控制阀(83)的先导端相连，所述检测先导控制回路包括相连的充压阀(81)、单向阀(82)。

5.根据权利要求1所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，所述主动力控制回路包括依次串联的油箱(1)、第一电动泵(21)、第一压力变送器(22)、第一压力表(23)，所述第一电动泵(21)、第一压力变送器(22)与所述SIS系统相连。

6.根据权利要求5所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，还包括第二电动泵(24)，所述第二电动泵(24)的一端与所述油箱(1)相连，另一端与所述第一压力变送器(22)相连，所述第二电动泵(24)与所述SIS系统相连。

7.根据权利要求6所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，还包括手动泵(25)，所述手动泵(25)的一端与所述油箱(1)相连，另一端与所述第一压力变送器(22)相连。

8.根据权利要求1所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，所述第一调压阀(41)与第二单向阀(42)之间还设置有第二储能器(51)。

9.根据权利要求1所述的储气库井口智能控制系统，其特征在于，所述紧急关断阀(58)的输出端设置有依次相连的第五压力变送器(59)、第六压力变送器(510)、第七压力变送器(511)，所述第五压力变送器(59)、第六压力变送器(510)、第七压力变送器(511)分别与所述SIS系统相连。

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