CN214997535U - 油管输送系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种油管输送系统，包括滚筒设备、注入头以及控制设备；滚筒设备包括滚筒、滚筒电机以及滚筒变频器，滚筒电机用于驱动滚筒转动，滚筒变频器用于改变滚筒电机的转动状态；注入头包括输送装置、注入头电驱动模块以及注入头变频模块，注入头电驱动模块用于驱动输送装置，注入头变频模块用于改变注入头电驱动模块的转动状态；控制设备包括滚筒控制模块以及注入头控制模块，滚筒控制模块用于向滚筒变频器发送控制指令，注入头控制模块用于向注入头变频模块发送控制指令。本申请实施例提供的油管输送系统能够对滚筒设备以及注入头设备的进行精确控制，大幅提升油管输送系统的智能化操作。

Description

油管输送系统

技术领域

本申请涉及石油装配技术领域，尤其涉及一种油管输送系统。

背景技术

随着全球环境污染持续加剧，各个国家对环保产品的要求越来越高，传统连续油管设备大多以柴油机作为动力，油料消耗多、排放不达标、噪声大等多种环保问题凸显。目前如海洋平台、增产船等大型海上作业平台，均有足够电力来保障设备作业。陆地上国家电网电力充足，多数井场已经实现供电；中石油、中石化和中海油三大油相应国家政策，快速实施“油改电”项目。

在这种大趋势下，相关技术中已逐渐出现了采用电力驱动的油管作业设备。然而，相关技术中的油管作业设备只是单纯的将原本的柴油驱动改为了电力驱动，但对于油管输送过程中的精确控制以及智能化方面依然没有变化。

实用新型内容

本申请实施例提供一种油管输送系统，以解决上述问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种油管输送系统，包括滚筒设备、注入头以及控制设备；

所述滚筒设备包括滚筒、滚筒电机以及滚筒变频器，所述滚筒电机用于驱动所述滚筒转动，所述滚筒变频器用于改变所述滚筒电机的转动状态；

所述注入头包括输送装置、注入头电驱动模块以及注入头变频模块，所述注入头电驱动模块用于驱动所述输送装置，所述注入头变频模块用于改变所述注入头电驱动模块的转动状态；

所述控制设备包括滚筒控制模块以及注入头控制模块，所述滚筒控制模块用于向所述滚筒变频器发送控制指令，所述注入头控制模块用于向所述注入头变频模块发送控制指令。

可选地，上述的油管输送系统中，所述输送装置包括主输送单元以及副输送单元，所述注入头电驱动模块包括注入头主电机以及注入头副电机，所述注入头变频模块包括注入头主变频器以及注入头副变频器；

所述注入头主电机用于驱动所述主输送单元，所述注入头副电机用于驱动所述注入头副输送单元，所述注入头主变频器用于改变所述注入头主电机的转动状态，所述注入头副变频器用于改变所述注入头副电机的转动状态；

所述注入头控制模块用于向所述注入头主变频器发送控制指令，所述注入头主变频器将自身所输出的转矩信息发送给所述注入头副变频器。

可选地，上述的油管输送系统中，所述注入头还包括注入头编码器，所述注入头编码器设置在所述注入头主电机上，所述注入头编码器用于检测所述注入头主电机的运行状态并输送至所述控制设备。

可选地，上述的油管输送系统中，所述滚筒电机、所述注入头主电机以及所述注入头副电机上均设置有电磁制动模块。

可选地，上述的油管输送系统中，所述滚筒设备还包括滚筒编码器，所述滚筒编码器设置在所述滚筒电机上，所述滚筒编码器用于检测所述滚筒电机的运行状态并输送至所述控制设备。

可选地，上述的油管输送系统中，所述注入头还包括用于检测油管指重的指重传感器，所述指重传感器与所述控制设备通信连接。

可选地，上述的油管输送系统中，

所述滚筒控制模块包括滚筒控制手柄和/或滚筒控制界面；

和/或

所述注入头控制模块为注入头控制手柄和/或注入头控制界面。

可选地，上述的油管输送系统中，还包括井控设备，所述井控设备包括防喷器、液压油箱以及电机泵，所述防喷器与所述液压油箱油路连接，所述电机泵用于为所述防喷器提供液压输送动力，所述控制设备包括井控模块，所述井控模块用于向所述电机泵发送控制指令。

可选地，上述的油管输送系统中，所述井控设备还包括蓄能器，所述蓄能器用于为所述防喷器提供备用液压动力。

可选地，上述的油管输送系统中，还包括中控室，所述控制设备集成于中控室内。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例提供的油管输送系统能够通过控制设备对滚筒设备以及注入头设备的进行精确控制，大幅提升油管输送系统的智能化操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例所提供的油管输送系统的整体结构视图；

图2为本申请实施例所提供的滚筒设备的由一侧观察的具体结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的滚筒设备的由另一侧观察的具体结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的注入头的核心结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的井控设备的由一侧观察的具体结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的井控设备的由另一侧观察的具体结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的中控室的主视结构视图；

图8为本申请实施例所提供的中控室的主视内部结构视图；

图9为本申请实施例所提供的中控室的俯视内部结构视图；

图10为本申请实施例所提供的油管输送系统的各控制部件的通信连接示意图。

附图标记：

1-滚筒设备、10-滚筒橇架、11-滚筒、12-滚筒驱动装置、120-滚筒电机、121-滚筒变频器、13-滚筒电控箱、14-排管装置、15-滚筒接地装置、16-电滑环装置、17-润滑装置、18-滚筒编码器、2-注入头、20-注入头框架总成、21-驱动装置、210-注入头主电机、211-注入头副电机、212-注入头主变频器、213-注入头副变频器、22-输送装置、23-夹紧装置、24-张紧装置、25-注入头编码器、26-指重传感器、3-中控室、30-舱体、31-电脑、32-投影仪、33-云台及摄像机、34-上下铺床、35-工作台、36-电地热采暖、37-集装箱角件、38-叉车槽、39-室内门、310-滑动式玻璃窗、311-室外门、312-中控电控箱、313-中控接地装置、4-井控设备、40-井控橇架、41-防喷器、42-液压油箱、43-电机泵、44-蓄能器、45-井控电控箱、46-井控接地装置、500-滚筒控制手柄、510-注入头控制手柄、520-控制中枢、600-总控制界面。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种油管输送系统，如图1所示，包括滚筒设备1、注入头2以及控制设备，其中，控制设备可以被集成于中控室3内。除此之外，为了提高安全性，本实施例中的油管输送系统还可包括井控设备4。本申请实施例中所提供的有关输送设备内各组成部分可以采用独立的车、拖架、橇架等多种型式承载，下面将以橇架式进行说明。

如图2和图3所示，滚筒设备1的基本组成包括滚筒橇架10、滚筒11、滚筒驱动装置12以及滚筒电控箱13，除此之外，还可包括排管装置14、滚筒接地装置15、电滑环装置16、润滑装置17以及滚芯吊架等组成。滚筒驱动装置12包括滚筒电机120以及滚筒变频器121(参见图10)，作业时，由滚筒驱动装置12内的滚筒电机120提供动力，滚筒电机120可通过减速机和链轮组(图中未示出)的两级减速，可以使滚筒11获得足够的扭矩。滚筒电机120、减速机、链轮组可以安装在一整体式的减速机座上。滚筒11用于连续油管的缠绕，搭配排管装置14，随滚筒11的进井或出井同步转动、依靠自排链轮组的传动带动双向螺杆旋转实现自动排管，在排管臂的一侧安装有强排电机和强排链轮组，操作人员可以干预滚筒的排管动作，在滚筒11的非驱动侧设有电滑环装置16，用于井内工具的供电或测井信号的传递；滚筒橇架10前部设有润滑装置17，主要包括电机泵、润滑油瓶、润滑喷头等，用于为滚筒油管外表面涂抹润滑油。滚筒电控箱13用于连接外接电源。由于本滚筒设备需电力进行驱动，为了保证操作人员用电安全或避免雷电对设备造成损坏，在电控箱13左前方安装有一套滚筒接地装置15，在设备作业前，将接地桩砸入地面，使用接电线连接接地桩和设备上的接地端。

如图4所示，本申请实施例中的注入头2包括注入头框架总成20、注入头驱动装置21以及输送装置22。除此之外还包括夹紧装置23、张紧装置24等。注入头驱动装置21用于为输送装置22提供动力，注入头驱动装置21安装在注入头框架总成20的上部，主要包括注入头电驱动模块以及注入头变频模块，同时还可配套有减速机、链轮、轴承等组成。本实施例中的注入头电驱动模块可包括注入头主电机210以及注入头副电机211(参见图10)，注入头主电机210以及注入头副电机211可分别驱动一个减速机，减速机的输出端驱动链轮，从而驱动链条运转。链轮的链环安装在被驱动装置21驱动的驱动链轮和张紧装置24的张紧链轮上。张紧装置24中的张紧油缸产生的力可以使链条保持恒定的张紧力。夹紧装置23的夹紧油缸采用双作用液压油缸，通过液压油缸的动作，可以夹紧油管实现进出井动作，液压油缸的液压油压力可以在中控室3处进行控制。本实施例中的输送装置22可以包括主输送单元以及副输送单元(图中未示出)，两个输送单元可以为两根输送螺杆，注入头主电机210以及注入头副电机211分别用于驱动其中一根输送螺杆转动。

如图5和图6所示，本申请实施例所提供的井控设备4主要包括井控橇架40、防喷器41、液压油箱42以及电机泵43，除此之外，井控设备4还可包括蓄能器44、井控电控箱45、井控接地装置46等。井控电控箱45用于连接外接电源并对电机泵43进行电力输送，电机泵43为防喷器41提供液压动力，液压来源于液压油箱42。蓄能器44可在液压油路出现故障时向防喷器41提供备用应急液压动力使防喷器41仍能够工作一段时间。本井控设备4需使用电力进行驱动，为了保证操作人员用电安全或避免雷电对设备造成损坏，在蓄能器44的侧面安装有一套井控接地装置46，在设备作业前，将接地桩砸入地面，使用接电线连接接地桩和设备上的接地端。

如图7至图9所示，本申请实施例中的中控室3主要配置有舱体30、电脑31、投影仪32、云台及摄像机33、上下铺床34、工作台35、电地热采暖36、空调314等。舱体30可由标准集装箱改造而成，具有良好的密封性以及防水、防风沙、防震动能力，舱体30四角可设有集装箱角件37，方便整体吊装运输。舱体30底部还可设有叉车槽38，方便使用叉车运输。舱体30内部可分为两个房间，两房间之间有一个室内门39。一个房间为休息室，另一个房间为工作室。舱体30内可以设有夹层，具有一定的保温功能。舱体设有滑动式玻璃窗310和室外门311。中控室3的电力可以由一个中控电控箱312控制，并且可以设置一个中控接地装置313进行接地保护。

上面介绍了本申请实施例中油管输送系统各设备的主要机械结构组成，下面将对本申请实施例中油管输送系统的控制部分进行详细介绍。

如图10所示，本申请实施例中的控制设备包括滚筒控制模块以及注入头控制模块。其中，滚筒控制模块用于向滚筒变频器121发送控制指令，滚筒变频器121接收到控制指令后可以改变滚筒电机120包含转速、扭矩等在内的参数，以不改变滚筒电机的转动状态。同样的，注入头控制模块用于向注入头变频模块发送控制指令。注入头变频模块接收到控制指令后可以改变注入头驱动模块包含转速、扭矩等在内的参数，以不改变滚筒电机的转动状态。在滚筒控制模块以及注入头控制模块的控制下，可实现滚筒设备1与注入头2的精确控制。

由于本申请实施例中的对注入头驱动模块包括注入头主电机210以及注入头副电机211，因此为了精确同步调整两台电机，注入头变频模块可包括注入头主变频器212以及注入头副变频器213。注入头主变频器212用于改变注入头主电机210的转动状态，注入头副变频器213用于改变注入头副电机211的转动状态。此时，注入头控制模块可以仅向注入头主变频器212发送控制指令，与此同时，注入头主变频器212会将自身所输出的转矩信息发送给注入头副变频器213。这样，注入头主变频器212与注入头副变频器213的转矩信息将保持一致，从而使注入头主电机210与注入头副电机211保持高精度的匹配驱动。

本申请实施例中的滚筒控制模块可包括滚筒控制手柄500和滚筒控制界面，同样的，注入头控制模块也可以包括注入头控制手柄510和注入头控制界面。通过滚筒控制手柄500以及注入头控制手柄510可以实时、灵活地输入控制指令以控制滚筒设备1和注入头2的工作状态。滚筒控制界面与注入头控制界面可以集成为总控制界面600，通过总控制界面600可以输入精确以及更加多元化的控制指令。

本申请实施例中的控制设备可以采用一台控制中枢520作为信息集中处理、储存以及收发中心。总控制界面600、滚筒控制手柄500以及注入头控制手柄510所获取的控制指令均汇总至该控制中枢520，再通过控制中枢520分发至所需的下级单位。

为了更为准确的获知滚筒设备1以及注入头2的运行状态，本申请实施例可以在滚筒设备1内设置滚筒编码器18，在注入头2内设置注入头编码器25。滚筒编码器18设置在滚筒电机120上，滚筒编码器18可以检测滚筒电机120的运行状态并将所检测到的运行状态输送至控制设备的控制中枢520，注入头编码器25设置在注入头主电机210上，注入头编码器25可以检测注入头主电机210的运行状态并输送至控制中枢520。控制中枢520可以将这些运行状态信息与滚筒控制模块50、注入头控制模块所接收的控制指令进行比较，并判断当前滚筒设备1与注入头2的工作状态与控制指令是否相吻合。同时，总控制界面600也可以实时显示运行状态信息。

为了提高系统安全性，本申请实施例的滚筒电机120、注入头主电机210以及注入头副电机211上均设置有电磁制动模块(图中未示出)。当系统处于通电工作状态时，滚筒电机120、注入头主电机210、注入头副电机211上的电磁制动模块会处于通电解除制动状态，电机可以正常工作。当系统停机断电或遭遇停电状况时，电磁制动模块会处于失电制动状态，制动滚筒电机120、注入头主电机210以及注入头副电机211。

同时，还可以在注入头2还包括用于检测油管指重的指重传感器26，指重传感器26与控制设备的控制中枢520通信连接并将所检测到的油管指重信息传递给控制设备。系统可以内置指重报警值，也可以由操作员由总控制界面600输入指重报警值。当指重信息达到甚至超过指重报警值时，控制设备可以自行控制滚筒设备1与注入头2停机，避免事故发生。

综上所述，本申请实施例提供的油管输送系统能够对滚筒设备以及注入头设备的进行精确控制，大幅提升油管输送系统的智能化操作。

以上所述的具体实例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油管输送系统，其特征在于，包括滚筒设备、注入头以及控制设备；

所述滚筒设备包括滚筒、滚筒电机以及滚筒变频器，所述滚筒电机用于驱动所述滚筒转动，所述滚筒变频器用于改变所述滚筒电机的转动状态；

所述注入头包括输送装置、注入头电驱动模块以及注入头变频模块，所述注入头电驱动模块用于驱动所述输送装置，所述注入头变频模块用于改变所述注入头电驱动模块的转动状态；

所述控制设备包括滚筒控制模块以及注入头控制模块，所述滚筒控制模块用于向所述滚筒变频器发送控制指令，所述注入头控制模块用于向所述注入头变频模块发送控制指令。

2.如权利要求1所述的油管输送系统，其特征在于，所述输送装置包括主输送单元以及副输送单元，所述注入头电驱动模块包括注入头主电机以及注入头副电机，所述注入头变频模块包括注入头主变频器以及注入头副变频器；

所述注入头主电机用于驱动所述主输送单元，所述注入头副电机用于驱动所述注入头副输送单元，所述注入头主变频器用于改变所述注入头主电机的转动状态，所述注入头副变频器用于改变所述注入头副电机的转动状态；

所述注入头控制模块用于向所述注入头主变频器发送控制指令，所述注入头主变频器将自身所输出的转矩信息发送给所述注入头副变频器。

3.如权利要求2所述的油管输送系统，其特征在于，所述注入头还包括注入头编码器，所述注入头编码器设置在所述注入头主电机上，所述注入头编码器用于检测所述注入头主电机的运行状态并输送至所述控制设备。

4.如权利要求2所述的油管输送系统，其特征在于，所述滚筒电机、所述注入头主电机以及所述注入头副电机上均设置有电磁制动模块。

5.如权利要求1至4任一项所述的油管输送系统，其特征在于，所述滚筒设备还包括滚筒编码器，所述滚筒编码器设置在所述滚筒电机上，所述滚筒编码器用于检测所述滚筒电机的运行状态并输送至所述控制设备。

6.如权利要求1至4任一项所述的油管输送系统，其特征在于，所述注入头还包括用于检测油管指重的指重传感器，所述指重传感器与所述控制设备通信连接。

7.如权利要求1至4任一项所述的油管输送系统，其特征在于，

所述滚筒控制模块包括滚筒控制手柄和/或滚筒控制界面；

和/或

所述注入头控制模块为注入头控制手柄和/或注入头控制界面。

8.如权利要求1至4任一项所述的油管输送系统，其特征在于，还包括井控设备，所述井控设备包括防喷器、液压油箱以及电机泵，所述防喷器与所述液压油箱油路连接，所述电机泵用于为所述防喷器提供液压输送动力，所述控制设备包括井控模块，所述井控模块用于向所述电机泵发送控制指令。

9.如权利要求8所述的油管输送系统，其特征在于，所述井控设备还包括蓄能器，所述蓄能器用于为所述防喷器提供备用液压动力。

10.如权利要求1至4任一项所述的油管输送系统，其特征在于，还包括中控室，所述控制设备集成于中控室内。

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