CN219016837U - 一种井口安全控制系统测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种井口安全控制系统测试装置，包括：网络交换机2和采集卡3；采集卡3与井口控制系统4电气连接；本申请通过采集卡3与井口控制系统4上预设的各测试接口连接，实现井口安全控制系统测试装置与井口安全控制系统的电气连接，能够数字化采集井口安全控制系统期间各压力开关和/或压力传感器产生的测试信号，无需人工测量，同时，通过网络交换机2将采集卡3采集到的测试信号转发至上位机1，使得测试人员能够通过井口安全控制系统测试装置在上位机1上查看将井口安全控制系统的测试信号，方便可测试人员掌握井口安全控制系统的测试情况和进度，简化了测试过程，提高了测试效率，同时提高了测试期间的安全性。

Description

一种井口安全控制系统测试装置

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种井口安全控制系统测试装置。

背景技术

油田井口安全控制系统是油田安全生产、运输不可缺少的主要控制系统之一，其中，井口控制盘是其中主要构件，井口控制盘在陆地沙漠高压、高产、高危油气井及海上平台油气井的安全生产上发挥着重要的作用，可有效的防止或减少油气井事故，防止或减少碳氢化合物对大气或周围环境的排放。因此，在井口控制盘出厂后，需要对井口控制盘进行安全测试，验证井口控制盘的可靠性，确保油田井口安全控制系统的安全。

现有井口控制盘的测试过程中，对于使用压力开关监视井口状态的设备，测试通常是执行相应操作后，打开防爆箱使用万用表测量压力开关的通断来判定口井的状态，对于部分使用传感器监视井口状态的设备，因为电流非常小，只有4-20ma，使用钳型电流表测量不够精确，需要在每一个传感器电源处串入万用表测量，消耗时间长，精度无法保证，电流压力之间需要换算等公共部分回路一般使用数显传感器监视压力，传感器测试时，直接连接24V电源，只能查看数显表显示数值，无法确定输出电流与转换后的压力等是否正常，因此，调试过程中每一次操作压力变化与状态变化无法被精准的记录。

此外，测试时设备处于高压壮态和防爆箱内存在380V的电机控制回路，且设备处在调试的不稳期，每次打开操作与测量都存在短路损坏电气设备以及触电等风险。

且在井口控制盘需要对多个井口进行多井口控制时，随着井口数量的增多需要操作和测量的点位也随之增多，此时传统方式测试效率低，状态监测不直观，测试数据记录麻烦，过程中存在高压、触电等危险，消耗较多的人力和时间成本。

为此，需要一种更容易更安全的获取到井口安全控制系统测试期间的测试数据的测试装置。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种井口安全控制系统测试装置，更容易更安全的获取到井口安全控制系统测试期间的测试数据。其具体方案如下：

一种井口安全控制系统测试装置，包括：上位机1和数据采集装置5；

所述数据采集装置5包括网络交换机2和采集卡3；

所述采集卡3与井口控制系统4电气连接，用于采集井口控制系统4各压力开关和/或压力传感器反馈的测试信号，发送所述测试信号至所述网络交换机2，发送控制信号至所述采集井口控制系统4中相应的电磁阀；

所述网络交换机2分别与所述采集卡3和所述上位机1通讯连接，用于将所述测试信号发送至所述上位机1，接收所述上位机1发送的所述控制信号，发送所述控制信号至所述采集卡3；

所述上位机，用于接收、分析、显示和存储所述网络交换机2发送的所述测试信号，生成并发送所述控制信号至所述网络交换机2。

可选的，所述数据采集装置5中还包括与所述采集卡3连接的处理芯片6和与所述处理芯片6连接的告警装置7；

所述处理芯片6，用于根据所述测试信号驱动所述告警装置7告警。

可选的，所述数据采集装置5中还包括与所述处理芯片6连接的显示器8；

所述显示器8，用于显示所述测试信号。

可选的，还包括与所述处理芯片6连接的存储装置9，用于存储所述测试信号。

可选的，所述采集卡3，包括均分别与所述网络交换机2和所述井口控制系统4电气连接的开关量采集卡31和模拟量采集卡32；

所述开关量采集卡31，用于采集所述井口控制系统4中压力开关反馈的状态信号，发送所述状态信号至所述网络交换机2，发送所述控制信号至所述采集井口控制系统4中相应的电磁阀；

所述模拟量采集卡32，用于采集所述井口控制系统4中压力传感器反馈的电信号，发送与所述电信号对应的压力信号至所述网络交换机2。

可选的，还包括与所述开关量采集卡31连接的控制按键；

所述控制按键，用于输入所述控制信号至所述开关量采集卡31。

本申请中，井口安全控制系统测试装置，包括：上位机1和数据采集装置5；所述数据采集装置5包括网络交换机2和采集卡3；采集卡3与井口控制系统4电气连接，用于采集井口控制系统4各压力开关和/或压力传感器反馈的测试信号，发送测试信号至网络交换机2，发送控制信号至采集井口控制系统4中相应的电磁阀；网络交换机2分别与采集卡3和上位机1通讯连接，用于将测试信号发送至上位机1，接收上位机1发送的控制信号，发送控制信号至采集卡3。

本申请通过采集卡3与井口控制系统4上预设的各测试接口连接，实现井口安全控制系统测试装置与井口安全控制系统的电气连接，能够自动数字化采集井口安全控制系统期间各压力开关和/或压力传感器产生的测试信号，无需人工测量，同时，通过网络交换机2将采集卡3采集到的测试信号转发至上位机1，使得测试人员能够通过井口安全控制系统测试装置在上位机1上查看将井口安全控制系统的测试信号，方便可测试人员掌握井口安全控制系统的测试情况和进度，简化了测试过程，提高了测试效率，同时提高了测试期间的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种井口安全控制系统测试装置结构示意图；

图2为本申请实施例公开的另一种井口安全控制系统测试装置结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种井口安全控制系统测试流程示意图；

图4为本申请实施例公开的另一种井口安全控制系统测试装置结构示意图；

图5为本申请实施例公开的一种井口安全控制系统测试装置电气原理图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。

本申请实施例公开了一种井口安全控制系统测试装置，参见图1所示，该装置包括：上位机1和数据采集装置5；

数据采集装置5包括网络交换机2和采集卡3；

采集卡3与井口控制系统4电气连接，用于采集井口控制系统4各压力开关和/或压力传感器反馈的测试信号，发送测试信号至网络交换机2，发送控制信号至采集井口控制系统4中相应的电磁阀；

网络交换机2分别与采集卡3和上位机1通讯连接，用于将测试信号发送至上位机1，接收上位机1发送的控制信号，发送控制信号至采集卡3；

上位机，用于接收、分析、显示和存储网络交换机2发送的测试信号，生成并发送控制信号至网络交换机2。

具体的，通过采集卡3的各电气接口与井口控制系统4上预设的各测试接口连接，实现井口安全控制系统测试装置与井口安全控制系统的电气连接，从而能够直接获取到井口安全控制系统中各压力开关和/或压力传感器在测试期间用于反馈工作状态或测得的压力数值的各项测试信号，而无需测试人员利用万用表对测量节点采集模拟信号来获取相关数值，更为安全简便。其中，压力传感器反馈的信号为4-20mA的标准电流信号，通过采集卡转化为模拟量信号。

具体的，采集卡3采集井口控制系统4中的井口控制盘的各压力开关和/或压力传感器的测试信号，采集卡3也与井口控制系统4中的各电磁阀建立电气连接，采集卡3可以将接收到的控制信号发送至井口控制系统4中的各电磁阀，使各电磁阀根据相应的控制信号动作，控制井口控制盘进行关阀动作，实现远程控制的测试。

具体的，网络交换机2建立采集卡3与上位机1的通信连接，将采集卡3采集到的井口控制系统4在测试期间产生的测试数据即测试信号转发至上位机1，以便测试人员在上位机1收集、分析并查看井口控制系统4在测试期间产生的测试数据，判断井口控制系统4是否通过测试。

具体的，在进行远程测试时，测试人员通过上位机1发出相应的控制信号，并通过网络交换机2将控制信号发送至采集卡3，采集卡3将控制信号以相应的信号格式输送至井口安全控制系统中对应的电磁阀，引起电磁阀动作，从而触发井口控制盘动作进行相应的测试。

具体的，上位机1可以通过网线或无线的方式与数据采集装置5中的网络交换机2通信连接，上位机可以与数据采集装置5分体设置，上位机可以为用户的智能终端，例如，笔记本、平板电脑和台式机等终端设备。

可见，本申请实施例通过采集卡3与井口控制系统4上预设的各测试接口连接，实现井口安全控制系统测试装置与井口安全控制系统的电气连接，能够自动数字化采集井口安全控制系统期间各压力开关和/或压力传感器产生的测试信号，无需人工测量，同时，通过网络交换机2将采集卡3采集到的测试信号转发至上位机1，使得测试人员能够通过井口安全控制系统测试装置在上位机1上查看将井口安全控制系统的测试信号，方便可测试人员掌握井口安全控制系统的测试情况和进度，简化了测试过程，提高了测试效率，同时提高了测试期间的安全性。

具体的，井口安全控制系统的测试内容以及过程可以包括：

1、增压测试：打开蓄能器截止阀，关闭卸压阀。电动泵开关旋至自动档运行，泵供给压力低于自动启动压力自动启动，高于停止压力自动停泵。

2、保压测试：关闭蓄能器截止阀，保压15min,泵供给压力表指示无泄漏，传感器检测的压力变化在规定范围内为正常。

3、井下安全阀开阀测试：调节井下安全阀供给压力，顺时针缓慢调系统操作面板高压泵供给调节阀，边调节边观察高压泵供给压力表，压力调节至正常工作压力范围。提起井下/地面安全阀推关/拉开阀手柄锁定，先导压力平衡后手柄自动锁定，手动锁定插销弹起，同时井下安全阀控制压力表压力值上升至正常工作压力，井下安全阀打开。压力开关和/或压力传感器检测井下安全阀的压力反馈，井下安全阀打开。

4、地面安全阀开阀测试：井下安全阀完全开启压力稳定后，提起地面安全阀推关/拉开阀手柄锁定，先导压力平衡后手柄自动锁定，手动锁定插销弹起，同时地面安全阀控制压力表压力值上升，直到压力表指示与地面安全阀供给压力表一致，地面安全阀打开。压力开关和/或压力传感器检测地面安全阀压力反馈，地面安全阀打开。

5、井下安全阀关阀测试：推面板上的井下/地面安全阀推关/拉开阀，释放先导回路控制压力，随即控制盘地面安全阀控制压力表指示压力下降为0，地面安全阀关闭，延时后井下安全阀控制压力表下降为0，井下安全阀关闭；压力开关和/或压力传感器检测井下安全阀关闭。

6、控制柜面板操作地面安全阀关阀测试：推面板上的地面安全阀推关/拉开阀，释放先导回路控制压力，随即控制盘地面安全阀控制压力表指示压力下降为0，地面安全阀关闭；压力开关和/或压力传感器检测地面安全阀关闭。

7、控制柜远程井下安全阀关阀测试：控制盘井下安全阀开启状态，远程测试台关闭井下安全阀电磁阀，井下安全阀关断阀自动下降，释放井下/地面安全阀推关/拉开阀先导回路压力，随即控制盘地面安全阀控制压力表指示压力下降为0，地面安全阀关闭，延时后井下安全阀控制压力表下降为0，井下安全阀关闭，井下安全阀控制压力下降为0，压力开关和/或压力传感器检测井下安全阀压力开关反馈井下安全阀关闭。

8、控制柜远程地面安全阀关阀测试：控制盘井下安全阀,地面安全阀开启状态，远程测试台关闭地面安全阀电磁阀，释放地面安全阀推关/拉开阀先导回路压力，随即控制盘地面安全阀控制压力表指示压力下降为0，地面安全阀关闭，压力开关和/或压力传感器检测地面安全阀压力开关反馈地面安全阀关闭。

其中，上述除远程测试期间的电磁阀外，其它阀门和开关均在井口安全控制系统的控制面板柜上进行操作，实现对井口安全控制系统中井口控制盘的测试，上述提到的面板均为井口安全控制系统的控制面板。

具体的，为了防止用户无法及时配备上位机或上位机故障导致整个测试装置难以进行测试的问题，为此参见图2所示，数据采集装置5中还可以包括与采集卡3连接的处理芯片6和与处理芯片6连接的告警装置7，为数据采集装置5增加一定的独立测试功能；

处理芯片6，用于根据测试信号驱动告警装置7告警。

具体的，通过处理芯片6可以判断各压力开关和/或压力传感器的工作状态或压力数值是否与预设的状态不符或超过预设的阈值，如果不符或超过则可以认定为井口安全控制系统测试期间出现异常，为此，处理芯片6可以驱动告警装置7进行告警，提醒测试人员对井口安全控制系统进行排查，查找异常原因。

其中，告警装置7可以包括告警灯或告警笛等，采用声光报警的方式告警。

具体的，参见图2所示，数据采集装置5中还可以包括与处理芯片6连接的显示器8；

显示器8，用于显示测试信号，处理芯片6可以将从采集卡3接收到的测试信号转发至显示器8，由显示器8对测试信号进行可视化显示，这样测试人员在没有上位机1的情况下也可以通过显示器8直观的观察到井口安全控制系统的测试数据和测试情况。

具体的，处理芯片6可以为单片机等具备信号分析能力的设备，显示器8和处理芯片6以及告警装置7可以以触控屏的形式集成在一起，触控屏中的芯片作为处理芯片6与采集卡3连接，进行信号分析处理，触控屏同时可以提供显示功能，并且告警的方式可以通过在触控屏上以弹窗的形式展现，同时也可以利用触控屏上自带的音响进行声音告警。

具体的，参见图2所示，数据采集装置5中还可以包括与处理芯片6连接的存储装置9，用于存储测试信号，这样即使测试人员无法第一时间通过上位机1接收到测试信号，也可以在后续通过存储装置9获取测试信号，进行查看。

具体的，由于包括压力传感器和压力开关以及电磁阀等多种设备，所以采集卡3，可以包括均分别与网络交换机2和井口控制系统4电气连接的开关量采集卡31和模拟量采集卡32；

开关量采集卡31，用于采集井口控制系统4中压力开关反馈的状态信号，发送状态信号至网络交换机2，发送控制信号至采集井口控制系统4中相应的电磁阀；

模拟量采集卡32，用于采集井口控制系统4中压力传感器反馈的电信号，发送与电信号对应的压力信号至网络交换机2。

具体的，通过开关量采集卡31和模拟量采集卡32两种采集卡3兼容井口安全控制系统各种设备的输出或输入信号，能够有效的全面采集到井口安全控制系统中的全部测试信号，保障了井口安全控制系统测试装置的兼容性。具体的，井口安全控制系统测试装置还可以包括与开关量采集卡31连接的控制按键；

控制按键，用于输入控制信号至开关量采集卡31，测试人员在无法利用上位机1输出控制信号的情况下还可以通过控制按键输入控制信号至开关量采集卡31，从而控制电磁阀动作，完成远程测试。

具体的，测试流程图可以参见图3所示，测试开始后，通过对井口安全控制系统进行操作打开压力泵进行升压，之后进行保压测试、以及各项开关阀的功能测试和硬件调试，最终测试完成，期间测试过程的压力监视由井口安全控制系统测试装置通过采集卡3采集到各压力开关和/或压力传感器反馈的测试信号至上位机1，上位机1可以为计算机，如果压力变化存在异常则可以由测试人员进行排查，通过压力调整，重新紧固部件，最终实现故障排除可以继续测试。

具体的，参见图4所示，井口安全控制系统测试装置10可以还包括上位机1，将上位机1也一体化设置，图4中还包括了网络交换机2、开关量采集卡31和模拟量采集卡32以及井口安全控制系统。

具体的，参见图5所示的井口安全控制系统测试装置10电气原理图，其中，电源接入有熔断器和带漏电保护空气开关作为电源保护。转换开关控制所有模块电源和输出电源，在输出电源前端加上急停开关，实现对输出电源的紧急切断。采集卡3的采集信号和输出信号都采用16×0.75控制电缆连接，在测试台机柜一端选择重载连接器连接，以方便接线也使线路更加简洁。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”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，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申请的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种井口安全控制系统测试装置，其特征在于，包括：上位机(1)和数据采集装置(5)；

所述数据采集装置(5)包括网络交换机(2)和采集卡(3)；

所述采集卡(3)与井口控制系统(4)电气连接，用于采集井口控制系统(4)各压力开关和/或压力传感器反馈的测试信号，发送所述测试信号至所述网络交换机(2)，发送控制信号至所述采集井口控制系统(4)中相应的电磁阀；

所述网络交换机(2)分别与所述采集卡(3)和所述上位机(1)通讯连接，用于将所述测试信号发送至所述上位机(1)，接收所述上位机(1)发送的所述控制信号，发送所述控制信号至所述采集卡(3)；

所述上位机，用于接收、分析、显示和存储所述网络交换机(2)发送的所述测试信号，生成并发送所述控制信号至所述网络交换机(2)。

2.根据权利要求1所述的井口安全控制系统测试装置，其特征在于，所述数据采集装置(5)中还包括与所述采集卡(3)连接的处理芯片(6)和与所述处理芯片(6)连接的告警装置(7)；

所述处理芯片(6)，用于根据所述测试信号驱动所述告警装置(7)告警。

3.根据权利要求2所述的井口安全控制系统测试装置，其特征在于，所述数据采集装置(5)中还包括与所述处理芯片(6)连接的显示器(8)；

所述显示器(8)，用于显示所述测试信号。

4.根据权利要求3所述的井口安全控制系统测试装置，其特征在于，还包括与所述处理芯片(6)连接的存储装置(9)，用于存储所述测试信号。

5.根据权利要求1至4任一项所述的井口安全控制系统测试装置，其特征在于，所述采集卡(3)，包括均分别与所述网络交换机(2)和所述井口控制系统(4)电气连接的开关量采集卡(31)和模拟量采集卡(32)；

所述开关量采集卡(31)，用于采集所述井口控制系统(4)中压力开关反馈的状态信号，发送所述状态信号至所述网络交换机(2)，发送所述控制信号至所述采集井口控制系统(4)中相应的电磁阀；

所述模拟量采集卡(32)，用于采集所述井口控制系统(4)中压力传感器反馈的电信号，发送与所述电信号对应的压力信号至所述网络交换机(2)。

6.根据权利要求5所述的井口安全控制系统测试装置，其特征在于，还包括与所述开关量采集卡(31)连接的控制按键；

所述控制按键，用于输入所述控制信号至所述开关量采集卡(31)。

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