CN220437645U - 一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，包括气源、加重罐和加重单元，加重单元包括灰罐和分压包，所述气源通过进气总管与进气支管连接，进气支管与分压包连接，所述分压包通过加压管与灰罐内的环管连通，所述灰罐的出料口连接有出灰分管，出灰分管通过分配器连接至加重泵，加重泵与加重罐连接，所述出灰分管设置有吹料口，吹料口通过吹料管与分压包连接；所述分压包上设置有压力表和电磁泄压阀，压力表上还设置有压力转换开关，进气总管上设置有电磁阀，压力转换开关、电磁泄压阀以及电磁阀分别与声光报警装置连接。本实用新型在发现管内压力异常时，能够及时报警并进行自动保护，降低现场作业的风险。

Description

一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置

技术领域

本实用新型涉及石油勘探钻井设备技术领域，具体涉及一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置。

背景技术

在油气钻井作业中，为了快速提高钻井液的密度，通常采用吹灰作业，其操作方法为通过吹灰管线将储存在高压罐中的重晶石粉在短时间内快速加入钻井液中。目前，现有的压力监测与控制手段为灰罐配备的分压包、压力表、泄压阀所组成的压力控制系统，用于监测整个灰罐系统的压力。但在实际使用中压力监测效果并不好，由于需要人工去查看压力表的读数来判断吹灰管线中是否存在压力异常的情况，而在现场作业时，经常会出现吹灰管线中、分配器处重晶石粉遇水而发生结块的现象，导致在吹灰作业中管线内压力急剧升高，如果现场的作业人员未及时查看压力表并及时进行相应的处置，则容易造成分配器软管憋气脱落，压力突然释放，管线抱箍飞出伤人的不安全事件。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本实用新型提供了一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，本装置能够实时监测管线中的压力，当管线中压力出现异常时，能够自动执行报警以及泄压等操作，降低现场作业的风险以及经济损失，减少人员伤害，保护了操作人员的人身安全。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案如下：

一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，包括气源、加重罐和加重单元，所述加重单元包括灰罐和分压包，所述气源的输出端设置有进气总管，进气总管的输出端与进气支管的输入端连接，进气支管的输出端与所述分压包的输入端连接；所述分压包的输出端连接有加压管，加压管通过灰罐上设置的加压口与灰罐内的环管连通；所述灰罐的出料口连接有出灰分管，出灰分管的输出端通过分配器连接至加重泵，加重泵与所述加重罐连接，所述出灰分管设置有吹料口，吹料口通过吹料管与分压包连接；所述分压包上设置有压力表和电磁泄压阀，压力表上还设置有压力转换开关，所述进气总管上设置有电磁阀，所述压力转换开关、电磁泄压阀以及电磁阀分别与声光报警装置连接。

作为优选地，所述出灰分管还设置有扫气口，扫气口通过扫气管与分压包连接。

作为优选地，所述灰罐的底部设置有进料口，进料口处设置有过滤器。

作为优选地，所述声光报警装置包括控制器和与控制器连接的声光报警器，控制器集成在控制盒内，声光报警器固定在控制盒的顶部外侧。

作为优选地，所述电磁泄压阀为常闭泄压阀。

作为优选地，所述电磁阀为常开电磁阀。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的监测保护装置能够对吹灰管线中的压力进行实时有效的监测，发现管内压力异常时，能够及时报警并进行自动保护，降低现场作业的风险以及经济损失，减少人员伤害，保护了操作人员的人身安全。

附图说明

本实用新型的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为本实用新型自动监测保护装置结构示意图；

图2为本实用新型加重单元气管路示意图；

图中：

1、气源；2、灰罐；3、加重罐；4、分配器；5、进灰总管；6、分压包；7、进气总管；8、进气支管；9、加压管；10、出灰分管；11、加重泵；12、吹料管；13、电磁泄压阀；14、电磁阀；15、扫气管；16、环管。

具体实施方式

目前，现有的压力监测与控制手段为灰罐配备的分压包、压力表、泄压阀所组成的压力控制系统，用于监测整个灰罐系统的压力。但在实际使用中压力监测效果并不好，由于需要人工去查看压力表的读数来判断吹灰管线中是否存在压力异常的情况，而在现场作业时，经常会出现吹灰管线中、分配器处重晶石粉遇水而发生结块的现象，导致在吹灰作业中管线内压力急剧升高，如果现场的作业人员未及时查看压力表并及时进行相应的处置，则容易造成分配器软管憋气脱落，压力突然释放，管线抱箍飞出伤人的不安全事件。

基于此，本实用新型提出了一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，本装置能够实时监测管线中的压力，当管线中压力出现异常时，能够自动执行报警以及泄压等操作，降低现场作业的风险以及经济损失，减少人员伤害，保护了操作人员的人身安全。

下面通过具体的实施例来进一步说明实现本实用新型目的的技术方案，需要说明的是，本实用新型要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

本实施例公开了一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，参照说明书附图1-2，所述自动监测保护装置包括总的供气装置气源1、加重罐3以及多个加重单元，所述加重单元包括灰罐2和分压包6，灰罐2内装有重晶石粉，加重罐3中装有钻井液，灰罐2内的重晶石粉等物料被加重泵送至加重罐3内与罐内的钻井液混合，从而提高钻井液的密度；所述灰罐2的底部设置有进料口，进料口处设置有过滤器，灰罐2通过底部设置的进料口加料。在本实施例中，所述气源1的输出端连接有一根进气总管7，进气总管7的输出端与若干的进气支管8连接，每一个进气支管8对应连接一个加重单元，具体的，进气支管8的输出端与分压包6的输入端连接，所述分压包6通过加压管9与灰罐2连接，灰罐2的下部设置有加压口，加压管9通过加压口延伸至灰罐2内并且与灰罐2内设置的环管16连通，环管16固定在灰罐2下部的内壁上，环管16上均匀设置有若干的出气孔，所述灰罐2的出料口连接有出灰分管10，出灰分管10的输出端通过分配器4连接至加重泵11，加重泵11与所述加重罐3连接，气源1通入的气体经过分压包6和加压管9后进入灰罐2的环管16中，由环管16上的出气孔喷出，气体首先作用在灰罐2内的石料上，将石料吹松后气体滑脱上升到灰罐2上部，在罐内上部形成压力，推动石粉从灰罐2底部的出料口排出；进一步地，所述出灰分管10设置有吹料口，吹料口通过吹料管12与分压包6连接；所述分压包6上设置有压力表和常闭的电磁泄压阀13，压力表上又设置有压力转换开关，所述进气总管7上设置有常开的电磁阀14，所述压力转换开关、电磁泄压阀13以及电磁阀14分别与声光报警装置连接。

在本实施例中，参照说明书附图2，所述分压包6为一个立式结构的分气缸，分气缸用于将气源1输出的高压气体分配到各路管道中去，为一个压力容器，内部为空腔。具体的，分气缸上设置有进气口、第一出气口、第二出气口和第一排气口和第二排气口，所述进气口通过进气支管8与气源1的进气总管7连接，进气口处设置有球阀Q10；所述第一出气口通过加压管9与灰罐2内的环管16连接，第一出气口处设置有球阀Q11；所述第二出气口通过吹料管12与出灰分管10上的吹料口连接，第二出气口处设置有球阀Q6；所述第一排气口和第二排气口处分别设置有排空阀K1和常闭的电磁泄压阀13；所述加压管9上设置有球阀Q2。

在本实施例中，参照说明书附图2，所述灰罐2的出灰分管10上沿物料输送方向依次设置有蝶阀D4、蝶阀D5和蝶阀D7，出灰分管10的输出端与进灰总管5连接，进灰总管5的输出端通过加重泵与加重罐3连接，进灰总管5上设置有蝶阀D9。

作为一种优选的实施方式，所述分气缸上还设置有第三出气口，所述第三出气口通过扫气管15与出灰分管10上的扫气口连接，第三出气口处设置有球阀Q3。需要说明的是，在本实施例中，以物料输送方向为正向，所述扫气口位于蝶阀D5的前方，也就是说扫气口位于蝶阀D5和蝶阀D7之间，但是更加靠近蝶阀D5，这样能够更好的对出灰分管10内部进行吹扫，将多余的物料吹至管路外。

作为一种优选的实施方式，所述声光报警装置包括控制器和与控制器连接的声光报警器，控制器集成在控制盒内，声光报警器固定在控制盒的顶部外侧，整个声光报警装置可以固定在加重作业现场配电箱上。

在本实施例中，需要说明的是，灰罐2、分压包6、进气支管8、出灰分管10以及进气支管8至出灰分管10之间的若干气管路和阀门共同构成了一个钻井液加重单元，施工作业现场设置有若干这样的加重单元，每一个加重单元的结构都是一样的，可参照上述实施例描述记载的结构，并且工作流程也是相同的。所有的加重单元通过同一个气源1进气供气作业，在作业时，钻井液加重单元都是单独分开工作的，不会同时向加重罐3内添加重晶石粉，当其中一个加重单元的灰罐2内的粉料用完之后，再执行相同的操作步骤，打开另一个加重单元向加重罐3中加入重晶石粉。

整个装置的工作流程如下：

1）首先开启加重泵，然后打开任意一个加重单元的蝶阀D7，并同时打开进灰总管5上的蝶阀D9；此时，作业现场剩余的加重单元不工作，相应的出灰分管10上的蝶阀也就属于关闭状态；

2）接着打开球阀Q2、Q10、Q3和Q6，然后再打开蝶阀D5，一分钟之后关闭蝶阀D5；

3）打开球阀Q11，气体通过加压管9进入环管16中，十五分钟后关闭球阀Q2，升压至0.2Mpa后，然后打开出料口处的蝶阀D4，然后再缓慢打开蝶阀D5控制下灰速度，灰罐2中的物料经过出灰分管10进入进灰总管5中，然后由进灰总管5送入加重泵11中被泵入加重罐3内与钻井液混合；

4）加重完成后，关闭球阀Q11、蝶阀D4，打开蝶阀D5，一分钟后关闭球阀Q10，然后打开球阀Q2以及分压包6上的排空阀K1进行泄压，在关闭蝶阀D5和球阀Q2。

5）如需要继续加重，则执行上述相同的操作步骤，打开另一加重单元的阀门，继续像加重罐内添加物料。

在本实施例中，加重单元在加重时，出灰分管10上设置的吹灰口会通入气体至出灰分管10中，帮助输送管内的物料至加重罐3中，尽可能防止物料堆积在管内。

在本实施例中，分压包6处设置的压力表用于实时监测整个加重单元气管路中的压力情况，压力转换开关将压力表监测的压力值转换为电信号传输给控制器。当管路中出现堵塞等情况导致压力突然陡增时，达到临界值，控制器会控制声光报警器61工作，发出警报用于提示现场的作业人员，并且同步控制电磁阀14和电磁泄压阀13工作，首先关闭电磁阀14切断加重单元的供气，关闭进气总路8，然后电磁泄压阀13被打开，加重单元管路中憋住的气体从分压包6上的第二排气口排出进行泄压。

如果管内压力处于预警压力，控制器控制声光报警器61发出黄色预警信号，同时控制器将电信号发送至进气总管8的电磁阀14，切断进气源1；能够让现场工人及时发现工作中因为管线及通道堵塞而反映出的压力异常。在本实施例中，可以设置预警压力值为0.4mpa。

如果管内压力处于泄压处置压力值，即管内压力达到临界值，那么控制器控制声光报警器61发出红色报警信号；同时关闭进气总管8上的电磁阀14，切断能量源；接着再打开电磁泄压阀13对灰罐2及管线进行泄压。需要说明的是，所述电磁泄压阀13在气管路中为常闭的，只有在接收到控制器的信号之后，才会被打开，并且所述泄压阀还是一个延时泄压阀，设置有延时时间5s-40s，当泄压阀收到控制器发送的信号后，会延时相应的设定时间后再卸除管线内的压力。在对灰罐2进行卸压时，还需要打开球阀Q2。在本实施例中，可以设置泄压处置压力值为0.6mpa。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、 “安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，包括气源（1）、加重罐（3）和加重单元，所述加重单元包括灰罐（2）和分压包（6），其特征在于，所述气源（1）的输出端设置有进气总管（7），进气总管（7）的输出端与进气支管（8）的输入端连接，进气支管（8）的输出端与所述分压包（6）的输入端连接，所述分压包（6）的输出端连接有加压管（9），加压管（9）与灰罐（2）内的环管（16）连通；所述灰罐（2）的出料口连接有出灰分管（10），出灰分管（10）的输出端通过分配器（4）连接至加重泵（11），加重泵（11）与所述加重罐（3）连接，所述出灰分管（10）设置有吹料口，吹料口通过吹料管（12）与分压包（6）连接；所述分压包（6）上设置有压力表和电磁泄压阀（13），压力表上还设置有压力转换开关，所述进气总管（7）上设置有电磁阀（14），所述压力转换开关、电磁泄压阀（13）以及电磁阀（14）分别与声光报警装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，其特征在于，所述出灰分管（10）还设置有扫气口，扫气口通过扫气管（15）与分压包（6）连接。

3.根据权利要求1所述的一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，其特征在于，所述灰罐（2）的底部设置有进料口，进料口处设置有过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，其特征在于，所述声光报警装置包括控制器和与控制器连接的声光报警器，控制器集成在控制盒内，声光报警器固定在控制盒的顶部外侧。

5.根据权利要求1所述的一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，其特征在于，所述电磁泄压阀（13）为常闭泄压阀。

6.根据权利要求1所述的一种吹灰管线压力异常自动监测保护装置，其特征在于，所述电磁阀（14）为常开电磁阀。