一种旋转水泥头的远程控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种旋转水泥头的远程控制系统，包括电控机构、无线遥控器、气控机构三部分，其中电控机构和气控机构设置在水泥头的水泥头本体外表面，无线遥控器设置在后方人员的操作位置，无线遥控器与电控机构通过无线电波通信，电控机构与气控机构通过电缆通信。本发明专利技术的装置，当需要水泥头工作时，连接气控机构，打开电控机构，作业人员使用无线遥控器按需操作，无线收发器将指令传递给电控机构和气控机构，实现相应的操作；远程控制系统采用无线电波，实现防爆区域的无人化操作，不仅节省了人力成本并且大大提高了作业安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属油气田用固井、完井和修井作业工具
，适用于石油和天然气及非常规能源领域的开发和作业，具体涉及一种旋转水泥头的远程控制系统。
技术介绍
水泥头是在注水泥作业中内装胶塞，并具有压塞、交替管汇、阀门连接功能的高压井口装置。常规水泥头结构简单，作业人员旋转阀门来完成注水泥的操作。现有的常规水泥头注意包括两种:其中的一种是只能实现投胶塞和注水泥操作等固定操作，无法实现在胶塞前加前置液或者根据实际工况改变作业顺序；另一种虽然能够实现上述的操作功能，但是水泥头管线复杂，不易布置，制作难度大。并且这两种水泥头在操作时需要作业人员爬高，尤其水泥头是在高压下工作，安全性很低，对操作人员的安全造成威胁。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种旋转水泥头的远程控制系统，解决了现有技术结构不合理，采用人工现场操作，安全性低的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种旋转水泥头的远程控制系统，包括电控机构、无线遥控器、气控机构，其中电控机构和气控机构设置在水泥头的水泥头本体外表面，无线遥控器设置在后方人员的操作位置，无线遥控器与电控机构通过无线电波通信，电控机构与气控机构通过电缆通信。本专利技术的旋转水泥头的远程控制系统，其特点还在于:电控机构的结构是，包括单独的电源和收发模块一，收发模块一通过I/O模块与CPU连接，CPU与执行模块连接，该四个用电器件分别与电源连接。气控机构的结构是，水泥头本体内腔中开有双通道，即对应设置有上胶塞及下胶塞通道，则对应设置有上胶塞气缸、下胶塞气缸、泥浆通道气缸、投球气缸、胶塞指示器气缸，该五个气缸分别对应配套连接有上胶塞电磁阀、下胶塞电磁阀、泥浆通道电磁阀、投球电磁阀、胶塞指示器电磁阀，该五个电磁阀分别与气源连通，执行模块与上述的五个电磁阀控制连接；另外，为了记录胶塞数，还设置有胶塞指示器。无线遥控器的结构是，包括收发模块二，收发模块二通过转换模块与操作模块连接。本专利技术的有益效果是，气控机构和电控机构安装在水泥头本体上，电控机构与气控机构通过电缆通信，无线遥控器与电控机构通过无线电波通信；气控机构由可移动气瓶供气，因此解决了管线复杂的问题，当需要水泥头工作时，连接气控机构，打开电控机构，作业人员使用无线遥控器按需操作，无线收发器将指令传递给电控机构和气控机构，实现相应的操作；远程控制系统采用无线电波，实现防爆区域的无人化操作，不仅节省了人力成本并且大大提高了作业安全。本专利技术与现有技术相比的优点包括:I)实现了旋转水泥头的远程控制，降低现场使用难度和布置难度。2)实现了旋转水泥头的远程控制，可在无线传输范围内任意位置实现水泥头的安全操作。3)采用无线电波，无线电波耗电量小，传输距离远，安全可靠，响应快。4)气控机构集成在一个控制箱内，线路简单，安装方便，便于拆卸检查。5)气控机构气源由可移动气瓶提供，因此无需在水泥头上加工气管道，加工难度降低。【附图说明】图1为本专利技术装置的结构示意图；图2为本专利技术装置中的气控机构原理图；图3为本专利技术装置中的电控机构原理图。图中，1.水泥头，2.水泥头本体，3.电控机构，4.无线遥控器，5.气控机构，6.上胶塞气缸，7.下胶塞气缸，8.泥浆通道气缸，9.投球气缸，10.胶塞指示器气缸，11.胶塞指示器，12.上胶塞电磁阀，13.下胶塞电磁阀，14.泥浆通道电磁阀，15.投球电磁阀，16.胶塞指示器电磁阀，17.气源，18.电源，19.收发模块一，20.CPU，21.1/O模块，22.执行模块，23.收发模块二，24.转换模块，25.操作模块。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。参照图1，本专利技术旋转水泥头远程控制系统的结构是，包括电控机构3、无线遥控器4、气控机构5三部分，其中电控机构3和气控机构5设置在水泥头I的水泥头本体2外表面，无线遥控器4设置在后方人员的操作位置，无线遥控器4与电控机构3通过无线电波通信，电控机构3与气控机构5通过电缆通信，气控机构5完成水泥头的全部功用；电控机构3的结构是，包括单独的电源18和收发模块一 19，收发模块一 19通过I/O模块21与CPU20连接，CPU20与执行模块22连接，该四个用电器件分别与电源18连接，电源18保证电控机构3中各个用电器件的供电。气控机构5的结构是，水泥头本体2内腔中开有双通道，即对应设置有上胶塞及下胶塞通道，则对应设置有上胶塞气缸6、下胶塞气缸7、泥浆通道气缸8、投球气缸9、胶塞指示器气缸10，该五个气缸分别对应配套连接有上胶塞电磁阀12、下胶塞电磁阀13、泥浆通道电磁阀14、投球电磁阀15、胶塞指示器电磁阀16，该五个电磁阀分别与预先充有高压气体的气源17连通，执行模块22用于控制上述的五个电磁阀，实现对五个气缸的控制；另外，为了记录胶塞数，还设置有胶塞指示器11。无线遥控器4的结构是，包括收发模块二 23，收发模块二 23通过转换模块24与操作模块25连接，操作模块25设置有外接的显示屏及操作面板。操作模块25用于后方人员的输入指令操作，实现远程控制输入。本专利技术装置的工作原理是，整个气控机构5集成在一个箱子内，整体安装在水泥头本体2上，方便拆卸和检查，水泥头本体2设置有两个通道，两个通道相通；在投胶塞前前置液可从副通道进入井中；投胶塞时，上胶塞气缸6或下胶塞气缸7启动，汽缸带动中间接头旋转释放相应的胶塞。气源17为整个系统供气，气源由可移动气瓶提供，气瓶安装在水泥头本体之上，每次工作之前对气瓶充气，使气瓶达到设定压力。气瓶上安装有压力检测系统，保证气瓶内的压力，以保证整个气控机构5能够安全工作。作业时，接通下胶塞电磁阀8，下胶塞气缸2释放下胶塞，下胶塞碰触胶塞指示器6，胶塞指示器6将信号传递给控制系统，控制系统得到下胶塞气缸的工作情况。下胶塞释放完以后，胶塞指示器电磁阀11接通，胶塞指示器6复位，从而在上胶塞释放时，胶塞指示器6再一次工作。因此胶塞指示器6不仅适用于双胶塞作业同样适用于多级胶塞作业。控制箱3和无线遥控器4组成无线传输环节，它们之间的信号传递依赖于无线电波。无线电波耗电量小，传输距离远，安全可靠，响应快。无线电波经过防爆认证，因此能够在防爆区域内安全传输。在作业中，作业时间长短是不定的，较小的耗电量可以让整个电控在很长的时间内都可以工作。整个无线传输环节调试好通信协议，由此控制箱3和无线遥控器4实现了无线通信，收发模块二 23和收发模块一 19通过无线电波建立通信。作业人员操作无线遥控器3时触发操作模块25，转换模块24通过收发模块二 23将信号传递给收发模块一 19。CPU20是整个电控机构3的核心，它处理收发模块一 19接收的信号，并发出相应的命令；1/0 21模块将CPU发送的命令传送给执行模块22，执行模块22连接各电磁阀，完成水泥头的相应动作。同时整个气控机构5的工作压力，投胶塞数等状态量也通过I/O模块21传送给CPU20，CPU20记录后通过收发模块一 19传送给无线遥控器4，作业人员通过无线遥控器4的显示屏监视整个水泥头的工作状态。【主权项】1.一种旋转水泥头的远程控制系统，其特点在于:包括电控机构(3)、无线遥控器(4)、气控机构(5)三部分，其中电控机构(3)和气控机构(5)设置在水泥头(I)的水泥头本体(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转水泥头的远程控制系统，其特点在于：包括电控机构(3)、无线遥控器(4)、气控机构(5)三部分，其中电控机构(3)和气控机构(5)设置在水泥头(1)的水泥头本体(2)外表面，无线遥控器(4)设置在后方人员的操作位置，无线遥控器(4)与电控机构(3)通过无线电波通信，电控机构(3)与气控机构(5)通过电缆通信。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏桥，郭振东，闫永宏，惠坤亮，祝贺，董毅军，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61