一种自动化钻井液固相控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种自动化钻井液固相控制系统，其包括高架管、固控罐、多种固控设备、若干个阀门、控制主机、控制模块、显示器、摄像头和报警器，多种固控设备包括振动筛、除气器、除砂器、除泥器、离心机、搅拌器、砂泵、加重泵和剪切泵。控制主机通过控制模块可与系统中各设备进行控制连接，可实时监测系统中各设备的运行状态，可实现所有设备和阀门的集中控制，而且根据采集数据在线监测，还可进行异常报警。本实用新型专利技术具有结构简单、设计合理、使用方便、安全耐用、降低设备成本、人力劳动强度且大大提高钻井效率等优点。大大提高钻井效率等优点。大大提高钻井效率等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化钻井液固相控制系统


[0001]本技术涉及石油钻井
，尤其是一种自动化钻井液固相控制系统。

技术介绍

[0002]目前国内石油钻机固控系统配备振动筛、砂泵等用电设备，数量众多，平均约35台左右，现场维护工作量大，所有设备故障无法提前预判，均是在发生故障后停机维修或使用备用设备。钻井液固相控制多为人工操作，泥浆工需要根据不同钻井液性能需求往返于固控区，手动操作各种设备和阀门调整泥浆流程和性能，人工监测钻井液参数和各种设备运行情况，存在着安全系数低，使用不方便，工作环境差等问题。钻井现场对钻机信息化提出了更高要求，急需开展固控系统的在线监测、诊断技术研究，以解决当前固控系统信息化程度低，设备运转状态无法即时获取，设备故障率高等现场问题。
[0003]因此，需要提出一种结构更合理、成本低廉、使用方便、自动化程度高、安全可靠、拆装便捷、工艺质量稳定、能够大大节省人力的钻井液固相控制系统。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种自动化程度高、结构简单、设计合理、使用方便、安全耐用、降低设备成本、降低人力劳动强度且大大提高钻井效率的自动化钻井液固相控制系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种自动化钻井液固相控制系统，包括高架管、固控罐、多种固控设备和若干个阀门，所述高架管连接在井口和所述固控罐之间并用于将井口内泥浆输送给所述固控罐，多种所述固控设备安装在所述固控罐上并用于筛除泥浆中的岩屑和杂质，各个所述阀门安装在系统的管线上并用于控制流经多种所述固控设备的泥浆流量；还包括控制主机、控制模块和显示器；所述控制主机用于向所述控制模块发送指令；所述控制模块包括采集模块、CPU主控模块、CPU备控模块、通讯接口、主电源模块和备用电源模块；所述采集模块包括多种传感器，以用于实时采集泥浆的粘度和比重参数、多种所述固控设备的运行状态以及系统中各部分的泥浆流量参数，并将所采集的数据传输给所述CPU主控模块和所述CPU备控模块；所述CPU主控模块和所述CPU备控模块通过实时共享数据区构成主从模式的双机热备结构，并通过所述通讯接口与多种所述固控设备和各个所述阀门控制连接，且根据所采集的数据和/或所述控制主机发送的指令来控制多种所述固控设备的启闭以及各个所述阀门的开度；所述主电源模块和所述备用电源模块相连且构成主从模式的双机热备结构，并为所述CPU主控模块和所述CPU备控模块提供电源；所述显示器用于实时展现所述采集模块所采集的数据。
[0007]进一步地，所述固控设备包括振动筛、除气器、除砂器、除泥器、离心机、搅拌器、砂泵、加重泵和剪切泵。
[0008]进一步地，多种所述传感器包括液位传感器、温度传感器、压力传感器、振动传感
器、扭矩传感器和流量传感器；其中，所述液位传感器设置在振动筛仓内，以用于监测所述振动筛仓内的泥浆液面高度；所述温度传感器为多个且分别设置在所述振动筛的电机轴承、所述除气器的电机轴承、所述离心机的电机轴承、所述搅拌器的电机轴承、所述砂泵的电机轴承上，以用于监测各个电机轴承的温度数据；所述压力传感器为多个且分别设置在所述除砂器和所述除泥器上，以用于监测所述除砂器和所述除泥器内的压力数据；所述振动传感器和所述扭矩传感器设置在所述离心机上，以用于监测所述离心机的振动数据和扭矩数据；所述流量传感器为多个且分别设置在所述高架管和各个所述阀门上，以用于监测所流经的泥浆流量。
[0009]进一步地，还包括报警器,所述报警器与所述控制模块连接，当所采集的数据的数值超过预设值时，则由所述CPU主控模块和所述CPU备控模块控制所述报警器进行声光报警，同时将报警信息传输给所述显示器。
[0010]进一步地，所述报警器上设有多种颜色的LED灯。
[0011]进一步地，还包括用于系统监控的摄像头，所述摄像头通过所述控制模块与所述控制主机和所述显示器连接，通过所述控制主机的控制来调整所述摄像头的角度以监控系统的不同区域，通过所述控制模块的控制将所述摄像头所采集的视频实时传输给所述显示器。
[0012]进一步地，各个所述阀门均采用手动和自动两种方式来进行开度调整，其中自动方式通过驱动装置来实现且所述驱动装置采用液压驱动、气压驱动和电动驱动中的任一种驱动方式。
[0013]进一步地，所述显示器为触摸控制的LED屏或是液晶显示屏。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015](1)实现流程自动控制，加重系统自动控制，剪切系统自动控制，降低人工劳动强度。
[0016](2)实现所有固控设备的实时运转参数的采集，包括：电流、电压、实时功率、运转时间、转速、扭矩、温度、流量等参数；同时采用“双机热备结构主从模式”能够确保在系统发生故障时仍能正常使用，可靠性较高。
[0017](3)实现所有设备和阀门的集中控制。
[0018](4)能够根据采集的数据对设备故障进行在线诊断，对于无法解决问题可以将设备制造商邀请进系统进行远程诊断。通过对供应商进行授权，供应商可以远程登录协同诊断。
[0019](5)根据采集数据在线监测，进行异常报警，并自动形成诊断意见。
[0020](6)根据采集的运转数据，以及前期录入的设备保养信息，自动生成维保计划并提示，能够生成维保记录。
[0021](7)可以对重点区域进行视频监控。
附图说明
[0022]为了使本技术的优点更容易理解，将通过参考在附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本技术。可以理解这些附图只描绘了本技术的典型实施方式，因此不应认为是对其保护范围的限制，通过附图以附加的特性和细节描述和解
释本技术。
[0023]图1为本技术的主视结构示意图；
[0024]图2为本技术的俯视结构示意图；
[0025]图3为本技术的结构框图。
[0026]其中，1-固控罐、2-振动筛、3-除气器、4-砂泵、5-除砂器、6-除泥器、7-搅拌器、8-阀门、9-加重泵、10-剪切泵、11-离心机、12-高架管。
具体实施方式
[0027]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本技术实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0028]为了彻底了解本技术实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本技术实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本技术的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式。
[0029]在本技术的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化钻井液固相控制系统，包括高架管、固控罐、多种固控设备和若干个阀门，所述高架管连接在井口和所述固控罐之间并用于将井口内泥浆输送给所述固控罐，多种所述固控设备安装在所述固控罐上并用于筛除泥浆中的岩屑和杂质，各个所述阀门安装在系统的管线上并用于控制流经多种所述固控设备的泥浆流量，其特征在于，还包括控制主机、控制模块和显示器；所述控制主机用于向所述控制模块发送指令；所述控制模块包括采集模块、CPU主控模块、CPU备控模块、通讯接口、主电源模块和备用电源模块；所述采集模块包括多种传感器，以用于实时采集泥浆的粘度和比重参数、多种所述固控设备的运行状态以及系统中各部分的泥浆流量参数，并将所采集的数据传输给所述CPU主控模块和所述CPU备控模块；所述CPU主控模块和所述CPU备控模块通过实时共享数据区构成主从模式的双机热备结构，并通过所述通讯接口与多种所述固控设备和各个所述阀门控制连接，且根据所采集的数据和/或所述控制主机发送的指令来控制多种所述固控设备的启闭以及各个所述阀门的开度；所述主电源模块和所述备用电源模块相连且构成主从模式的双机热备结构，并为所述CPU主控模块和所述CPU备控模块提供电源；所述显示器用于实时展现所述采集模块所采集的数据。2.根据权利要求1所述的一种自动化钻井液固相控制系统，其特征在于，所述固控设备包括振动筛、除气器、除砂器、除泥器、离心机、搅拌器、砂泵、加重泵和剪切泵。3.根据权利要求2所述的一种自动化钻井液固相控制系统，其特征在于，多种所述传感器包括液位传感器、温度传感器、压力传感器、振动传感器、扭矩传感器和流量传感器；其中，所述液位传感器设置在振动筛仓内，以用于监测所述振动筛仓内的泥浆液面高度；所述温度传感器为多个且分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王臣，樊卫亮，高洁，周小刚，彭爱红，张伟，罗岚，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：