智能司钻控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种智能司钻控制系统，包括控制柜和钻台阀门组，钻台阀门组包括阀一至阀四，阀一与阀三串联在低立管中，阀二与阀四串联在高立管中；阀一至阀四均为液压驱动阀且对应受控于电磁换向阀一至四；高低管选择支路包括选择开关二，其两个档位分别串联有继电器三与四的线圈，继电器三的常开触头与电磁换向阀一的开阀线圈串联，电磁换向阀二的关阀线圈与电磁换向阀一的开阀线圈相并联；继电器四的常开触头与电磁换向阀一的关阀线圈串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的开阀线圈与电磁换向阀一的关阀线圈相并联。该控制系统使司钻可以在司钻房直接对阀门进行操控，大大提高了工作效率和作业的安全性。

【技术实现步骤摘要】
智能司钻控制系统
本技术涉及一种钻井控制系统，尤其涉及一种智能司钻控制系统，属于钻井控制系统

技术介绍
钻进过程中，一台或者多台泥浆泵将高压流体通过管汇、闸门组、水龙带、钻具和钻头水眼喷射到井底，对井底形成高压流体冲刷，并将井眼中的固相颗粒物携带出。参与循环的流体钻井液具有如下作用：一是清洗井底，悬浮携带岩屑，保持井眼清洁；二是平衡地层压力，稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏；三是传递水功率、以帮助钻头破碎岩石；四是为井下动力钻具传递动力；五是冷却钻头和钻具；六是利用钻井液进行地质、气测录井。根据钻机施工能力的不同，配套泥浆泵数量从一台到四台不等，目前常用的2000米及以下钻机配套一台泵，3000-5000m钻机配套两台泵，7000-9000m钻机配套三台泵，12000m及以上钻机要配套四台泵。钻机施工井眼越深，为了保证正常的排量和泵压，参与工作的泥浆泵台套数越多，智能司钻控制系统的控制闸门越多，闸门组越复杂。目前的钻井液阀门组均为手动操作，通过提升螺杆来达到开启和关闭的目的，开启单个阀门需要旋转手轮12-14圈，操作过程时长为30-60秒，倒换任意一台泥浆泵使用，至少操作阀门组上的两个阀门，耗时需3分钟左右。地面阀门组位于钻台右后方的地面，距离司钻房较远，需要倒换阀门时，司钻需要通过电话、信号和手势动作与阀门组操作人员（一般为副司钻）进行沟通，现场噪音大、夜晚光线差等特殊作业环境容易导致沟通错误，进而导致设备损坏、耽误施工时间。钻井液阀门组位于高压区域，为保证井底不至于沉砂，确保施工安全，需要尽可能减少停泵时间，需要带压作业。如果在憋压状态下，副司钻进入高压区域开关阀门，阀门的刺漏对副司钻的人身安全造成威胁，存在安全隐患。且在憋压状态下开启阀门，很难开启且开启速度慢，容易导致闸板冲蚀。为防止重物砸坏阀门的丝杆，丝杆外设有阀杆护罩，阀杆护罩对丝杆进行保护同时，也导致阀门开启和关闭状态分辨不清。若阀门处于半开状态，容易对泥浆流量产生影响，甚至对闸门产生冲蚀。丝杆和阀杆护罩之间的缝隙如果锈蚀严重或进入灰尘，使丝杠不容易旋转。
技术实现思路
本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种智能司钻控制系统，司钻可以在司钻房直接对阀门进行操控，大大提高了工作效率和作业的安全性。为解决以上技术问题，本技术的一种智能司钻控制系统，包括控制柜和钻台阀门组，钻台阀门组包括阀一至阀四，阀一与阀三串联在低立管中且阀一在上，阀二与阀四串联在高立管中且阀二在上；阀一至阀四均为液压驱动阀且对应受控于电磁换向阀一至四；控制柜中+24V直流控制电源之间设有高低管选择支路，高低管选择支路包括选择开关二SA2，选择开关二SA2的两个档位分别串联有继电器三KA3与继电器四KA4的线圈，继电器三KA3的常开触头与电磁换向阀一的开阀线圈YV1K串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的关阀线圈YV2G与电磁换向阀一的开阀线圈YV1K相并联；继电器四KA4的常开触头与电磁换向阀一的关阀线圈YV1G串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的开阀线圈YV2K与电磁换向阀一的关阀线圈YV1G相并联。相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：一口井从井深为零开始钻进为第一次开钻，简称一开；表层套管固井后再开钻，简称二开；技术套管固井完成后再开钻，简称三开。一开时，钻具振动比较大，为避免顶部驱动装置被撞坏，钻具顶部通常先通过位置较低的水龙头鹅颈管与低立管的顶部相连，低立管的顶部比高立管的顶部大约低两米，此时司钻将选择开关二SA2拨至档位一，继电器三KA3的线圈得电，继电器三KA3的常开触头闭合使电磁换向阀一的开阀线圈YV1K和电磁换向阀二的关阀线圈YV2G同时得电，阀一打开，阀二关闭。二开时，钻具振动已比较小，钻具顶部通过顶驱鹅颈管与高立管的顶部相连，此时司钻将选择开关二SA2拨至档位二，继电器四KA4的线圈得电，继电器四KA4的常开触头闭合，电磁换向阀一的关阀线圈YV1G和电磁换向阀二的开阀线圈YV2K同时得电，阀一关闭，阀二打开。作为本技术的进一步改进，地面阀门组包括阀六至阀十二，一号泵出口管依次通过阀六及阀十二与右地管相连，右地管的出口与低立管的下端相连；三号泵出口管依次通过阀八及阀九与左地管相连，左地管的出口与高立管的下端相连；二号泵出口管与阀七相连，阀七的出口通过三通分别连接有阀十与阀十一，阀十的另一端与阀九入口四通的一个旁路口相连，阀十一的另一端与阀十二入口四通的一个旁路口相连；阀六至阀十二均为液压驱动阀且对应受控于电磁换向阀六至十二；直流控制电源之间设有左右地管选择支路，左右地管选择支路包括选择开关三SA3，选择开关三SA3的两个档位分别串联有继电器五KA5与继电器六KA6的线圈，电磁换向阀四的开阀线圈YV4K、电磁换向阀九的开阀线圈YV9K、电磁换向阀三的关阀线圈YV3G和电磁换向阀十二的关阀线圈YV12G并联后与继电器五KA5的常开触头串联在阀门组控制回路中；电磁换向阀三的开阀线圈YV3K、电磁换向阀十二的开阀线圈YV12K、电磁换向阀四的关阀线圈YV4G和电磁换向阀九的关阀线圈YV9G并联后与继电器六KA6的常开触头串联在阀门组控制回路中。阀六控制一号泵的输出，阀七控制二号泵的输出，阀八控制三号泵的输出，阀九控制左地管的输出，阀十二控制右地管的输出。打开阀十、关闭阀十一，二号泵的钻井液可以进入左地管；打开阀十一、关闭阀十，二号泵的钻井液可以进入右地管；打开阀十、阀十一，关闭阀九，三号泵的钻井液可以进入右地管；打开阀十、阀十一，关闭阀十二，一号泵的钻井液可以进入左地管。司钻将选择开关三SA3切换至档位一，继电器五KA5的线圈得电，电磁换向阀四的开阀线圈YV4K、电磁换向阀九的开阀线圈YV9K、电磁换向阀三的关阀线圈YV3G和电磁换向阀十二的关阀线圈YV12G同时得电，阀四和阀九打开，阀三和阀十二关闭，左地管输出。司钻将选择开关三SA3切换至档位二，继电器六KA6的线圈得电，电磁换向阀三的开阀线圈YV3K、电磁换向阀十二的开阀线圈YV12K、电磁换向阀四的关阀线圈YV4G和电磁换向阀九的关阀线圈YV9G同时得电，阀三与阀十二打开，阀四和阀九关闭，右地管输出。作为本技术的进一步改进，直流控制电源之间设有高低管切换支路，高低管切换支路包括选择开关四SA4，选择开关四SA4的两个档位分别串联有继电器十九KA19的线圈和继电器二十KA20的线圈，继电器十九KA19的常开触头与电磁换向阀五的开阀线圈YV5K串联在阀门组控制回路中；继电器二十KA20的常开触头与电磁换向阀五的关阀线圈YV5G串联在阀门组控制回路中。司钻将选择开关四SA4切换至档位一，继电器十九KA19的线圈得电，其常开触头闭合使电磁换向阀五的开阀线圈YV5K得电，阀五打开，右地管的钻井液通过阀三和阀五可以进入高立管，左地管的钻井液通过阀四和阀五可以进入低立管。作为本技术的进一步改进，阀九入口四通的另一个旁路口连接有阀十四，阀十四的出口通过反循环管路与井口主四通的左侧相连，阀十四为液压驱动阀且受控于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能司钻控制系统，包括控制柜和钻台阀门组，其特征在于：钻台阀门组包括阀一至阀四，阀一与阀三串联在低立管中且阀一在上，阀二与阀四串联在高立管中且阀二在上；阀一至阀四均为液压驱动阀且对应受控于电磁换向阀一至四；控制柜中+24V直流控制电源之间设有高低管选择支路，高低管选择支路包括选择开关二(SA2)，选择开关二(SA2)的两个档位分别串联有继电器三(KA3)与继电器四(KA4)的线圈，继电器三(KA3)的常开触头与电磁换向阀一的开阀线圈(YV1K)串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的关阀线圈(YV2G)与电磁换向阀一的开阀线圈(YV1K)相并联；继电器四(KA4)的常开触头与电磁换向阀一的关阀线圈(YV1G)串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的开阀线圈(YV2K)与电磁换向阀一的关阀线圈(YV1G)相并联。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能司钻控制系统，包括控制柜和钻台阀门组，其特征在于：钻台阀门组包括阀一至阀四，阀一与阀三串联在低立管中且阀一在上，阀二与阀四串联在高立管中且阀二在上；阀一至阀四均为液压驱动阀且对应受控于电磁换向阀一至四；控制柜中+24V直流控制电源之间设有高低管选择支路，高低管选择支路包括选择开关二(SA2)，选择开关二(SA2)的两个档位分别串联有继电器三(KA3)与继电器四(KA4)的线圈，继电器三(KA3)的常开触头与电磁换向阀一的开阀线圈(YV1K)串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的关阀线圈(YV2G)与电磁换向阀一的开阀线圈(YV1K)相并联；继电器四(KA4)的常开触头与电磁换向阀一的关阀线圈(YV1G)串联在阀门组控制回路中，电磁换向阀二的开阀线圈(YV2K)与电磁换向阀一的关阀线圈(YV1G)相并联。


2.根据权利要求1所述的智能司钻控制系统，其特征在于：地面阀门组包括阀六至阀十二，一号泵出口管依次通过阀六及阀十二与右地管相连，右地管的出口与低立管的下端相连；三号泵出口管依次通过阀八及阀九与左地管相连，左地管的出口与高立管的下端相连；二号泵出口管与阀七相连，阀七的出口通过三通分别连接有阀十与阀十一，阀十的另一端与阀九入口四通的一个旁路口相连，阀十一的另一端与阀十二入口四通的一个旁路口相连；阀六至阀十二均为液压驱动阀且对应受控于电磁换向阀六至十二；直流控制电源之间设有左右地管选择支路，左右地管选择支路包括选择开关三(SA3)，选择开关三(SA3)的两个档位分别串联有继电器五(KA5)与继电器六(KA6)的线圈，电磁换向阀四的开阀线圈(YV4K)、电磁换向阀九的开阀线圈(YV9K)、电磁换向阀三的关阀线圈(YV3G)和电磁换向阀十二的关阀线圈(YV12G)并联后与继电器五(KA5)的常开触头串联在阀门组控制回路中；电磁换向阀三的开阀线圈(YV3K)、电磁换向阀十二的开阀线圈(YV12K)、电磁换向阀四的关阀线圈(YV4G)和电磁换向阀九的关阀线圈(YV9G)并联后与继电器六(KA6)的常开触头串联在阀门组控制回路中。


3.根据权利要求2所述的智能司钻控制系统，其特征在于：直流控制电源之间设有高低管切换支路，高低管切换支路包括选择开关四(SA4)，选择开关四(SA4)的两个档位分别串联有继电器十九(KA19)的线圈和继电器二十(KA20)的线圈，继电器十九(KA19)的常开触头与电磁换向阀五的开阀线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振智，郑雪坤，闫诚，盛益，赵宇，曹阳，吴德庆，郭云，张文军，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化华东石油工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32