专利名称：无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置属于油气井压力控制 装置领域，特别是一种油气井地面防喷器的控制装置。
背景技术：
石油、地质、矿业等领域的钻井作业中，当钻进中的液柱压力低于地层流体压力 时，有发生井涌、甚至井喷的危险。为了防止井涌和井喷的发生，井口的地面需安装防喷器， 通过防喷器控制装置控制防喷器的关闭以防止井涌和井喷。现有地面防喷器控制装置，一 种由储能器装置，气遥控装置和气辅助遥控装置组成；另一种由储能器装置，电遥控装置和 电辅助遥控装置组成。按其遥控方式分有两种1、气遥控装置气遥控装置与储能器装置之间通过气管缆连接，通过气管缆中的 气压驱动储能器装置上的阀门动作，从而驱动防喷器动作。其缺点是气遥控装置与储能器 装置之间通过气管缆连接，连接管路较为复杂；同时，通过气压遥控，当气管长度为50米其 控制的滞后时间2 3秒(气管长度越长控制的滞后时间越长)；此外，其受环境温度的影 响较大，当温度低于零度时，气管可能因水汽凝结而堵塞，导致控制失灵。2、电气遥控装置电遥控装置与储能器装置之间通过多芯电缆连接，通过电信号 控制储能器装置上电磁阀动作，从而驱动防喷器动作。其缺点是储能器装置上各压力变化 数值无法记录，由于使用的是24V DC电源，多芯电缆的长度不能超过200米。现有地面防喷器控制装置都没有试压功能，在钻井现场使用的防喷器组、节流控 制管汇、立管、套管等在安装后都必须进行耐压测试。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处具有试压台功能，能进行无线控 制、控制滞后时间短、不受环境温度影响、安全可靠、操作方便，且能防爆、耐低温的地面防 喷器控制装置。本实用新型所采用的技术方案是本实用新型的地面防喷器控制装置包括储能器装置、电遥控装置和电辅助遥控装 置，电遥控装置和电辅助遥控装置与电磁阀箱用两端配多芯防爆插头连接，在蓄能器装置 的上设置一个隔爆型的无线遥控防爆箱，防爆箱上安装有主机控制器，主机控制器从电磁 阀箱上采集数据，主机控制器通过多芯电缆连接电磁阀箱，在防爆箱上安装有无线发射接 收装置。电磁阀箱内安装有防爆接近开关放大器的电信号共7对，显示防喷器组的开关状 态；压力传感器4 20mA信号4个，显示地面防喷器控制装置上的蓄能器压力、管汇压力、 环形压力及气源压力；报警信号3个，蓄能器压力报警、气源压力报警和油箱液位报警；电 磁阀箱内安装有九个电磁阀的控制线，通过并联电路将引入，利用中间继电器完成对电磁 阀电源接通或断开的控制，实现防喷器组开关的控制。[0010]便携式无线遥控辅助遥控台上装有触摸电脑，输入输出模块，无线发射接收装置， 备用蓄电池。便携式无线遥控辅助遥控台通过蓄能器装置上的无线发射接收装置实现无线 通信，实现无线遥控的功能。便携式无线遥控辅助遥控台连接电源，连接备用蓄电 池。触摸电脑显示操控界面，显示防喷器组上的所有压力，按下主气源按钮，输入输出 模块动作，无线发射接收装置发出信号，接通2位5通电磁阀电源，蓄能器装置上的无线发 射接收装置接收到信号传给主机控制器，主机控制器控制相应的中间继电器接通2位5通 电磁阀的电源，电磁阀工作接通气源，触摸屏上需操作防喷器开或关按钮，当按钮灯亮时操 作完成，当需要调整气马达式减压溢流阀的压力时，只需按住升或降的按钮，输入输出模块 动作，无线发射接收装置发出信号接通3位5通电磁阀电源，蓄能器装置上的无线发射接收 装置接收到信号传给主机控制器，主机控制器控制相应的中间继电器接通3位5通电磁阀 的电源，电磁阀工作接通气源观察环形压力表的读数，当数显表的压力值符合要求时松开 铵钮即可。便携式无线遥控电控司钻台控制准确性高，日常维护人员要求较高，可记录控制 装置在钻井过程的压力变化(180天)，操作简单、方便，不受环境温度的影响。当钻井现场 出现井喷而所有钻井人员必须撤离井场，只要钻井人员在撤离时带上便携式无线遥控司钻 台，到达安全地点时(可视范围不超过1000米)仍可对地面防喷器控制装置进行有效控制 (操作防喷器的开或关)，增加了设备的可靠性，将井喷带来的损害降到最低。为了保证地 面防喷器控制装置在断电时仍能够正常使用，蓄能器装置上的无线遥控防爆箱上装有2块 12AH的蓄电池，当断电时蓄电池对低压部分供电(24V)，保证遥控部分正常工作不低于2小 时；便携式无线遥控辅助遥控台上也配置了 2块9AH的蓄电池，保证无线遥控电控司钻台在 断外电时正常工作不低于2小时。在蓄能器装置上设置有试压装置，试压装置由气动液压泵、超高压截止阀、单流 阀、溢流阀和彩色记录仪构成，两个气动液压泵通过单流阀串连，气动液压泵的输出口接三 通，三通分别接溢流阀和单流阀，单流阀接气动液压泵输入口，气动液压泵输出口连接单流 阀，单流阀接三通，三通接超高压截止阀，超高压截止阀接试压四通。1 50气动液压泵的 吸水口与油箱外的试压液连接，在1 50气动液压泵的输出口接三通，三通接溢流阀，三通 接单流阀，单流阀接1 200气动液压泵输入口，1 200气动液压泵输出口连接单流阀，单 流阀接三通，三通接爆破片，三通接超高压截止阀，超高压截止阀接试压四通，四通的一路 接压力表和压力传感器，压力传感器与彩色记录仪用电缆连接，四通的二路与超高压截止 阀连接(试压完成后泄去压力)，四通的三路与需试压的阀件连接。本实用新型具有试压台功能，能进行无线控制，不受环境温度影响、安全可靠、操 作方便，且能防爆、耐低温的地面防喷器控制装置。
附图1是本实用新型的结构示意图。附图2是附图1的俯视示意图。附图3是本实用新型的试压装置结构示意图。附图4是附图3的俯视示意图。附图5是本实用新型的便携式无线遥控辅助遥控台电气示意图。附图6是本实用新型的主机控制器电气示意图。[0020]附图7是本实用新型的电气示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。图中蓄能器装置1，电遥控装置和电辅助遥控装置2，便携式无线遥控辅助遥控 台3，电磁阀箱4、1 200气动液压泵5，彩色记录仪6，防爆箱7，主机控制器8，无线发射接 收装置9，触摸式电脑10，输入输出模块11，无线发射接收装置12，不间断电源13，蓄电池 14,1 50气动液压泵15，超高压截止阀16，超高压截止阀17，单流阀18，溢流阀19，压力 传感器20，爆破片装置21，压力表22，常开截止阀23，常闭截止阀24，皮囊式蓄能器B01，组 合开关B02，报警指示箱B03，油标组件04，三位四通转阀06，转阀管07，压力表箱体09，三 位四通转阀010，气马达调压阀016。如附图1、附图2所示，本实用新型是包括蓄能器装置1、电遥控装置和电辅助遥 控装置2，便携式无线遥控辅助遥控台3，在蓄能器装置1上设置有皮囊式蓄能器B01、组合 开关B02、报警指示箱B03、油标组件04、三位四通转阀06、转阀管07、压力表箱体09、三位 四通转阀010、气马达调压阀016，在蓄能器装置1上设置有电磁阀箱4，在蓄能器装置的上 设置一个隔爆型的无线遥控防爆箱7，防爆箱上安装有主机控制器8和无线发射接收装置 9，主机控制器从电磁阀箱上采集数据，主机控制器通过多芯电缆连接电磁阀箱，在蓄能器 装置上增加了一个1 200气动液压泵5和彩色记录仪6，在蓄能器装置上装有无线遥控 防爆箱7，使用主机控制器8负责数据采集(接收接近开关、压力传感器的信号、控制电磁 阀动作)，一个无线发射接收装置9负责发射接收信号，便携式无线遥控辅助遥控台3工作 电压24VDC，其上安装了一套触摸式电脑10，一个输入输出模块11用来处理主机控制器信 息，一个防爆无线发射接收装置12用来接收及发射信号，不间断电源13及一组备用蓄电池 14 (断电时可支持电遥控装置和电辅助遥控装置连续工作2小时以上)为电遥控装置和电 辅助遥控装置。便携式无线遥控辅助遥控台通过蓄能器装置上的无线发射接收装置实现无 线通信，实现无线遥控的功能。主机控制器8采用美国国家仪器公司生产的PAC，无线发射 接收装置9采用摩莎国际有限公司生产的，IO模块11采用摩莎国际有限公司生产的，不间 断电源13采用德国普尔世生产的。如附图3、附图4所示，本实用新型在蓄能器装置上增加了一个1 200气动液压泵5和彩色记录仪6，在蓄能器装置的1 50气动液压泵15上串联一个1 200气动液 压泵5，截止阀16，截止阀17，单流阀18，溢流阀19，压力传感器20，爆破片装置21，压力表 22，常开截止阀23，常闭截止阀24。1 50气动液压泵的吸水口与油箱外的试压液连接，在 1 50气动液压泵的输出口接三通，三通接溢流阀，三通接单流阀，单流阀接1 200气动 液压泵输入口，1 200气动液压泵输出口连接单流阀，单流阀接三通，三通接爆破片，三通 接超高压截止阀，超高压截止阀接试压四通，四通的一路接压力表和压力传感器，压力传感 器与彩色记录仪用电缆连接，四通的二路与超高压截止阀连接(试压完成后泄去压力)，四 通的三路与需试压的阀件连接。在进行试压工作时，将常开截止阀关闭，常闭截止阀打开， 这样试压台在试压时完全独立，不影响控制装置的正常功能。如附图5、附图7所示，便携式无线遥控辅助遥控台上装有触摸电脑10，输入输出 模块11，无线发射接收装置12，备用蓄电池。便携式无线遥控辅助遥控台通过蓄能器装置上的无线发射接收装置实现无线通信，实现无线遥控的功能，便携式无线遥控辅助遥控台 安装了一套触摸式电脑，一个输入输出模块用来处理主机控制器信息，一个防爆无线发射 接收装置用来接收及发射信号，不间断电源及一组备用蓄电池为电遥控装置和电辅助遥控 装置。便携式无线遥控辅助遥控台通过蓄能器装置上的无线发射接收装置实现无线通信， 实现无线遥控的功能。便携式无线遥控辅助遥控台，接通无线遥控辅助遥控台电源，触摸电 脑开机，触摸屏将会显示操控界面，显示防喷器组上的所有压力(记录开始)，左手按下接 通气源按钮，输入输出模块动作，通过无线发射装置发出信号，接通2位5通电磁阀电源，远 程控制台上无线发射接收装置接收到信号传给主机控制器，主机控制器控制相应的继电器 接通2位5通电磁阀的电源，电磁阀工作接通气源，同时右手按住触摸屏上需操作防喷器开 或关按钮，当按钮灯亮时操作完成，符合API 16D双手操作的规定。当需要调整气马达式减 压溢流阀的压力时只需按住升或降的按钮，输入输出模块动作，通过无线发射装置发出信 号，接通3位5通电磁阀电源，远程控制台上无线发射接收装置接收到信号传给主机控制 器，主机控制器控制相应的继电器接通3位5通电磁阀的电源，电磁阀工作接通气源观察 环形压力表的读数，当数显表的压力值符合要求时松开铵钮即可。便携式无线遥控辅助遥 控台控制准确性高，日常维护人员要求较高，可记录控制装置在钻井过程的压力变化(180 天)，操作简单、方便，不受环境温度的影响。当钻井现场出现井喷而所有钻井人员必须撤离 井场，只要钻井人员在撤离时带上便携式无线遥控司钻台，到达安全地点时(可视范围不 超过1000米)仍可对地面防喷器控制装置进行有效控制(操作防喷器的开或关)，增加了 设备的可靠性，将井喷带来的损害降到最低。 如附图6、附图7所示，在蓄能器装置上增加一个无线遥控防爆箱，内装主机控制 器8，负责数据采集和控制电磁阀动作，一个无线发射接收装置9负责发射接收信号，主 机控制器通过多芯电缆连接电磁阀箱，在防爆箱上安装有无线发射接收装置，电磁阀箱内 安装有防爆接近开关放大器的电信号共7对，显示防喷器组的开关状态；压力传感器4 20mA信号4个，显示地面防喷器控制装置上的蓄能器压力、管汇压力、环形压力及气源压 力；报警信号3个，蓄能器压力报警、气源压力报警和油箱液位报警；电磁阀箱内安装有九 个电磁阀的控制线，通过并联电路将引入，利用中间继电器完成对电磁阀电源接通或断开 的控制，实现防喷器组开关的控制。当钻井现场出现井喷而所有钻井人员必须撤离井场， 只要钻井人员在撤离时带上便携式无线遥控辅助遥控台，到达安全地点，可视范围不超过 1000米都可对蓄能器装置进行有效控制(操作防喷器的开或关)，并能记录蓄能器装置上 所有压力曲线变化，增加了设备的可靠性；电遥控装置和电辅助遥控装置与电磁阀箱用两 端配多芯防爆插头连接好。当需要防喷器动作时，可任意操作一个电遥控装置和电辅助遥 控装置，左手按下接通气源按钮，接通2位5通电磁阀的电源，电磁阀工作接通气源，同时右 手按下所需操作防喷器开或关的按钮直到相对应的指示灯亮操作完成，API 16D规定电 遥控装置和电辅助遥控装置上操作三位四通转阀或旁通转阀时必须双手进同时进行防止 误操作。当需要调整气马达式减压溢流阀的压力时只需按下升或降的按钮，观察环形压力 表的读数，当数显表的压力值符合要求时松开铵钮即可。电遥控装置和电辅助遥控装置是 点对点的控制，控制准确性高，日常维护容易，操作简单、方便，不受环境温度的影响。为了保证地面防喷器控制装置在断电时仍能够正常使用，蓄能器装置上的无线遥 控控制箱上装有2块12AH的蓄电池，当断电时蓄电池对低压部分供电(24V)，保证遥控部分正常工作不低于2小时；便携式无线遥控电控司钻台上也配置了 2块9AH的蓄电池，保证无线遥控电控司钻台在断外电时正常工作不低于2小时。
权利要求一种无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置，包括储能器装置、电遥控装置和电辅助遥控装置，电遥控装置和电辅助遥控装置与电磁阀箱用两端配多芯防爆插头连接，其特征是在蓄能器装置的上设置一个隔爆型的无线遥控防爆箱，防爆箱上安装有主机控制器，主机控制器从电磁阀箱上采集数据，主机控制器通过多芯电缆连接电磁阀箱，在防爆箱上安装有无线发射接收装置，在蓄能器装置上设置有试压装置。
2.根据权利要求1所述的无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置，其特征是蓄 能器装置上的无线发射接收装置通过便携式无线遥控辅助遥控台上的无线发射接收装置 实现无线通信，实现无线遥控的功能，便携式无线遥控辅助遥控台上装有触摸电脑、输入输 出模块、无线发射接收装置。
3.根据权利要求1所述的无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置，其特征是试 压装置由气动液压泵、超高压截止阀、单流阀、溢流阀和彩色记录仪构成，两个气动液压泵 通过单流阀串连，气动液压泵的输出口接三通，三通分别接溢流阀和单流阀，单流阀接气动 液压泵输入口，气动液压泵输出口连接单流阀，单流阀接三通，三通接超高压截止阀，超高 压截止阀接试压四通。
4.根据权利要求1所述的无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置，其特征是电 磁阀箱内安装有防爆接近开关放大器的电信号共7对，压力传感器4 20mA信号4个，报 警信号3个，电磁阀箱内安装有九个电磁阀的控制线。
5.根据权利要求3所述的无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置，其特征是 1 50气动液压泵的吸水口与油箱外的试压液连接，在1 50气动液压泵的输出口接三 通，三通接溢流阀，三通接单流阀，单流阀接1 200气动液压泵输入口，1 200气动液压 泵输出口连接单流阀，单流阀接三通，三通接爆破片，三通接超高压截止阀，超高压截止阀 接试压四通，四通的一路接压力表和压力传感器，压力传感器与彩色记录仪用电缆连接，四 通的二路与超高压截止阀连接，四通的三路与阀件连接。
专利摘要本实用新型无线遥控及带高压试压功能的防喷器控制装置属于油气井压力控制装置领域，包括储能器装置、电遥控装置和电辅助遥控装置，便携式无线遥控辅助遥控台一套，在蓄能器装置上增加一个隔爆型的无线遥控防爆箱，防爆箱上安装有主机控制器及无线发射接收装置；在便携式无线遥控辅助遥控台上装有触摸电脑，输入输出模块，无线发射接收装置；在蓄能器装置上设置有试压装置，试压装置由一个1∶50气动液压泵和一个1∶200气动液压泵串联、超高压截止阀等构成。本实用新型具有试压台功能，能进行无线控制，不受环境温度影响、安全可靠、操作方便，且能防爆、耐低温的地面防喷器控制装置。
文档编号E21B34/16GK201588592SQ20092026431
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者何子卫 申请人:广东省广州石油机械厂