一种用于石油钻机立管压力保护的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了用于石油钻机立管压力保护的系统，包括压力传感器、信号转换模块、PLC、HMI监控系统和传动控制模块，压力传感器的信号经过信号转换模块将信号转换后，发送至PLC，PLC接收信号后进行处理，控制传动控制模块的工作状态，启动报警器；HMI监控系统与PLC连接。本系统通过压力传感器检测立管内的压力，HMI监控系统设置不同的参数，当管压到达一定范围后，PLC将会控制传动控制模块，调整管压，保护高压泵设备，防止系统泵压过高对井段、高压设备的损坏，并能够实现自动报警，便于井队人员发现故障，及时对其维修处理解决隐患。
【专利说明】一种用于石油钻机立管压力保护的系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井过程中对钻井液压力实时监控并保护的一种系统，即通过控制钻井液动力设备泥浆泵的运行来实时监控、保护系统泵压，具体涉及到一种用于石油钻机立管压力保护的系统。
【背景技术】
[0002]立管压力在钻井过程中起着非常重要的作用，它反映的是钻井过程中，钻井液对井壁、钻具、钻头、管汇的压力，又称系统泵压。整个泵压系统由高泵压高排量泥浆泵组运转吸取吸入罐内的钻井液，通过高压管汇注入到钻具之中，然后再由钻头处压出，由钻具外返回，经过一系列除沙、除泥、除气等措施又注入吸入罐而循环的过程。钻井过程对泵压的要求非常严格，若压力过高，则有可能造成非常严重的后果，如井底事故、高压管线刺漏、空气包炸裂等。本实用新型就提前预防并避免了钻井过程中可能出现的高泵压情况，有效的保护了井下、设备及人身因高泵压危害而造成的安全。
[0003]为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提出了一种新的解决方案。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种能够对钻机立管内的压力进行检测，进而控制泵压，避免发生危险的系统。
[0005]为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:提供一种用于石油钻机立管压力保护的系统，包括压力传感器、信号转换模块、PLC、HMI监控系统和传动控制模块，压力传感器的信号经过信号转换模块将信号转换后，发送至PLC，PLC接收信号后进行处理，控制传动控制模块的工作状态；HMI监控系统与PLC连接，HMI监控系统包括显示单元、输入单元、通讯接口、数据存储单元。
[0006]优选的，信号转换模块为模拟量输入模块。
[0007]优选的，所述传动控制模块为直流调速系统。
[0008]综上所述，本实用新型具有以下优点:
[0009]1、本实用新型原理简单，实现方便，成本低，调试、维护方便，效率高，性能稳定；
[0010]2、通过压力传感器检测立管内的压力，HMI监控系统设置不同的参数，当管压到达一定范围后，PLC将会控制传动控制模块，调整管压，保护高压泵设备，防止系统泵压过高对井段、高压设备的损坏，并能够实现自动报警，便于井队人员发现故障，及时对其维修处理解决隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。
[0013]如图1所示，本实用新型提供了一种用于石油钻机立管压力保护的系统，包括压力传感器、信号转换模块、PLC、HMI监控系统和传动控制模块，压力传感器的信号经过信号转换模块将信号转换后，发送至PLC，PLC接收信号后进行处理，控制传动控制模块的工作状态，启动报警器监控系统与PLC连接，HMI监控系统包括显示单元、输入单元、通讯接口、数据存储单元。其中，信号转换模块为模拟量输入模块，传动控制模块为直流调速系统。
[0014]本实用新型的原理在于，司钻根据钻井技术的设计，在HMI监控系统通过输入单元设置立管压力一级、二级保护设定值。该设定值存储在HMI监控系统的存储器上，HMI监控系统将该信号通过通讯接口与PLC连接，实现信息传递。压力传感器实时采集钻台高压管汇中的钻井液压力，采集的信号在经过信号转换模块转换后，送入PLC控制系统并判断采集的压力大小是否达到设定保护值，如果立管压力达到钻井要求最高压力的第一保护设定值，PLC控制系统便输出报警信号，提醒司钻及其工作人员，系统泵压已经达到一级高泵压保护，同时司钻不能继续提高泥浆泵的泵冲；如果立管压力继续上升，达到电司钻设定的第二保护设定值，PLC控制系统便通过传动控制模块控制泥浆泵组泵冲平滑回零，并停止泥浆泵。同时发出报警信号，最终达到保护泥浆泵组及其高压管汇、井下设备的目的。
[0015]虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于石油钻机立管压力保护的系统，其特征在于:包括压力传感器、信号转换模块、PLC、HMI监控系统和传动控制模块，压力传感器的信号经过信号转换模块将信号转换后，发送至PLC，PLC接收信号后进行处理，控制传动控制模块的工作状态，启动报警器；HMI监控系统与PLC连接，HMI监控系统包括显示单元、输入单元、通讯接口、数据存储单元。
2.如权利要求1所述的用于石油钻机立管压力保护的系统，其特征在于:所述信号转换模块为模拟量输入模块。
3.如权利要求1所述的用于石油钻机立管压力保护的系统，其特征在于:所述传动控制模块为直流调速系统。
【文档编号】E21B21/08GK204082055SQ201320752997
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】刘育生, 陈克利, 马鑫, 张瑾 申请人:四川中曼电气工程技术有限公司, 中曼石油天然气集团有限公司