连续管的控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种连续管的控制系统，该控制系统包括：多组注入装置和滚筒装置，每组注入装置和滚筒装置均对应一个井口；相互连接的动力装置和控制装置，动力装置和控制装置均与一组注入装置和滚筒装置相连。本实用新型通过使多个井口的注入装置和滚筒装置共用动力装置和控制装置，提高了动力装置和控制装置的利用率，并降低了产业化运行成本。
【专利说明】
连续管的控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及井口作业领域，具体来说，涉及一种连续管的控制系统。
【背景技术】
[0002]连续管作业技术是一项近期迅速发展的实用性技术，用于石油、天然气等行业进行钻井、修井等作业，被誉为“万能作业”设备。在地下气化生产中，常通过连续管来调节控制，以将气化剂直接注入到煤层指定位置，由此，为地下气化工艺运行稳定提供了一种新的控制手段。其中，连续管设备在煤炭地下气化中的主要作用就是将气化剂输送至煤层中预定位置，通过及时调控以保证气化剂和煤的充分接触，并且按工艺需求不断与新鲜的煤层进行气化反应。
[0003]在煤炭地下气化规模化生产时，要求每口工艺井要配备一套连续管设备，那么这就造成一个气化片区需要几十甚至上百套连续管设备进行有控制的配合工作。而连续管设备成本高昂，显然这将造成设备投入的高额成本。
[0004]针对相关技术中的上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【实用新型内容】
[0005]针对相关技术中的上述问题，本实用新型提出一种连续管的控制系统，能够提高动力装置和控制装置的利用率，并降低了产业化运行成本。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0007]根据本实用新型的一个方面，提供了一种连续管的控制系统。
[0008]该控制系统包括:
[0009]多组注入装置和滚筒装置，每组注入装置和滚筒装置均对应一个井口；
[0010]相互连接的动力装置和控制装置，动力装置和控制装置均与一组注入装置和滚筒装置相连。
[0011]其中，动力装置用于将动力传送至任意一个需要操作的井口所对应的一组注入装置和滚筒装置中。
[0012]其中，动力包括液压动力或电力动力。
[0013]此外，控制装置用于对任意一个需要操作的井口所对应的一组注入装置和滚筒装置进行动作控制。
[0014]另外，动力装置与多组注入装置和滚筒装置分别通过多组动力管线相连。
[0015]优选的，动力装置与多组注入装置和滚筒装置分别通过至少一组公共动力管线相连，公共动力管线用于连接需要动作的井口所对应的一组注入装置和滚筒装置。
[0016]可选的，多组动力管线或至少一组公共动力管线与多组注入装置和滚筒装置之间通过插头相连。
[0017]另外，控制装置与多组注入装置和滚筒装置通过线缆相连；
[0018]控制装置与动力装置通过线缆相连。
[0019]可选的，该控制系统进一步包括:
[0020]多组第一储能装置，每组第一储能装置与每组注入装置和滚筒装置分别连接，每组第一储能装置用于在对应连接的该组注入装置和滚筒装置未接收到来自动力装置的动力的情况下，传送动力至该组注入装置和滚动装置。
[0021 ]其中，每组第一储能装置进一步与动力装置连接，
[0022]每组第一储能装置进一步用于在检测到本地储存的动力低于动力阈值的情况下，发送动力不足信号至控制装置;控制装置用于在接收到动力不足信号的情况下，控制动力装置发送动力至该组第一储能装置，以补充动力。
[0023]优选的，动力装置的动力满足至少两个井口的连续管的同时动作。
[0024]可选的，该控制系统进一步包括:
[0025]第二储能装置，与动力装置相连，用于对控制系统提供预定压力范围的动力。
[0026]优选的，对应不同井口的不同组注入装置和滚筒装置为相同型号。
[0027]此外，该控制系统进一步包括:多组监测装置，每组监测装置与每组注入装置和滚筒装置分别连接，用于实时监测该组注入装置和滚筒装置的状态得到监测信号，并将监测信号发送至控制装置。
[0028]可选的，该控制系统进一步包括:备用控制装置，用于在控制装置故障的情况下接管控制装置的任务。
[0029]可选的，每组注入装置至少包括:连续管起下的导向器、注入器、应用于油管下放过程的密封防喷盒与防喷器。
[0030]可选的，每组滚筒装置至少包括:筒体、排管系统、内部管汇、旋转接头、电滑环、底座。
[0031]本实用新型通过使多个井口的注入装置和滚筒装置共用动力装置和控制装置，提高了动力装置和控制装置的利用率，并降低了产业化运行成本。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是根据本实用新型实施例的连续管的控制系统的示意图；
[0034]图2是根据本实用新型实施例的连续管的控制系统一拖二的控制逻辑图。
【具体实施方式】
[0035]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0036]根据本实用新型的实施例，提供了一种连续管的控制系统。
[0037]如图1所示，根据本实用新型实施例的控制系统包括:
[0038]多组注入装置5和滚筒装置6，每组注入装置5和滚筒装置5均对应一个井口 7;
[0039]相互连接的动力装置I和控制装置2，动力装置I和控制装置2均与一组注入装置5和滚筒装置6相连。
[0040]通过以上描述可以看出，本实用新型提供了一种一拖多的连续管动力控制系统，包括多套连续管注入+滚筒装置，一套动力控制装置。由于连续管设备的工作是间断进行的，所以其动力、控制装置可以多井共用，这很大程度上减少了前期设备投入，降低了生产成本，并提高了设备使用效率。
[0041]在本实施例中，动力装置I和控制装置2是集成在一起的，而在其他实施例中，它们也可以相互独立设置。
[0042]并且，动力装置I与每组注入装置5和滚筒装置6以及井口7都是通过动力管线3相连的，这样动力装置I就可以通过动力管线3来将动力传送给任意一个需要操作的井口 7所对应的注入装置5和滚筒装置6中。
[0043]在一个具体的实例中，动力装置I可以将动力通过动力管线3来传送至一个井口7的注入装置5和滚筒装置6的用能部件中。
[0044]而为了实现连续管的工作，不仅需要动力传送还需要动作的控制，因此，在一个实施例中，控制装置2还与每个井口 7所对应的注入装置5与滚筒装置6通过控制线缆相连，这样控制装置I就可以通过控制线缆来对任意一个需要操作的井口 7所对应的注入装置5和滚筒装置6进行动作控制。
[0045]另外，在一个实施例中，对于控制装置2和动力装置I之间的连接方式来说，它们也可以通过控制线缆相连，以实现控制装置2对动力装置I的控制。
[0046]虽然在上述实施例中，所有的连续管设备的动力管线3都同时连接到了动力装置I和控制装置2上，但是为了节省动力管线，在一个优选的实施例中，还可以在动力装置I上设置至少一条公共动力管线，这样就可使动力装置I与多组注入装置5和滚筒装置6分别通过至少一条公共动力管线相连，公共动力管线用于连接需要动作的井口所对应的一条注入装置和滚筒装置，即公共动力管线用于在哪口井的连续管设备需要动作(操作)就将公共动力管线拉到哪一口井上。
[0047]其中，在一个实施例中，对于动力管线3或是公共动力管线与井口7以及对应的注入装置5和滚筒装置6之间的连接来说，它们可以直接连接，也可以借助于一个插头来实现连接。
[0048]具体的参照图1，这里示出了一个快速插头4，具体连接方式为利用快速接头将动力管线3或是公共动力管线插入到快速插头4中。
[0049]其中，本实施例中，快速插头4就是将动力管线3或是公共动力管线(具体可以是液压管或电缆)安装一定的次序固定在一个板子上，而井口设置的所有动力管线3或是公共动力管线(具体可以是液压管或电缆)也同样固定在一个板子上，两个板子的管线一一对应，在连接使用时可将两块板子对插，即可接通所有管线，操作方便快捷。
[0050]其中，对于上述实施例中的动力管线3或是公共东西管线来说，还可以将功能相同的管线连接在一起，构成动力管束。
[0051]其中，上述动力可以是液压动力，也可以是电力动力，具体则是根据连续管的注入装置和滚筒装置选取的动力源决定的。
[0052]可选的，在一个实施例中，每组注入装置5至少包括:连续管起下的导向器、注入器、应用于油管下放过程的密封防喷盒与防喷器;当然，在其他实施例中，每组注入装置5还可包括解卡装置。
[0053]可选的，在一个实施例中，每组滚筒装置至少包括:筒体、排管系统、内部管汇、旋转接头、电滑环、底座;当然，在其他实施例中，每组滚筒装置还可包括计数系统。
[0054]其中，在一个实施例中，如果动力源为液压动力，那么液压动力采用电机+电液比例栗驱动，分别为注入装置5的注入器、解卡装置、防喷盒与防喷器以及滚筒装置6的滚筒、排管器、刹车等部位提供液压动力;而电力动力则是用电动机来替代液压马达、液压缸的功能，为系统的执行部件(注入装置5和滚筒装置6)提供动力。
[0055]可选的，在一个实施例中，根据本实用新型实施例的控制系统进一步包括:
[0056]多组第一储能装置，每组第一储能装置与每组注入装置5和滚筒装置6分别连接，每组第一储能装置用于在对应连接的该组注入装置5和滚筒装置6未接收到来自动力装置的动力的情况下，传送动力至该组注入装置5和滚动装置6。
[0057]其中，在一个实施例中，每组第一储能装置进一步与动力装置I连接，
[0058]每组第一储能装置进一步用于在检测到本地储存的动力低于动力阈值的情况下，发送动力不足信号至控制装置2;
[0059]控制装置2用于在接收到动力不足信号的情况下，控制动力装置I启动，使动力装置I发送动力至该组第一储能装置，以补充动力。
[0060]下面以动力装置I为液压动力装置为例来对上述第一储能装置(这里为蓄能器)进行阐述:该蓄能器可以在动力装置的液压栗不工作时保持与之相连的注入装置5和滚筒装置6的工作压力，以保证防喷器、防喷盒、刹车、连续管加持等需要持续保压的设备压力正常；
[0061 ]并且，该液压动力装置还有自动补压功能，当蓄能器的压力低于压力阈值后，液压动力装置的电机就会自动启动为蓄能器补压，补压至压力上限自动停止，保证了在连续管系统需要动力时及时输出，提高整套系统的快速响应能力。
[0062]从附图1也可以看出，本实用新型的动力装置I和控制装置2采用一拖多设计，即一个动力控制装置服务多个井口，为多套注入装置5和滚筒装置6提供动力与控制。由于井口操作间隔时间较长，每次操作时间短，并且各井口大多情况下不会同时操作，所以一个动力控制模块为多口井服务才能充分利用资源。
[0063]其中，在一个实施例中，动力装置I的动力按照满足至少两口井的连续管系统的同时动作来设计。
[0064]可选的，在一个实施例中，根据本实用新型实施例的控制系统还包括:
[0065]第二储能装置，与动力装置I相连，用于对控制系统(包括动力装置I)提供预定压力范围的动力。
[0066]为了方便理解，以动力源为液压动力对第二储能装置(可以是液压油箱)进行阐述，为了能够使任意一个井口在需要作业时，动力装置1(例如液压站)就能够立即提供合适压力的动力，因此，本实用新型的控制系统包括第二储能装置，其可以为液压站提供动力，使液压站I在向各井口提供动力时，能够提供足够压力的动力，即，使液压站始终保持预定压力范围的动力，以保证连续管设备的随时投用。
[0067]另外，对于该液压油箱来说，其还可以具有加热保温的功能，这样系统在寒冷地区运行时，液压油箱可以设定一个温度范围实现对液压油的自动加热和保温。
[0068]优选的，在一个实施例中，对应不同井口7的不同组注入装置5和滚筒装置5为相同型号，即所有井口的连续管的注入装置5和滚筒装置6均为同一型号，控制方法也一样，这样在通过程序的设定后，就可以随意切换至任意井口设备的操作界面进行指定操作。
[0069]同时，在操作一套井口的设备时，其他井口的设备的监测信号始终传递到控制装置，具体的，根据本实用新型实施例的控制系统进一步包括:多组监测装置，每组监测装置与每组注入装置和滚筒装置分别连接，用于实时监测该组注入装置和滚筒装置的状态得到监测信号，并将监测信号发送至控制装置，实现后台的监控，如有问题也能及时报警。
[0070]而且，控制装置2除了能实现现场控制功能外，还能将控制信号和监测信号传至中央控制室，完成连续管系统的远程控制。
[0071]可选的，在一个实施例中，根据本实用新型实施例的控制系统进一步包括:备用控制装置，用于在控制装置2故障的情况下接管控制装置2的任务，以及进一步用于在控制装置2未故障的情况下执行和控制装置2相同的工作，S卩，对另一口井进行操作。这样本实用新型通过将控制装置配备为两套设备，既保证同时操作两台连续管设备，又能够保证在特殊情况下或突发事故时能够有充分的设备备用。
[0072]此外，对于上述实施例中的动力源来说，如果采用液压作为动力装置时，那么主要采用液压栗为连续管系统提供动力，考虑到设备连续稳定运行的要求，动力装置可以被配备用栗，采用I开I备的形式来保证系统稳定，并且考虑整个井场的动力需求合理配备动力。
[0073]而本实用新型的连续管系统主要的工作就是将气化剂输送到煤层指定位置。气化剂通过地面管线输送到滚筒装置的旋转接头，经过内部管汇、连续管及注气工具输送至煤层预定位置，并可以根据工艺需求控制工艺阀调节气化剂注入压力、流量等工艺参数。
[0074]根据工艺计算和连续管前端测量元件的测量情况确定连续管拖动的时间和距离。要拖动某口井的连续管时，首先要将动力控制装置的线缆进行连接，控制线路切换到目标井执行机构，检查线路是否通畅，动力装置的参数(液压压力或者电压等)是否达到要求，检查滚筒刹车、注入器刹车是否闭合，检查防喷器、防喷盒等密封装置是否处于密封位置。
[0075]连续管动作的一般过程为(以液压动力为例，电力驱动的过程与之一样，只是执行的元件不一样):启动液压动力电机，使液压系统达到工作压力;通过控制台打开滚筒刹车、注入器刹车，打开防喷器的悬挂和半封闸板;给注入器的加紧机构一定的压力；同时给注入器驱动马达和滚筒驱动马达动力，让二者同向运动，上提或下方连续管，并始终保持二者之间的连续管有一定的张紧力;连续管到达指定位置时停止注入器和滚筒马达运动；关闭防喷器悬挂和半封闸板，滚筒和注入器刹车装置启动，完成连续管定位。
[0076]其中，连续管动作的一般过程，可以通过控制装置指定连续管运行一段距离或者实施手动控制。
[0077]图2以连续管一拖二动力控制系统为例，简述连续管系统共用动力控制装置的控制原理。其中A为动力装置，B为控制装置，二者集成在一起Cl和C2为两个井口的注入装置，Cl’和C2’分别为Cl和C2的蓄能器，Dl和D2为两个井口的滚筒装置，D1’和D2’分别为Dl和D2的蓄能器，通过A输出动力驱动。E为动力供给开关，可以控制某路动力管线的开合，控制装置B通过控制动力供给开关E来调配动力输送的目标。Cl、C2和Dl、D2上的执行部件的动作由8控制，并将各监测点上的监测信号反馈至^(:1’、02’和01’、02’为的上方有压力传感器时刻监测其压力，并将信号传送至B。
[0078]具体的控制逻辑为:假设图2左侧的系统动作，右边的系统不动作。由B控制E的开关，开启El，关闭E2;动力装置A启动，为C1、D1提供动力;在动力达到要求后，由B控制Cl和Dl按照要求执行动作，并随时根据反馈的监测信号进行调整直至完成作业目的；关闭El，切断动力源，Cl、D1上需要持续动力的部件(比如说加持、刹车等连续工作部件)由蓄能器Cl’、D1’提供动力;动力装置A停止运行。当Cl’、D1’压力不足时，由传感器将信号传递至B，B控制A为Cl’、D1’补压。当图2左侧的设备工作时，右侧E2处于关闭状态，C2、D2没有动力源不能动作，但其所有的监测信号始终传给B，由B监测其状态，以便出现特殊情况随时打开E2对右侧设备进行操作。并且无论哪套设备在动作，A与C’、D’是始终联通的，随时可以进行补压操作。
[0079]连续管一拖多控制系统的工作原理与上述一拖二的工作原理一致。
[0080]综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过合理配置设备，多套设备共用动力控制装置，采用一带多集成设计，不仅提高了设备的利用率，还降低了产业化运行成本。
[0081]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种连续管的控制系统，其特征在于，包括: 多组注入装置和滚筒装置，每组注入装置和滚筒装置均对应一个井口； 相互连接的动力装置和控制装置，所述动力装置和所述控制装置均与一组注入装置和滚筒装置相连。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述动力装置用于将动力传送至任意一个需要操作的井口所对应的一组注入装置和滚筒装置中。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置用于对任意一个需要操作的井口所对应的一组注入装置和滚筒装置进行动作控制。4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述动力装置与所述多组注入装置和滚筒装置分别通过多组动力管线相连或通过至少一组公共动力管线相连，其中所述公共动力管线用于连接需要动作的井口所对应的一组注入装置和滚筒装置。5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括: 多组第一储能装置，每组第一储能装置与每组注入装置和滚筒装置分别连接，每组第一储能装置用于在对应连接的该组注入装置和滚筒装置未接收到来自所述动力装置的动力的情况下，传送动力至该组注入装置和滚动装置。6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，每组所述第一储能装置进一步与所述动力装置连接， 每组所述第一储能装置进一步用于在检测到本地储存的动力低于动力阈值的情况下，发送动力不足信号至所述控制装置； 所述控制装置用于在接收到所述动力不足信号的情况下，控制所述动力装置发送动力至该组第一储能装置，以补充动力。7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述动力装置的动力满足至少两个井口的连续管的同时动作。8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括: 第二储能装置，与所述动力装置相连，用于对所述控制系统提供预定压力范围的动力。9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括:多组监测装置，每组监测装置与每组注入装置和滚筒装置分别连接，用于实时监测该组注入装置和滚筒装置的状态得到监测信号，并将所述监测信号发送至所述控制装置。10.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，进一步包括:备用控制装置，用于在所述控制装置故障的情况下接管所述控制装置的任务。
【文档编号】E21B19/22GK205532398SQ201620064944
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】杨彬, 刘刚
【申请人】新奥气化采煤有限公司