专利名称：高压大排量水力射孔机组远程控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油领域水力射孔作业时，可对水力射孔机组的参数进行监测及远程控制的高压大排量水力射孔机组程控制系统。
背景技术：
高压水力射孔是一种新型的油田增产工艺，利用专用喷射工具产生高速流体穿透套管、岩石，形成孔眼，可以稳定或增加油田产能，市场前景十分广阔。然而，尽管高压水力射孔的增产作用十分明显，但是，由于一直未能解决三缸柱塞泵实际注入压力、注入流量以及动力机组的参数同步监测及远程控制问题，使得高压水力射孔技术的推广受到限制。
发明内容为进一步开发高压水力射孔技术的应用市场，对适合于水力射孔的高压泵机组进行监测及远程控制，本实用新型提供一种高压大排量水力射孔机组远程控制系统。利用该系统可以实时、准确的监控水的注入压力和流量值，有效地控制柴油机启停及调速及供水泵启停及调速，液力变矩器换档，使机组始终保持需要的压力及流量，高质量完成水利射孔的任务。本实用新型的技术方案是一种高压大排量水力射孔机组远程控制系统，主要包括与柴油发动机连接的液力变矩器，液力变矩器通过传动轴连接柱塞泵，柱塞泵与储水罐连通，储水罐的进水管线上设有供水泵，其中，所述的柴油发动机上设置有机油压力传感器、水温传感器及转速传感器，所述的液力变矩器上设置有变矩器油温传感器及变矩器油压传感器，所述的柱塞泵上设置压力传感器，所述的储水罐上设置液位传感器；上述的各传感器经过相应的信号模块、Modbus协议及自由口协议与监控系统连接。为了监控储水罐向柱塞泵的注水量，所述的柱塞泵与储水罐连通的管路上设有流量计传感器一；为了监控储水罐的蓄水量，储水罐与供水泵连通的管路上设有流量计传感器二，流量传感器一及流量传感器二经过相应的信号模块与监控系统连接。此外，该系统还包括使机组正常运行的蓄电池，蓄电池上设置有与监控系统连接的电压传感器；该系统还包括为柴油发动机供油的柴油油箱，所述的柴油油箱上设置有与监控系统连接的油位传感器。本实用新型具有如下有益效果通过在高压大排量水力射孔机组的各设备上设置受远程监控系统监控的各传感器，实时将机组中各设备的工作运行参数通过各传感器采集得到，经相应的模块及Modbus协议与自由口协议，将各传感器采集到数据显示在控制系统的液晶触摸屏上，在触摸屏中设置超压保护的压力值，当超过工作压力时，监控系统会自动使液力变矩器置于空档、柴油发动机怠速，避免在井下工具遇卡及突发情况下，压力升高损坏设备及保护人身安全，从而有效地控制柴油机启停及调速、供水泵启停及调速、液力变矩器换档，使机组始终保持需要的压力及流量，高质量完成水利射孔的任务。
图1为本实用新型的结构示意图。图中1-柴油发动机，2-柴油油箱，3-液力变矩器，4-储水罐5-柱塞泵，6-进水管线，7-供水泵，8-蓄电池，9-监控系统，10-变矩器油温传感器，11-机油压力传感器， 12-水温传感器，13-油位传感器，14-转速传感器，15-变矩器油压传感器，16-液位传感器， 17-流量计传感器一，18-压力传感器，19-流量计传感器二，20-电压传感器。。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步的说明由图1所示，该高压大排量水力射孔机组远程控制系统，主要包括与柴油发动机1 连接的液力变矩器3，液力变矩器3通过传动轴连接柱塞泵5，柱塞泵5与储水罐4连通，储水罐4的进水管线6上设有供水泵7，其中，所述的柴油发动机1上设置有机油压力传感器 11、水温传感器12及转速传感器14，所述的液力变矩器3上设置有变矩器油温传感器10及变矩器油压传感器15，所述的柱塞泵5上设置压力传感器18，所述的储水罐4上设置液位传感器16 ；上述的机油压力传感器11、水温传感器12、转速传感器14、变矩器油温传感器 10、变矩器油压传感器15、液位传感器16、压力传感器18及液位传感器16经过相应的信号模块与监控系统9连接。为了监控储水罐向柱塞泵的注水量，所述的柱塞泵与储水罐连通的管路上设有流量计传感器一 17，储水罐4与供水泵7连通的管路上设有流量计传感器二 19，流量计传感器一 17及流量计传感器二 19经过相应的信号模块与监控系统9连接。此外，该系统还包括使机组正常运行的蓄电池8，蓄电池8上设置有与监控系统9 连接的电压传感器20 ；该系统还包括为柴油发动机供油的柴油油箱2，所述的柴油油箱2上设置有与监控系统9连接的油位传感器13。上述的高压大排量水力射孔机组远程控制系统包括信号采集与传输及信号处理与控制①信号采集与传输是将柱塞泵压力信号、流量信号、水罐液位信号、水泵流量分别取自相应的传感器，经信号类型为4-20mA，传送给西门子EM235模块；柴油发动机及液力变矩器运行信号取自柴油发动机PBC控制单元的RS485 口，经Modbus协议传送给CPU2^ 的Port2 口，PLC将采集到的信号经过换算处理通过Portl 口将数据通过自由口协议传送至触摸屏 com2 口 (RS485 口)。②信号处理及控制在得到信号后，利用模拟量采集程序及Modbus通讯将数据转换为工程量，利用水罐液位控制程序及时启停供水泵，保证水罐不被抽空或有水溢出，同时利用超压保护程序保证如果有工作压力超过预设值，会自动使液力变矩器置空档，柴油发动机停机。
权利要求1.一种高压大排量水力射孔机组远程控制系统，主要包括与柴油发动机(1)连接的液力变矩器(3)，液力变矩器(3)通过传动轴连接柱塞泵(5)，柱塞泵(5)与储水罐(4)连通， 储水罐(4)的进水管线(6)上设有供水泵(7)，其特征在于所述的柴油发动机(1)上设置有机油压力传感器(11)、水温传感器(12)及转速传感器(14)，所述的液力变矩器(3)上设置有变矩器油温传感器(10)及变矩器油压传感器(15)，所述的柱塞泵(5)上设置压力传感器(18)，所述的储水罐(4)上设置液位传感器(16)；上述的各传感器经过相应的信号模块、 Modbus协议及自由口协议与监控系统(9)连接。
2.根据权利要求1所述的高压大排量水力射孔机组远程控制系统，其特征在于所述的柱塞泵(5)与储水罐(4)连通的管路上设有流量计传感器一(17)，储水罐(4)与供水泵 (7)连通的管路上设有流量计传感器二( 19)，流量传感器一(17)及流量传感器二( 19)经过相应的信号模块与监控系统(9)连接。
3.根据权利要求1所述的高压大排量水力射孔机组远程控制系统，其特征在于该系统还包括使机组正常运行的蓄电池(8)，蓄电池(8)上设置有与监控系统(9)连接的电压传感器(20)。
4.根据权利要求1所述的高压大排量水力射孔机组远程控制系统，其特征在于该系统还包括为柴油发动机供油的柴油油箱(2)，所述的柴油油箱(2)上设置有与监控系统(9) 连接的油位传感器(13)。
专利摘要本实用新型涉及油田采油领域水力射孔作业时，可对水力射孔机组的参数进行监测及远程控制的高压大排量水力射孔机组远程控制系统。该系统是在柴油发动机上设置有机油压力传感器、水温传感器及转速传感器，在液力变矩器上设置有变矩器油温传感器及变矩器油压传感器，在柱塞泵上设置压力传感器，在储水罐上设置液位传感器；上述的各传感器经过相应的信号模块与监控系统(9)连接。从而实时、准确的监控水的注入压力和流量值，有效地控制柴油机启停及调速及供水泵启停及调速，液力变矩器换档，使机组始终保持需要的压力及流量，高质量完成水利射孔的任务。
文档编号E21B43/114GK202325441SQ20112044837
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者宋艳春, 张松, 朱艳, 邵宏宇 申请人:中国石油天然气集团公司, 大庆油田装备制造公司, 大庆石油管理局