一种除砂器排砂预警控制系统的制作方法

本实用新型涉及石油钻井设备技术领域，具体涉及一种除砂器排砂预警控制系统。

背景技术：

除砂器，从气、水或废水水流中分离出杂粒的装置。滤网式除砂器是除砂器的一种，在石油钻井设备领域中，滤网式除砂器已经在井下作业中有应用，比如，长庆井下技术作业公司自引入滤网式除砂器以来，多次应用过程中出现压差过高，导致滤网损坏，除砂器无法正常使用的问题，由于滤网式除砂器普遍用于出砂及出液较少的中后期，很少遇到极端的作业条件，因此国内外并没有相似的针对滤网式除砂器极端作业条件下的控制系统。

因此，急需要开发一套除砂器排砂预警控制系统，可以实时监测滤网压差并及时准确的操控除砂器排砂预警装置进行作业，以达到解决滤网式除砂器在出砂量太大、粘度过高的极端作业条件下，压差会迅速超过允许工作压差，导致滤网损坏的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种除砂器排砂预警控制系统，用以解决现有的滤网式除砂器不适应极端作业条件问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种除砂器排砂预警控制系统，所述除砂器排砂预警控制系统包括：压力变送器模块、PLC控制器、报警器和电动阀门；

所述压力变送器模块的输出端连接至PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的第一输出端连接至报警器的输入端，所述PLC控制器的第二输出端连接至所述电动阀门的输入端；

所述压力变送器模块，用于测量除砂器的上游压力和下游压力，并将所述上游压力和下游压力发送给所述PLC控制器；

所述PLC控制器，用于将所述上游压力和所述下游压力的压差和预设的第一工作压差进行比较，当所述压差不小于所述第一工作压差时，生成报警启动信号和电动阀门启动信号，并分别将所述报警启动信号和电动阀门启动信号发送给所述报警器和电动阀门；

所述报警器，用于根据所述报警启动信号，启动报警；

所述电动阀门根据所述电动阀门启动信号，进行启动，以将除砂器内的超高压排泄掉。

在一种可能的实现方式中，所述PLC控制器还用于，在所述压差不大于第二工作压差时，生成报警关闭信号和电动阀门关闭信号；

所述报警器根据所述报警关闭信号，进行关闭；

所述电动阀门根据所述电动阀门关闭信号，进行关闭。

在一种可能的实现方式中，所述压力变送器模块包括第一压力变送器和第二压力变送器；

所述第一压力变送器，设置在所述除砂器的上游，用于测量所述除砂器的上游压力；

所述第二压力变送器，设置在所述除砂器的下游，用于测量所述除砂器的下游压力。

在一种可能的实现方式中，所述除砂器排砂预警控制系统还包括：电机控制系统，

所述电机控制系统和所述除砂器相连接；用于带动所述除砂器工作。

在一种可能的实现方式中，所述除砂器排砂预警控制系统还包括：显示屏；

所述显示屏上具有手动控制按钮和自动控制按钮，通过按压所述手动控制按钮或者自动控制按钮，确定电动阀门的开启方式。

在一种可能的实现方式中，当按压自动控制按钮时，所述显示屏显示所述第一工作压差和所述第二工作压差。

在一种可能的实现方式中，所述除砂器为滤网式除砂器。

本实用新型具有如下优点：

1、通过计算压力变送器上传的上下游数据来实时监测滤网压差，确保滤网压差始终处于监控状态；

2、可以提醒操作人员注意压差，预防滤网压差超压；

3、数据远传、目视化显示保证了操作人员无法兼顾压差的情况下，值班人员可以远程监控，进一步增加了除砂作业的安全性；

4、除砂器排砂预警控制系统根据监测到的压差控制电动闸阀在10S内完成开关动作，确保了极端条件下滤网的完好性，保证除砂器的正常使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的除砂器排砂预警控制系统结构示意图；

图2为本实用新型提供的除砂器排砂预警控制系统实物图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

图1为本实用新型提供的除砂器排砂预警控制系统结构示意图。如图1所示，所述除砂器排砂预警控制系统包括：压力变送器模块110、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)控制器120、报警器130和电动阀门140。

所述压力变送器模块110的输出端连接至PLC控制器120的输入端，所述PLC控制器120的第一输出端连接至报警器130的输入端，所述PLC控制器120的第二输出端连接至所述电动阀门140的输入端。

所述压力变送器模块110，用于测量除砂器的上游压力和下游压力，并将所述上游压力和下游压力发送给所述PLC控制器120。

所述PLC控制器120，用于将所述上游压力和所述下游压力的压差和预设的第一工作压差进行比较，当所述压差不小于所述第一工作压差时，生成报警启动信号，并将所述报警启动信号发送给所述报警器130并分别将所述报警启动信号和电动阀门启动信号发送给所述报警器130和电动阀门140。

所述报警器130，用于根据所述报警启动信号，启动报警。

所述电动阀门140根据所述电动阀门启动信号，进行启动，以将除砂器内的超高压排泄掉。该电动阀门在10s内启动，确保了极端条件下滤网的完好性，保证除砂器的正常使用。

进一步的，所述PLC控制器120还用于，在所述压差不大于第二工作压差时，生成报警关闭信号和电动阀门关闭信号；所述报警器根据所述报警关闭信号，进行关闭；所述电动阀门根据所述电动阀门关闭信号，进行关闭。

其中，第一工作压差为最大允许工作压差，最大允许工作压差，即电动阀门开启压差，第二工作压差为电动阀门关闭压差。比如，第一工作压差可以为200psi，第二工作压差可以为100psi。

进一步的，所述压力变送器模块包括第一压力变送器和第二压力变送器；

所述第一压力变送器，设置在所述除砂器的上游，用于测量所述除砂器的上游压力；

所述第二压力变送器，设置在所述除砂器的下游，用于测量所述除砂器的下游压力。由此，通过计算压力变送器上传的上下游数据来实时监测滤网压差，确保滤网压差始终处于监控状态；可以提醒操作人员注意压差，预防滤网压差超压。

进一步的，所述除砂器排砂预警控制系统还包括：电机控制系统，

所述电机控制系统和所述除砂器相连接；用于带动所述除砂器工作。

进一步的，所述除砂器排砂预警控制系统还包括：显示屏；

所述显示屏上具有手动控制按钮和自动控制按钮，通过按压所述手动控制按钮或者自动控制按钮，确定电动阀门的开启方式。

进一步的，当按压自动控制按钮时，所述显示屏显示所述第一工作压差和所述第二工作压差。由此，数据远传、目视化显示保证了操作人员无法兼顾压差的情况下，值班人员可以远程监控，进一步增加了除砂作业的安全性。

进一步的，其特征在于，所述除砂器为滤网式除砂器。

实施例2

图2为本实用新型提供的除砂器排砂预警控制系统实物图。包括：1.第一压力变送器1、进口阀门2、除砂器的滤筒3、除砂器的滤网4、第二压力变送器5、防爆照明(动力)配电箱6、排砂阀门7和电动阀门8。

先在显示屏上，手动设置除砂器开启压差为200psi，关闭压差为100psi。选用标定好的精度≦1％psi地面压力计(已经标校)。帮助标校开启压差和关闭压差的准确性。

通过水试压，从入口打压，当压力达到200psi时除砂器排砂预警装置报警，且10s内电动阀门开启。然后降压，当压差达到100psi时，电动阀门在10内完成关闭。同时报警器停止报警。反复以上试验3次，结果相同。

由此，可以确定除砂器排砂预警装置报警装置开启压差200psi，关闭压差100psi，开关时间≤10s，报警压差200psi。

实施例3

在该实施例中，还可以设置第三工作压差，PLC控制器120，将所述上游压力和所述下游压力的压差和预设的第一工作压差进行比较，当所述压差不小于所述第一工作压差时，生成报警启动信号，并将所述报警启动信号发送给所述报警器130，在所述压差不小于所述第三工作压差时，生成电动阀门启动信号，并将所述报警启动信号和电动阀门启动信号发送给所述电动阀门140。

所述报警器130，用于根据所述报警启动信号，启动报警。

所述电动阀门140根据所述电动阀门启动信号，启动除砂器，以使所述除砂器开始工作。该电动阀门在10s内启动，确保了极端条件下滤网的完好性，保证除砂器的正常使用。

进一步的，所述PLC控制器120还用于，在所述压差不大于第二工作压差时，生成报警关闭信号和电动阀门关闭信号；所述报警器根据所述报警关闭信号，进行关闭；所述电动阀门根据所述电动阀门关闭信号，进行关闭。

其中，第一工作压差为最大允许工作压差，最大允许工作压差，即电动阀门开启压差，第二工作压差为电动阀门关闭压差，第三工作压差为危险压差，其中，第三工作压差大于第一工作压差，第一工作压差大于第三工作压差。

比如，当压差接近最大允许工作压差时，PLC控制器生成报警信号，指示报警器开始报警，以此提示作业人员进行排砂或倒砂筒，如果压差继续上升至危险值(360PSI约2.5MPa)，PLC控制器生成电动阀门启动信号，电动阀门快速开启(约10S)进行排砂作业以降低压差，达到保护滤网的目的。工作筒压差降低到不大于第二工作压差时，PLC控制器下达指令，关闭电动阀门及报警器。

由此，通过计算压力变送器上传的上下游数据来实时监测滤网压差，确保滤网压差始终处于监控状态；可以提醒操作人员注意压差，预防滤网压差超压；数据远传、目视化显示保证了操作人员无法兼顾压差的情况下，值班人员可以远程监控，进一步增加了除砂作业的安全性；

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本要求保护的范围。