一种高集成低功耗宽温井口安全系统的制作方法

发布日期:2020-06-04 01:52:38
专利名称:一种高集成低功耗宽温井口安全系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于一种高集成低功耗宽温井口安全系统,包括井口安全控制盘、RTU一体化控制柜、氮气瓶、以及太阳能供电系统,其特征在于:控制柜内部设置有地面安全阀以及井口安全阀控制手柄;在一级节流后设置高压检测点导阀 1 个,该高压导阀通过高压导阀回路与控制柜内部电路电连接;在二级节流后同一取样检测点上组合串联安装高、低压导阀,保证系统在超压或欠压工况自动关闭地面安全阀;控制柜内部设置远控电磁阀,实现远程关断地面安全阀;控制柜内部还设置有快速泄放阀。本实用新型的优点在于:控制柜内部的气自动化系统、电源系统、液压流体控制系统、HMI人机界面高度集成一体化,降低能耗。
【专利说明】一种高集成低功耗宽温井口安全系统

【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种高集成低功耗宽温井口安全系统。

【背景技术】
[0002]井口安全控制系统用于石油或天然气开发过程中井口安全检测,当井口发生异常情况时,此装置可以提供可靠的井口安全操作。井口安全系统的驱动方式有多种,如气动、液动、电动、气液联动、电液联动、气液混合等,其工作方式和控制模式是根据用户的需求及现场条件来决定的。
[0003]现有的技术中,井口安全控制系统趋向于低集成,且控制模块功耗大等缺点。对于地处偏远地区来说,主要是太阳能供电,故系统的功耗大小也成为了工业控制中的待与改进焦点。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种操作方便,安装便捷,高集成度结构设计,气驱液控制,耐高温,防沙以及低功耗节能的井口安全系统。本实用新型为了达到上述目的,采取的技术方案是:包括井口安全控制盘、RTU—体化控制柜、氮气瓶、以及太阳能供电系统,其特征在于:控制柜内部设置有地面安全阀以及井口安全阀控制手柄;在一级节流后设置高压检测点导阀I个,该高压导阀通过高压导阀回路与控制柜内部电路电连接;在二级节流后同一取样检测点上组合串联安装高、低压导阀,保证系统在超压或欠压工况自动关闭地面安全阀;控制柜内部设置远控电磁阀,实现远程关断地面安全阀;控制柜内部还设置有快速泄放阀;控制柜内部还设置有阀位指示和手轮开启机构,并成套安装在膜片式气动执行器上。
[0005]所述的氮气瓶与控制管管路连接,为地上安全阀的开启闭合提供动力源。
[0006]所述的RTU—体化控制柜与隔热房是分离的;柜体的三面设置有百叶窗,且窗口向下设置,该控制柜顶部设置有微孔。
[0007]所述的RTU —体化控制柜采用304SS材料,控制柜的防护等级为IP65。
[0008]所述的隔热房采用304SS材料。
[0009]RTU 一体化控制柜的控制模块采用的是可在线检测及支持热插拔更换的RTU控制模块、SPD模块。
[0010]RTU 一体化控制柜采用双组冗余蓄电池组结构,该蓄电池组与太阳能面板连接,太阳能面板为蓄电池组提供持续电力。
[0011]本实用新型的优点在于:太阳能面板为控制系统的正常运行提供持续的动力。控制柜内部的气自动化系统、电源系统、液压流体控制系统、HMI人机界面高度集成一体化,降低能耗。电气控制系统功耗降低。耐高温的柜体设计,以及通风防沙设计,扩大了安全系统的使用范围。在控制模块上采用了电气自动化系统的在线检测及在线更换设计,便于后期的维修与检测,降低了人力成本。

【附图说明】

[0012]图1是本实用新型的系统布图。

【具体实施方式】
[0013]本实用新型包括包括井口安全控制盘、RTU—体化控制柜1、氮气瓶2、以及太阳能供电系统,可适用于无人值守的井站。
[0014]系统设有地面安全阀和井下安全阀的控制手柄,该控制手柄设置在RTU —体化控制柜。通过井口安全控制盘,可以方便的找到该手柄。该手柄用于顺序实现阀门的启闭。开阀顺序:先开井下安全阀-再开地面安全阀4 ;关阀顺序:先关地面安全阀-再关井下安全阀。井上安全阀的打开主要由氮气瓶提供动力源。氮气瓶通过管路与控制柜连接。
[0015]井下安全阀驱动液压控制回路由一个带手动功能的气动泵产生,最大压力可达1000psi的压力,井下安全阀的关闭时间可通流量控制阀设定,时间30?120秒可调,确保井下安全阀在无介质流动的状况下关闭以延长寿命。
[0016]在一级节流后设置高压检测点导阀I个,在二级节流后同一取样检测点上组合串联安装高、低压导阀6,7,保证系统在超压或欠压工况自动关闭地面安全阀;系统设置远控电磁阀,实现远程关断地面安全阀。
[0017]设置易熔塞5实现火灾时自动保护。
[0018]为保证井安系统更短的关闭动作时间,采用了较大Cv值的快速泄放阀,可以使阀门在紧急情况下将气体快速排放,其快速关断时间为8~15S内可调,从而达到快速关阀的目的。
[0019]系统设置了阀位指示和手轮开启机构,并成套安装在膜片式气动执行器上。有效远传地面安全阀的开关状态,并保证任何时间对阀门手动操作的安全和快捷。系统中的快速泄压阀,可以使阀门在紧急情况下将气体快速排放,其快速关断时间为8~15S内可调,从而达到快速关阀的目的。
[0020]系统采用气驱液控制系统方式(地面安全阀为气动,井下安全阀为液动),用氮气作为驱动源,使控制回路更加简单化,故障率更低,维修更方便等,且其适用于各种条件下的环境。
[0021]系统的手动操作机构、导阀、控制柜、RTU柜等都有防沙设计,可适用于沙漠地区,也可作为呼吸孔使用,从而使设备有更高的可靠性。
[0022]系统具有耐高温设计,其控制柜内部与外部隔热房是分开的,形成一个隔热系统。隔热房采用304SS材料,具有遮阳散热作用,其顶部的太阳能板也可以起到遮阳的目的。
[0023]柜体三面开有百叶窗,窗口向下,通风透气,隔热效果良好,且雨水不易进入。控制柜采用304SS材料,控制柜的防护等级为IP65,在顶部开有微孔,利用比重和热胀冷缩的原理,保证蓄电池逸出的氢气不会在柜内聚集。
[0024]系统采用低功耗设计特点,其低功耗的设计包括了控制方式、RTU、1模块及电磁阀的选型,因主要是太阳能供电,故功耗的大小对系统有着至关重要的作用。本系统采用24V太阳能供电装置,RTU及其10、Al、RTD模块的功耗总共低至9W ;其模拟量输入、数字量输入输出和电磁阀的功耗总低至15.144W ;在阴雨天气,其所配置的蓄电池可连续工作7天。
[0025]系统采用可在线检测及支持热插拔更换的RTU控制模块、SPD模块及双组冗余蓄电池组设计。实现了系统主要部件的在线检测及更换功能,可以不影响设备其他正常功能而排除故障。最小化设备检修耗时及对井口停产的效益影响。
【权利要求】
1.一种高集成低功耗宽温井口安全系统,包括井口安全控制盘、RTU 一体化控制柜、氮气瓶、以及太阳能供电系统,其特征在于:控制柜内部设置有地面安全阀以及井口安全阀控制手柄;在一级节流后设置高压检测点导阀I个,该高压导阀通过高压导阀回路与控制柜内部电路电连接;在二级节流后同一取样检测点上组合串联安装高、低压导阀,保证系统在超压或欠压工况自动关闭地面安全阀;控制柜内部设置远控电磁阀,实现远程关断地面安全阀;控制柜内部还设置有快速泄放阀;控制柜内部还设置有阀位指示和手轮开启机构,并成套安装在膜片式气动执行器上。2.根据权利要求1所述的一种高集成低功耗宽温井口安全系统,其特征在于:所述的氮气瓶与控制管管路连接,为地上安全阀的开启闭合提供动力源。3.根据权利要求1所述的一种高集成低功耗宽温井口安全系统,其特征在于:所述的RTU —体化控制柜与隔热房是分离的;柜体的三面设置有百叶窗,且窗口向下设置,该控制柜顶部设置有微孔。4.根据权利要求1或3所述的一种高集成低功耗宽温井口安全系统,其特征在于:所述的RTU —体化控制柜采用304SS材料,控制柜的防护等级为IP65。5.根据权利要求3所述的一种高集成低功耗宽温井口安全系统,其特征在于:所述的隔热房采用304SS材料。6.根据权利要求1或3所述的一种高集成低功耗宽温井口安全系统,其特征在于:RTU一体化控制柜的控制模块采用的是可在线检测及支持热插拔更换的RTU控制模块、SPD模块。7.根据权利要求6所述的一种高集成低功耗宽温井口安全系统,其特征在于:RTU—体化控制柜采用双组冗余蓄电池组结构,该蓄电池组与太阳能面板连接,太阳能面板为蓄电池组提供持续电力。
【文档编号】E21B44-00GK204267015SQ201420685629
【发明者】贺洪波, 杨成杰 [申请人]成都中寰流体控制设备有限公司