[發明專利]海上油氣井安全閥遠程控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201010134887.5
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101819434A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 高憲文;王明順;劉占廣;張平;李峰;田中大;李琨;崔彪;蘇敬新;羅大林
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于安全閥遠程控制領域，特別涉及一種海上油氣井安全閥遠程控制裝置及方法。

背景技術

海上油氣井安全閥的控制包括對井下安全閥、井口安全閥和井套安全閥的控制，通過關 閉各個安全閥實現對油氣井的緊急關?！，F有的安全閥控制裝置一般只具有現場控制功能， 通過手動操作或者根據設定的條件自動執行。手動操作即由技術人員依據現場情況對安全閥 控制裝置進行手動操作，這種方式的優點是操作簡單，響應快速，但同時也存在缺點：海上 油氣井平臺的生產環境十分惡劣，生產工人的人身安全時時受到威脅，當緊急情況出現需要 人員立即撤離時，可能會由于無法即時關閉油氣井而發生人員傷亡、環境污染及經濟損失等 情況。

發明內容

為解決以上現有控制裝置之不足，本發明的目的提出一種海上油氣井安全閥遠程控制裝 置及方法，利用該裝置，達到使用簡單、安全可靠的目的。

本發明的技術方案是這樣實現的：海上油氣井安全閥遠程控制裝置包括：主控中心上位 機、GPRS模塊、天線、安全閥單片機控制裝置、電磁繼電器，陸地主控中心上位機連接第 一GPRS模塊，第一GRPS模塊連接第一天線，第一天線通過GPRS無線網絡與第二GPRS 模塊連接，第二天線連接第二GPRS模塊，第二GPRS模塊連接安全閥單片機控制裝置，安 全閥單片機控制裝置分別連接第一電磁繼電器、第二電磁繼電器和第三電磁繼電器，三個電 磁繼電器彼此并聯，第一電磁繼電器連接井下安全閥現場控制裝置，第二電磁繼電器連接井 口安全閥現場控制裝置，第三電磁繼電器連接井套安全閥現場控制裝置。

本發明裝置的信號傳遞過程如下：

陸地主控中心上位機以十六進制碼的方式發出控制命令，控制命令通過串口傳輸到第一 GPRS模塊，由第一GPRS模塊通過GPRS網絡發送到位于海上油氣井平臺的第二GPRS模塊， 第二GPRS模塊將接收到的十六進制控制命令傳輸到與之相連接的安全閥單片機控制裝置，安 全閥單片機控制裝置由RS-232端口接收該控制命令，解析并執行命令，對繼電器發出動作信 號，進而實現每個安全閥的遠程控制操作。

利用本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置安全閥關閉的控制過程如下：

步驟1：陸地主控中心上位機發送關閉安全閥控制命令給安全閥單片機控制裝置；

步驟2：安全閥單片機控制裝置利用安全閥關閉命令數據協議進行檢驗，滿足協議，則 對安全閥控制命令解碼，執行步驟3，否則執行步驟1；

步驟3：對解碼后的命令進行判斷，如果不是需要的關井命令則返回步驟1重新讀取數 據；如果是需要的關井命令，則使關井數據計數器加1，計算器滿足1秒內達到3則執行步 驟4，否則返回步驟1再次讀取數據，如果計數器在1秒內未達到3次則計數器清零；

步驟4：安全閥單片機控制裝置給數據端一個低電平，執行關閉安全閥的操作；

步驟5：設置定時器使單片機給數據端的低電平維持3秒，在這3秒內安全閥單片機控 制裝置檢測數據端的電平，如果始終為低電平則向陸地主控中心上位機發送確認消息提示安 全閥已經成功關閉，否則重新檢測。

本發明的優點：本發明裝置提高了海上油、氣井平臺生產的安全性和自動化水平。它功 能強大，安全可靠，實現遠程控制的同時兼容現場控制的功能；安裝簡單，只需要將繼電器 與現場安全閥控制裝置并聯連接即可；使用簡便，陸地主控中心上位機發出命令即可實現遠 程控制操作；進行遠程控制操作時無須海上油、氣井平臺現場工作人員的參與。

附圖說明

圖1為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置總體結構圖；

圖2為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置陸地主控中心上位機與GPRS模塊連接圖；

圖3為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置安全閥單片機控制裝置端口結構圖；

圖4為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置安全閥單片機控制裝置與GPRS模塊連接 示意圖；

圖5為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置安全閥單片機控制裝置與現場安全閥控制 開關連接示意圖；

圖6為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置安全閥單片機控制裝置程序流程圖；

圖7為本發明海上油氣井安全閥遠程控制裝置安全閥關閉指令流程示意圖；