[發明專利]勘查水文地質鉆探泥漿循環凈化裝置的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201811437231.3
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109322632B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 羅銀飛;許偉林;柴曉然;段隆臣;蔣巍;鄭夏生;謝振興;劉麗民;李昌平
• 申請（專利權）人: 青海九0六工程勘察設計院;中國地質大學（武漢）;西安遠佳機電制造有限公司
• 主分類號: E21B21/06
• 分類號: E21B21/06
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

本發明提供一種勘查水文地質鉆探自動化泥漿循環凈化裝置控制系統，包括泥漿循環凈化裝置及PLC控制器硬件部分；泥漿循環凈化裝置包括2#倉和1#倉；PLC控制器硬件部分包括PLC控制器、PLC模擬量擴展模塊及傳感器，還包括液位控制繼電器組和加熱循環泵中間繼電器，還包括分別連接液位控制繼電器組與液位控制泵的液位控制交流接觸器，連接加熱循環泵中間繼電器與加熱循環泵的加熱循環泵交流接觸器；傳感器包括設置于1#倉的溫度計、第一液位計和設置于2#倉的第二液位計；1#倉內設有與加熱循環泵連接的加熱循環系統，PLC控制器控制加熱循環系統響應；1#倉和2#倉連接液位調控系統，PLC控制器控制液位調控系統響應。

技術領域

本發明涉及地質勘探領域，尤其涉及一種勘查水文地質鉆探泥漿循環凈化裝置的控制系統及方法。

背景技術

當前水文地質井鉆探施工過程中，從井底返回地面的泥漿中含有大量的巖屑和砂粒，經過人工撈砂、泥漿池和沉淀池的自然沉降，其中的固相顆粒只能稍稍減少，繼續使用這種泥漿，必然會有相當一部分巖屑和砂粒隨泥漿進入鉆井泵，并被再次送入井底，造成鉆井泵易損件和鉆頭壽命大大縮短，鉆頭進尺減少，鉆速顯著降低，甚至會造成鉆進過程中鉆桿遇卡事故；并且由于泥漿流經地面以下的泥漿池、沉淀池，再次循環使用，在這種循環過程中，很難避免泥漿中有害物質對周圍土壤的侵染，作為環保施工達不到要求。如果在地面以上使用箱體儲存、循環泥漿并采用合適的泥漿凈化(或固相控制)系統，設法控制和盡可能降低泥漿中的固相含量，使泥漿凈化，對于改善泥漿泵、鉆頭等的工作條件、減少磨損，具有十分重要的意義，并能保障環保施工。根據前人實踐表明：當泥漿中固相顆粒減少1％時，鉆頭的工作壽命可延長7～10％，鉆速可提高29％。

目前國內外的石油系統中泥漿凈化裝置較為成熟，但國內針對水文地質井無成熟成套設備提供，直接將石油系統中泥漿凈化裝置控制系統應用于水文地質井中，無法適應頻繁裝拆工況及高寒、高溫的極端環境。開發針對水文地質井泥漿凈化裝置配套的控制系統，在集成創新和控制系統創新等方面意義明顯，開發的水文地質鉆探自動化泥漿循環凈化裝置控制系統需滿足水文地質井頻繁裝拆要求、低溫泥漿加熱等極限工況下的凈化需求、半自動化/自動化人機操作簡便需求、供電的穩定性，安全性及極限工況下控制系統可靠性要求。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種勘查水文地質鉆探泥漿循環凈化裝置的控制系統及方法。

本發明的實施例提供一種勘查水文地質鉆探自動化泥漿循環凈化裝置控制系統，包括泥漿循環凈化裝置及與所述泥漿循環凈化裝置相連的遠端控制子系統，還包括液位控制泵和加熱循環泵；

所述泥漿循環凈化裝置包括用于回收在鉆探過程中循環出來的漿液的2#倉和用于向鉆井輸送漿液的1#倉，所述2#倉連接所述1#倉用于向所述1#倉輸送漿液；

所述遠端控制子系統包括PLC控制器硬件部分，所述PLC控制器硬件部分包括PLC控制器、與所述PLC控制器通信的PLC模擬量擴展模塊及與所述PLC模擬量擴展模塊相連接的傳感器；所述傳感器包括設置于所述1#倉的溫度計、第一液位計和設置于所述2#倉的第二液位計；

所述PLC控制器硬件部分還包括與所述PLC控制器的輸出觸點連接以用作對應的所述輸出觸點的輸出開關的液位控制繼電器組和加熱循環泵中間繼電器，還包括分別連接所述液位控制繼電器組與所述液位控制泵的液位控制交流接觸器，連接所述加熱循環泵中間繼電器與所述加熱循環泵的加熱循環泵交流接觸器；

所述1#倉內設有與所述加熱循環泵連接的加熱循環系統，所述PLC控制器通過其接收的由所述溫度計檢測的溫度來控制所述加熱循環泵中間繼電器、所述加熱循環泵交流接觸器導通來控制所述加熱循環泵使加熱循環系統響應；

所述1#倉和所述2#倉通過所述液位控制泵連接液位調控系統，所述PLC控制器通過其接收的所述第一液位計和所述第二液位計檢測的液位來控制所述液位控制繼電器組、所述液位控制交流接觸器導通而控制所述液位控制泵使所述液位調控系統響應。