[發(fā)明專利]司鉆臺集成控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010401077.5
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111636836B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭雪坤;閆誠;盛益;趙宇;曹陽;吳德慶;郭云;張文軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化華東石油工程有限公司
• 主分類號: E21B21/10
• 分類號: E21B21/10;E21B21/08;E21B33/06;F17D1/08;F17D3/01
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 任利國

本發(fā)明涉及一種司鉆臺集成控制系統(tǒng)，包括控制柜和鉆臺閥門組，鉆臺閥門組包括閥一至閥五，閥一與閥三串聯(lián)在低立管中，閥二與閥四串聯(lián)在高立管中，閥五連通閥一與閥二的入口；閥一至閥五均為液壓驅(qū)動閥且對應(yīng)受控于電磁換向閥一至五；高低管選擇支路包括選擇開關(guān)二，其兩個檔位分別串聯(lián)有繼電器三與四的線圈，繼電器三的常開觸頭與電磁換向閥一的開閥線圈串聯(lián)，電磁換向閥二的關(guān)閥線圈與電磁換向閥一的開閥線圈相并聯(lián)；繼電器四的常開觸頭與電磁換向閥一的關(guān)閥線圈串聯(lián)在閥門組控制回路中，電磁換向閥二的開閥線圈與電磁換向閥一的關(guān)閥線圈相并聯(lián)。該控制系統(tǒng)使司鉆可以在司鉆房直接對閥門進(jìn)行操控，大大提高了工作效率和作業(yè)的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆井控制系統(tǒng)，尤其涉及一種司鉆臺集成控制系統(tǒng)，屬于鉆井控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鉆進(jìn)過程中，一臺或者多臺泥漿泵將高壓流體通過管匯、閘門組、水龍帶、鉆具和鉆頭水眼噴射到井底，對井底形成高壓流體沖刷，并將井眼中的固相顆粒物攜帶出。參與循環(huán)的流體鉆井液具有如下作用：一是清洗井底，懸浮攜帶巖屑，保持井眼清潔；二是平衡地層壓力，穩(wěn)定井壁、防止井塌、井噴、井漏；三是傳遞水功率、以幫助鉆頭破碎巖石；四是為井下動力鉆具傳遞動力；五是冷卻鉆頭和鉆具；六是利用鉆井液進(jìn)行地質(zhì)、氣測錄井。

根據(jù)鉆機(jī)施工能力的不同，配套泥漿泵數(shù)量從一臺到四臺不等，目前常用的2000米及以下鉆機(jī)配套一臺泵，3000-5000m鉆機(jī)配套兩臺泵，7000-9000m鉆機(jī)配套三臺泵，12000m及以上鉆機(jī)要配套四臺泵。鉆機(jī)施工井眼越深，為了保證正常的排量和泵壓，參與工作的泥漿泵臺套數(shù)越多，司鉆臺集成控制系統(tǒng)的控制閘門越多，閘門組越復(fù)雜。

目前的鉆井液閥門組均為手動操作，通過提升螺桿來達(dá)到開啟和關(guān)閉的目的，開啟單個閥門需要旋轉(zhuǎn)手輪12-14圈，操作過程時長為30-60秒，倒換任意一臺泥漿泵使用，至少操作閥門組上的兩個閥門，耗時需3分鐘左右。

地面閥門組位于鉆臺右后方的地面，距離司鉆房較遠(yuǎn)，需要倒換閥門時，司鉆需要通過電話、信號和手勢動作與閥門組操作人員（一般為副司鉆）進(jìn)行溝通，現(xiàn)場噪音大、夜晚光線差等特殊作業(yè)環(huán)境容易導(dǎo)致溝通錯誤，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備損壞、耽誤施工時間。

鉆井液閥門組位于高壓區(qū)域，為保證井底不至于沉砂，確保施工安全，需要盡可能減少停泵時間，需要帶壓作業(yè)。如果在憋壓狀態(tài)下，副司鉆進(jìn)入高壓區(qū)域開關(guān)閥門，閥門的刺漏對副司鉆的人身安全造成威脅，存在安全隱患。且在憋壓狀態(tài)下開啟閥門，很難開啟且開啟速度慢，容易導(dǎo)致閘板沖蝕。

為防止重物砸壞閥門的絲桿，絲桿外設(shè)有閥桿護(hù)罩，閥桿護(hù)罩對絲桿進(jìn)行保護(hù)同時，也導(dǎo)致閥門開啟和關(guān)閉狀態(tài)分辨不清。若閥門處于半開狀態(tài)，容易對泥漿流量產(chǎn)生影響，甚至對閘門產(chǎn)生沖蝕。絲桿和閥桿護(hù)罩之間的縫隙如果銹蝕嚴(yán)重或進(jìn)入灰塵，使絲杠不容易旋轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種司鉆臺集成控制系統(tǒng)，司鉆可以在司鉆房直接對閥門進(jìn)行操控，大大提高了工作效率和作業(yè)的安全性。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種司鉆臺集成控制系統(tǒng)，包括控制柜和鉆臺閥門組，鉆臺閥門組包括閥一至閥五，閥一與閥三串聯(lián)在低立管中且閥一在上，閥二與閥四串聯(lián)在高立管中且閥二在上，閥一的入口通過閥五與閥二的入口相連；閥一至閥五均為液壓驅(qū)動閥且對應(yīng)受控于電磁換向閥一至五；控制柜中+24V直流控制電源之間并聯(lián)設(shè)有控制模式選擇支路和高低管選擇支路，控制模式選擇支路包括選擇開關(guān)一SA1，選擇開關(guān)一SA1的檔位一串聯(lián)有繼電器二KA2的線圈，繼電器二KA2的常開觸頭串聯(lián)在閥門組控制回路中；高低管選擇支路包括選擇開關(guān)二SA2，選擇開關(guān)二SA2的兩個檔位分別串聯(lián)有繼電器三KA3與繼電器四KA4的線圈，繼電器三KA3的常開觸頭與電磁換向閥一的開閥線圈YV1K串聯(lián)在閥門組控制回路中，電磁換向閥二的關(guān)閥線圈YV2G與電磁換向閥一的開閥線圈YV1K相并聯(lián)；繼電器四KA4的常開觸頭與電磁換向閥一的關(guān)閥線圈YV1G串聯(lián)在閥門組控制回路中，電磁換向閥二的開閥線圈YV2K與電磁換向閥一的關(guān)閥線圈YV1G相并聯(lián)。