[發(fā)明專利]一種智能控制水泥穩(wěn)壓罐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011387954.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112551173B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高亞寧;王軍鋒;王濤;王麗;李慶;姜文龍;王菲菲;李寧;魏勇;劉存信;趙燕博;劉杰;韓科行
• 申請（專利權(quán)）人: 山東萬邦石油科技股份有限公司;中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長慶固井公司
• 主分類號: B65G53/36
• 分類號: B65G53/36;B65G53/34;B65G53/16;B65G53/46;B65G53/52;E21B33/138;E21B41/00;F17D1/02;F17D1/08;F17D3/01;F17D5/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 杜亞男

1.一種智能控制水泥穩(wěn)壓罐，其特征在于：包括罐體和設(shè)置在罐體上的罐用管匯系統(tǒng)；所述罐體包括自上而下依次連接的上封頭、筒體、下錐體；所述罐用管匯系統(tǒng)包括空氣管匯、穩(wěn)壓管和排空管組件；所述下錐體下部設(shè)有用于穩(wěn)定罐內(nèi)壓力的穩(wěn)壓包組件；穩(wěn)壓包組件通過穩(wěn)壓管與罐體連通，空氣管匯與穩(wěn)壓管連通；

所述穩(wěn)壓包組件包括穩(wěn)壓包筒體、穩(wěn)壓排空管和穩(wěn)壓包錐體；穩(wěn)壓包筒體頂部設(shè)有氣源進(jìn)口和氣源出口，底部與穩(wěn)壓包錐體連接，穩(wěn)壓包錐體與焊接三通連接，焊接三通另兩個接口分別與穩(wěn)壓管、排空管組件連接；穩(wěn)壓包筒體側(cè)面上部和排空管組件之間通過穩(wěn)壓排空管連通；穩(wěn)壓排空管上設(shè)有第一球閥；排空管組件上設(shè)有第一蝶閥和第二蝶閥；

所述空氣管匯包括氣體分配器、與氣體分配器連接的氣源進(jìn)氣管、出料掃線管、流化裝置進(jìn)氣管、控制氣源進(jìn)氣管；氣源進(jìn)氣管、出料掃線管、流化裝置進(jìn)氣管、控制氣源進(jìn)氣管上分別設(shè)有氣源進(jìn)氣閥，出料掃線閥、流化裝置進(jìn)氣閥、控制氣源進(jìn)氣閥；出料掃線管一側(cè)與穩(wěn)壓管之間通過排空掃線管連通；排空掃線管靠近出料掃線管的一端設(shè)有排空掃線閥，靠近穩(wěn)壓管的一端設(shè)有單向閥；所述氣體分配器還與帶有補氣閥的補氣管連接；所述氣體分配器底部設(shè)有排污閥；

所述罐用管匯系統(tǒng)還包括設(shè)置在罐體側(cè)面的進(jìn)料管匯系統(tǒng)和設(shè)置在罐體頂部的出料管匯系統(tǒng)；所述進(jìn)料管匯系統(tǒng)包括進(jìn)料直管；所述進(jìn)料直管上設(shè)有進(jìn)料閥，進(jìn)料直管兩端分別連接第一柔性接頭和筒體；

所述出料管匯系統(tǒng)包括出料直管和出料彎管，出料直管下端與罐體頂部連接，上端通過油任與出料彎管連接；出料直管一側(cè)與出料掃線管連通，通過出料掃線管清除管線內(nèi)余灰，出料直管下端設(shè)有出料閥；出料彎管與第二柔性接頭連接；出料直管和出料彎管之間通過油任連接；

所述罐用管匯系統(tǒng)還包括設(shè)置在下錐體底部的卸料管組件；卸料管組件包括卸料管管件和設(shè)置在卸料管管件上的卸料閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能控制水泥穩(wěn)壓罐，其特征在于：所述罐體上設(shè)有用于支撐罐體的支腿，罐體通過支腿安裝在底座上；所述支腿上設(shè)置稱重組件；所述稱重組件為設(shè)置在支腿底部的電子壓力稱重傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能控制水泥穩(wěn)壓罐，其特征在于：所述智能控制水泥穩(wěn)壓罐涉及的各閥門均采用氣動蝶閥，氣動蝶閥通過控制系統(tǒng)控制；所述控制系統(tǒng)用于控制穩(wěn)壓罐工作，包括可編程邏輯控制器PLC、HMI人機(jī)界面、中間繼電器、稱重儀表、稱重接線盒和壓力變送器；所述HMI人機(jī)界面與PLC連接，HMI人機(jī)交互界面通過與PLC數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)對整個穩(wěn)壓罐工作流程的監(jiān)控，PLC用于收集信號，實現(xiàn)對整個流程閥門、儀表的數(shù)據(jù)讀取與控制，并將所有信息傳輸給HMI人機(jī)界面；所述電子壓力稱重傳感器通過稱重接線盒與稱重儀表連接，稱重儀表和壓力變送器均與PLC連接，電子壓力稱重傳感器用于檢測穩(wěn)壓罐重量變化，并通過稱重接線盒，最終匯總信號并輸送至稱重儀表，稱重儀表用于將電子壓力稱重傳感器傳輸來的信號轉(zhuǎn)化為實際數(shù)字，并將該數(shù)字傳送給PLC；壓力變送器用于檢測安裝部位的壓力，并將壓力信號傳輸給PLC；所述PLC通過中間繼電器與氣動蝶閥的電磁閥連接，中間繼電器用于接收PLC發(fā)送的開關(guān)電信號，并通過電路通斷控制氣動蝶閥的電磁閥信號通斷；所述控制系統(tǒng)還包括與中間繼電器連接的報警鈴，由PLC通過中間繼電器控制。

4.一種基于如權(quán)利要求1或2或3所述的智能控制水泥穩(wěn)壓罐的自動化控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）開啟第二蝶閥、氣源進(jìn)氣閥、控制氣源進(jìn)氣閥；

（2）開啟智能控制水泥穩(wěn)壓罐進(jìn)料蝶閥，使進(jìn)料直管進(jìn)料；

（3）當(dāng)罐內(nèi)水泥容積達(dá)到穩(wěn)壓罐容積三分之一時，開啟流化裝置進(jìn)氣閥，為穩(wěn)壓罐增壓；

（4）當(dāng)穩(wěn)壓罐內(nèi)壓力達(dá)到0.08Mpa時，開啟出灰閥，穩(wěn)壓罐開始出料，通過流化裝置進(jìn)氣閥調(diào)節(jié)罐內(nèi)壓力，使壓力維持在0.08～0.12MPa之間；

（5）若罐內(nèi)灰料增加至穩(wěn)壓罐容積2/3容積重量以上時，進(jìn)料閥關(guān)閉；當(dāng)罐內(nèi)灰料減少至穩(wěn)壓罐容積2/3容積重量以下時，進(jìn)料閥開啟；

（6）固井結(jié)束后，進(jìn)料閥關(guān)閉，出料掃線閥開啟，清除管線內(nèi)余灰，余灰清除完畢，關(guān)閉出料掃線閥，關(guān)閉出料閥，第二蝶閥、氣源進(jìn)氣閥、控制氣源進(jìn)氣閥，運行結(jié)束。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動化控制方法，其特征在于：在步驟（4）中，若進(jìn)灰量減少，罐內(nèi)壓力降低至0.05MPa時，補氣閥開啟，進(jìn)行補氣增壓，當(dāng)壓力高于0.08MPa時，補氣閥關(guān)閉；若進(jìn)灰量增加，罐內(nèi)壓力增高至0.12MPa時，流化裝置進(jìn)氣閥關(guān)閉，穩(wěn)壓包組件中的穩(wěn)壓排空管開始排氣，直到壓力低0.12MPa。