[發明專利]全電控井下安全閥智能化冗余控制系統

有效

• 申請號: 202110391878.2
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113359408B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 蔡寶平;高春坦;盛朝洋;楊超;陳明新;楊子琪;楊駿;李敬昊
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.全電控井下安全閥智能化冗余控制系統，其特征在于：包括井上控制模塊和井下控制模塊；

井上控制模塊，包括上位機顯示模塊、不間斷電源、電力發送模塊、故障診斷模塊、井上核心控制板、數據采集模塊和井上電力載波板卡；井上核心控制板通過電纜與上位機顯示模塊和井上電力載波板卡相連接，井上電力載波板卡通過電纜連接至電力發送模塊前端和井上核心控制板，不間斷電源通過電纜連接至電力發送模塊，電力發送模塊通過電纜連接至電力接收模塊，數據采集模塊通過電纜與不間斷電源、電力發送模塊、井上核心控制板、井上電力載波板卡和故障診斷模塊相連接，故障診斷模塊通過電纜連接至數據采集模塊和上位機顯示模塊；

井下控制模塊，包括井下主控制模塊和井下輔助控制模塊；其中，井下主控制模塊包括電力接收模塊、井下電力載波模塊、井下核心控制板模塊、電機光耦開關、電磁離合器光耦開關、電磁制動器光耦開關、傳感器數據采集模塊、電機繼電器、電磁離合器繼電器和電磁制動器繼電器；電力接收模塊通過電纜與電力發送模塊、井下電力載波模塊、井下核心控制板模塊、電機光耦開關、電磁離合器光耦開關和電磁制動器光耦開關相連接，井下電力載波模塊通過電纜與電力接收模塊前端和井下核心控制板模塊連接，井下核心控制板模塊通過電纜與傳感器數據采集模塊、電機光耦開關、電磁離合器光耦開關和電磁制動器光耦開關相連，電機光耦開關通過電纜與井下核心控制板模塊和電機繼電器相連，電磁離合器光耦開關和電磁制動器光耦開關分別用于控制電機繼電器、電磁離合器繼電器和電磁制動器繼電器，電機繼電器通過電纜與電機相連，電磁離合器繼電器通過電纜與電磁離合器相連，電磁制動器繼電器通過電纜與電磁制動器相連，傳感器數據采集模塊通過電纜與相位開關、閥板開度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電磁流量計和井下核心控制板模塊；

井下核心控制板模塊，包括第一井下核心控制板、第二井下核心控制板、第三井下核心控制板和第四井下核心控制板；

傳感器數據采集模塊，包括第一傳感器數據采集器、第二傳感器數據采集器和第三傳感器數據采集器；

井下輔助控制模塊，包括備用電力接收模塊、備用井下電力載波模塊、備用井下核心控制板模塊、備用電機光耦開關、備用電磁離合器光耦開關、備用電磁制動器光耦開關、備用傳感器數據采集模塊、備用電機繼電器、備用電磁離合器繼電器和備用電磁制動器繼電器。

2.根據權利要求1所述的全電控井下安全閥智能化冗余控制系統，其特征在于：全電控井下安全閥控制組件，包括電機、電磁離合器、電磁制動器、相位開關、閥板開度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和電磁流量計。

3.根據權利要求1所述的全電控井下安全閥智能化冗余控制系統，其特征在于：電磁離合器光耦開關和電磁制動器光耦開關的連接方法和工作模式與電機光耦開關相同。

4.根據權利要求1所述的全電控井下安全閥智能化冗余控制系統，其特征在于：井下核心控制板模塊，采用“四選三”表決算法，即至少三個井下核心控制板正常工作，且記錄數據完全相同時，才向外部發送指令。

5.根據權利要求1所述的全電控井下安全閥智能化冗余控制系統，其特征在于：傳感器數據采集模塊，采用“三選二”表決算法，即至少兩個傳感器數據采集器正常工作時，才向井下核心控制板模塊發送數據；當三個傳感器數據采集器均正常時，對三個傳感器數據采集器的信號取平均值，輸送到井下核心控制板模塊；當兩個傳感器數據采集器正常時，對兩個傳感器數據采集器的信號取平均值，輸送到井下核心控制板模塊。

6.根據權利要求1所述的全電控井下安全閥智能化冗余控制系統，其特征在于：井下輔助控制模塊各部分連接方式、工作模式和功能與井下主控制模塊相同。