[發明專利]一種用于石油鉆井設備的電控系統

有效

• 申請號: 202110457072.9
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113250674B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 隋超;許函慈;趙后忠;高建國;馮紅偉;周俊國
• 申請（專利權）人: 山東恒信電器集團有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;E21B47/00;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/12;H02J3/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

1.一種用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：包括機械執行模塊、機械動力模塊、信號采集模塊、數據處理模塊、電力控制模塊、輔助設備模塊、報警模塊、通訊模塊；所述機械執行模塊包括井口采集設備、油井循環設備、油井動力設備；所述機械動力模塊包括轉盤旋轉機構、油井提升機構、柴油發電機構；所述信號采集模塊用于采集各種機械結構的執行狀態；所述數據處理模塊用于收集分析信號采集模塊傳遞的數據，并分析處理之后進行存檔；所述電力控制模塊用于為整體系統提供電力，并保持整體電壓穩定；所述輔助設備模塊包括供氣供水設備、防噴設備、防凍保溫設備；所述報警模塊用于聯系外界環境進行報警；所述通訊模塊用于整套系統相互之間的連接通訊，其工作過程為：

S1、安裝在井口采集設備、油井循環設備、油井動力設備、盤旋轉機構、油井提升機構、柴油發電機構上的包括溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、液體流速傳感器、視覺識別裝置工作，讀取各設備運行情況，得到采集鉆井工程參數，采油工程參數，循環水壓耗參數，井底壓力參數，并通過數據通訊模塊傳遞至數據處理模塊，對得到的數據計算分析，并通過圖表或者三維建模輸出；

S2、數據處理模塊將采集到的鉆井深度、鉆井角度、工作效率、循環水流速、電機轉速、轉盤轉速、冷卻水溫度、井底壓力等數據歸檔整理，并通過數據處理模塊計算，得到當時設備的運轉數據，并與安全數據進行對比，實時監控各執行機構的運行狀況，并定期將計算得出的數據進行歸檔整理，便于人工后期調查維護；

S3、高壓網電架空線路電線桿跌落式熔斷器處引出高壓三芯電纜，連接至網電房高壓接線室，然后通過高壓穿墻套管進入高壓配電室，使用通牌連接至進線柜，進線柜內排布有真空斷路器、高壓電源經隔離開關、將6KV或10KV的電源送至3150kVA?(6)10KV/0.6kV變壓器，經600V側送出，經動力電纜送至直流調速房內的插件屏電源輸入端，經由低壓總斷路器，分別經過一臺頂驅設備裝置斷路器、兩臺直流調速裝置斷路器、600V電源輸出斷路器、MCC房變壓器斷路器、SVG裝置斷路器向井口采集設備、油井循環設備、油井動力設備、盤旋轉機構、油井提升機構、柴油發電機構進行供電；

S4、當數據處理模塊計算出來的數據超出預先設定的范圍之外，用戶顯示屏上使用紅色標紅異常數據，并通過網絡向工作人員的移動端通信端口發送通知，提醒人工進行檢查；當超標數據維持了一段時間之后，或者人工檢查發送停機信號時，直流調速房內電信號控制器得到信號，并控制相應設備對應的的斷路器切斷電源，使設備停機，等待人工檢查，排除問題，保證整體生產安全。

2.根據權利要求?1?所述用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：所述信號采集模塊包括溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、液體流速傳感器和視覺識別裝置。

3.根據權利要求?2?所述用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：所述溫度傳感器、壓力傳感器、視覺識別裝置均安裝在機械執行模塊的井口采集設備、油井循環設備上；位移傳感器、液體流速傳感器、視覺識別裝置均安裝在輔助設備模塊的轉盤旋轉機構、油井提升機構以及輔助設備模塊的供氣供水設備、防噴設備、防凍保溫設備上。

4.根據權利要求?3?所述用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：信號采集模塊采集的信息通過通訊模塊傳遞至數據處理模塊進行數據分析處理；其處理的信息包括井口采集設備、油井循環設備、油井動力設備、轉盤旋轉機構、油井提升機構、柴油發電機構的執行狀態、消耗功率、工作時間、采油量、儀表數據和傳感器數據。

5.根據權利要求?4?所述用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：所述信號采集模塊在對數據分析處理之后，根據得到的數據實時監控并控制井口采集設備、油井循環設備、油井動力設備、轉盤旋轉機構、油井提升機構、柴油發電機構；出現錯誤信息通過通訊模塊連接通知報警模塊進行報警。

6.根據權利要求?5?所述用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：所述通訊模塊將機械執行模塊、機械動力模塊、信號采集模塊、數據處理模塊、電力控制模塊、輔助設備模塊、報警模塊之間通過網絡連接，進行系統自檢并且可以遠程進行檢測和使用。

7.根據權利要求?6?所述用于石油鉆井設備的電控系統，其特征在于：所述電力控制模塊包括網電房高壓接線室、高壓配電室、直流調速房；所述網電房高壓接線室通過高壓三芯電纜與高壓網電架空線路電線桿相連；所述高壓配電室包括通過高壓穿墻套管與高壓接線室相連；所述直流調速房內配有低壓總斷路器、頂驅設備斷路器、直流調速斷路器、電源輸出斷路器、MCC?房變壓器斷路器、SVG?裝置斷路器。