[發明專利]一種管匯閘閥遠程控制系統

有效

• 申請號: 202110763149.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113485186B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 趙建國;謝沖;王國榮;汪林
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;E21B34/16
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 郭肖凌

本發明公開了一種管匯閘閥遠程控制系統，包括遠程上位機模塊、控制柜模塊、執行器模塊、傳感器模塊、鎖存器以及無線AP模塊；所述控制柜模塊內置PLC；所述遠程上位機模塊通過無線AP模塊與PLC進行通信；所述執行器模塊包括電機驅動器和編碼器；所述PLC通過CAN總線與電機驅動器進行數據傳輸；所述編碼器在系統斷電后反饋閘閥開關位置；所述傳感器模塊包括管匯閘閥對應點的閥位傳感器和液位傳感器，以及執行器線路端上的電壓傳感器，通過CAN總線接口連接PLC，將數據上傳并儲存在PLC存儲器中，并通過無線AP模塊與遠程上位機進行數據傳輸。本發明結構簡單、便于實現，控制效果穩定、可靠，實用性強。

技術領域

本發明涉及閘閥設備領域，尤其涉及一種管匯閘閥遠程控制系統。

背景技術

井控即作為石油與天然氣勘探開發過程中極為重要的環節，也是石油與天然氣安全生產的前提和保障。為現場作業時保持井內壓力與地層壓力平衡，防止溢流。同時在由于各種原因的所引發的井噴或井涌事故時，能及時的進行搶險。井控作業需用節流壓井管匯等裝備來關井、壓井。壓井管匯、節流管匯是用于控制溢流、井噴、緊急情況用于放噴的必要設備。而平板閘閥是壓井管匯、節流管匯關鍵設備之一，在作業中起到開、關、切換流動通道的重要作用。

目前，現場在用平板閥以手動為主，就出現了手動平板閥開啟力矩大，手動操作異常困難；節流管匯平板閘閥數量多，處理緊急情況時耗時長；易出現誤操作情況，嚴重影響井控安全；無法遠程遙控，缺乏應急開關功能等技術問題。通過對平板閥自動化的改進，不僅能有效的解決以上技術問題，提高井控作業的安全性及保障性，還能對推動整個井控作業的全面自動化起到關鍵性的作用。

中國專利申請公開號CN202010564866.0公開了一種高壓管匯遠程控制系統，通過遠程控制單元和本地閘門的電動執行器實現閘門的遠程打開和關閉操作，遠程控制單元和閥門執行器分別采用不間斷電源和超級電容為控制器和電機執行器提供備用電源，轉換開關通過遠程控制單元控制，采用互鎖的設計。

中國專利申請公開號CN109113639A公開了一種種固井作業用高壓管匯遠程控制系統，包括遠程PLC控制器、液壓子系統、以及排布在固井作業用的高壓管匯對應控制點位上的至少一個液控旋塞閥和至少一個液控針型閥，該系統通過遠程PLC控制器控制液壓子系統帶動匹配的控制閥門，使固井作業用的高壓管匯開啟、關閉及泄壓操作實現遠程控制。

以上技術在一定程度上實現遠程控制高壓管匯中閘門的動作，但是操作系統在實現對閘門的遠程控制方式上存在許多問題，首先控制系統對遠程控制、近端控制及手動操作缺乏優先級判斷，存在操作沖突或失效的問題，在緊急情況下可能無法規避事故的發生；操作方式不夠靈活，缺少對管匯閘門統一控制或單獨控制的選擇；采用轉換開關互鎖設計在一定程度上避免了操作人員的失誤，卻使得的整個系統設計復雜，在突發事故中互鎖設計操作繁瑣帶來的隱患；同時上述技術通過使用超級電容在一定程度上可以維持緊急斷電下整個系統的正常工作，但是也大大提高了整個系統的成本，且不能從根本上解決緊急狀況、長時間斷電帶來的整個系統癱瘓的問題；同時整個系統無法實現中央控制室對各個井場的統一監控。

發明內容

本發明的目的在于為了克服上述現有高壓管匯遠程控制系統中存在的成本高、緊急狀況，長時間斷電帶來的整個系統癱瘓、突發事故中互鎖設計操作繁瑣帶來的隱患以及操作方式不夠靈活，缺乏優先級判斷，整個系統無法實現中央控制室對各個井場的統一監控等問題，本發明提供一種管匯閘閥遠程控制系統，系統中各個模塊通過無線AP相互通信連接，使遠程上位機或控制柜面板遠程操作的同時，PLC實時接收傳感器所反饋的數據做出判斷，向遠程上位機及控制柜發出相應信號，保證了控制結果的安全性、準確性、時效性，此系統也支持進行人工操作，同時各個井場的管匯閘閥遠程控制系統通過5G網絡與中央控制室進行通信連接，操作人員可在任何情況下通過中央控制室對不同井場進行遠程監控，讓整個控制系統穩定、安全、可靠。本發明對降低制造成本、提高有效遠程遙控、實現安全高效開發，不僅具有重大的科學意義也具有重要的工程應用前景，從而提供了一種管匯閘閥遠程控制系統。