油田钻井防喷器管理装置的制作方法

1.本技术实施例涉及工业管控领域，尤其涉及一种油田钻井防喷器管理装置。


背景技术：

2.油田钻井施工过程中，使用防喷器(也称封井器)切断钻具封闭井口或是直接关井是紧急切断井下与地面事故通道的最后保障。已发生的严重井喷事故大部分是因为紧急关井失败，而紧急关井失败的主要原因在于紧急情况下防喷器的储能器(也称蓄能器)故障未及时发现，导致防喷器无法正常工作。因此，在日常钻井过程中，需要严格对防喷器进行检修和检验。
3.目前，防喷器的储能器的工况是否正常，主要通过人工读取现场的压力表进行判断。而通过人工读取现场的压力表判断防喷器的储能器工况是否正常，至少存在以下缺陷和不足：
4.1)防喷器根据现场施工进度及需求进行操作，存在不确定性，正常情况下只是待用状态，按目前现场作业习惯，无法安排专人施工周期全程值守观测，容易发生设备故障失察，但一旦现场发生事故无法正常使用，会导致严重事故。
5.2)通过人工巡查无法解决全程监管的需求，但井喷事故发生存在不确定性，因此目前手段无法保障发生井喷时，防喷器设备随时可用。
6.3)现有工作流程只在完井后检修防喷器，且正常无事故的情况下，一口井的全部施工周期都不会进行防喷器操作，因此容易造成现场工作人员及监管人员思想麻痹大意，出现现场故障未及时发现、维修，最终导致突发事故关井失败，引发严重事故。


技术实现要素：

7.本技术实施例提供一种油田钻井防喷器管理装置，可以自动采集储能器钢瓶的压力数据，并基于所采集的储能器钢瓶的压力数据自动控制电动泵或者气动泵的启动和停止，以保障防喷器的储能器待机压力始终保持在21mpa，确保储能器正常可用。
8.本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置，包括：第一数字化压力表、继电器开关、以及可编程逻辑控制器plc控制箱；
9.所述第一数字化压力表安装于防喷器的储能器钢瓶上；所述继电器开关安装于防喷器的油泵的供电线路上；所述plc控制箱安装于防喷器的远控台控制柜中；所述plc控制箱分别与所述第一数字化压力表和所述继电器开关电连接；
10.所述第一数字化压力表用于采集所述储能器的油压，并传输给所述plc控制箱；
11.所述plc控制箱用于在接收到所述储能器的油压后，判断所述储能器的油压是否低于21兆帕mpa；当所述储能器的油压低于21兆帕mpa时，所述plc控制箱通过所述继电器开关控制防喷器的油泵启动，向所述储能器钢瓶中打液压油；当所述储能器的油压达到21mpa时，所述plc控制箱通过所述继电器开关控制防喷器的油泵停止工作。
12.可选地，防喷器的油泵为电动泵或气动泵。
13.在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：数字化液位计；
14.所述数字化液位计安装于所述储能器的液压油油箱中，所述plc控制箱还与所述数字化液位计电连接；
15.所述数字化液位计用于采集所述液压油油箱中的液压油油量，并传输给所述plc控制箱；
16.所述plc控制箱还用于在所述液压油油箱中的液压油油量小于预设的第一油量阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出油量不足的提示信息。
17.可选地，所述plc控制箱还用于在所述液压油油箱中的液压油油量达到预设的第二油量阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出油量已达上限的提示信息；
18.其中，所述第二油量阈值大于所述第一油量阈值。
19.在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：远程管理电脑；
20.所述远程管理电脑与所述pcl控制箱通信连接；
21.所述pcl控制箱还用于将所述储能器的油压、以及所述液压油油箱中的液压油油量发送到所述远程管理电脑进行显示。
22.在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：第二数字化压力表；
23.所述第二数字化压力表安装于防喷器的液压管汇上，所述plc控制箱还与所述第二数字化压力表电连接；
24.所述第二数字化压力表用于采集所述液压管汇的管汇压力，并传输给所述plc控制箱；
25.所述pcl控制箱还用于将所述液压管汇的管汇压力发送到所述远程管理电脑进行显示。
26.可选地，所述plc控制箱还用于在所述液压管汇的管汇压力小于预设的管汇压力阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出管汇压力异常的预警信息。
27.在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：第三数字化压力表和第四数字化压力表；
28.所述第三数字化压力表安装于防喷器的气源泵上；所述第四数字化压力表安装于防喷器的气管线上；所述plc控制箱分别与所述第三数字化压力表和所述第四数字化压力表电连接；
29.所述第三数字化压力表用于采集所述气源泵的气源压力，并传输给所述plc控制箱；所述第四数字化压力表用于采集所述气管线的气管线压力，并传输给所述plc控制箱；
30.所述pcl控制箱还用于将所述气源泵的气源压力、以及所述气管线的气管线压力发送到所述远程管理电脑进行显示。
31.可选地，所述plc控制箱还用于在所述气源泵的气源压力小于预设的气源压力阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出气源压力异常的预警信息；
32.以及，在所述气管线的气管线压力小于预设的气管线压力阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出气管线压力异常的预警信息。
33.本技术的有益效果是：
34.本技术实施例中，当储能器的油压低于21兆帕mpa时，plc控制箱通过继电器开关控制防喷器的油泵启动，向储能器钢瓶中打液压油；当储能器的油压达到21mpa时，plc控制
箱通过继电器开关控制防喷器的油泵停止工作，可以使得在正常钻井开钻及完钻过程中，plc控制箱会根据储能器中的油压通过电动泵或者气动泵上的继电器开关实现泵的自动启停，来保障防喷器的储能器待机压力始终保持在21mpa，确保储能器正常可用。
35.应当理解的是，本技术中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同的实施例。进而，还可以任何适当的方式组合本实施例中所描述的技术特征、技术方案和有益效果。本领域技术人员将会理解，无需特定实施例的一个或多个特定的技术特征、技术方案或有益效果即可实现实施例。在其他实施例中，还可在没有体现所有实施例的特定实施例中识别出额外的技术特征和有益效果。
附图说明
36.图1示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的结构示意图；
37.图2示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的另一结构示意图；
38.图3示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的又一结构示意图；
39.图4示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的又一结构示意图；
40.图5示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的又一结构示意图。
具体实施方式
41.油田钻井施工过程中，使用防喷器(也称封井器)切断钻具封闭井口或是直接关井是紧急切断井下与地面事故通道的最后保障。已发生的严重井喷事故大部分是因为紧急关井失败，而紧急关井失败的主要原因在于紧急情况下防喷器的储能器(也称蓄能器)故障未及时发现，导致防喷器无法正常工作。因此，在日常钻井过程中，需要严格对防喷器进行检修和检验。
42.目前，防喷器的储能器的工况是否正常，主要通过人工读取现场的压力表进行判断。而通过人工读取现场的压力表判断防喷器的储能器工况是否正常，至少存在以下缺陷和不足：
43.1)防喷器根据现场施工进度及需求进行操作，存在不确定性，正常情况下只是待用状态，按目前现场作业习惯，无法安排专人施工周期全程值守观测，容易发生设备故障失察，但一旦现场发生事故无法正常使用，会导致严重事故。
44.2)通过人工巡查无法解决全程监管的需求，但井喷事故发生存在不确定性，因此目前手段无法保障发生井喷时，防喷器设备随时可用。
45.3)现有工作流程只在完井后检修防喷器，且正常无事故的情况下，一口井的全部施工周期都不会进行防喷器操作，因此容易造成现场工作人员及监管人员思想麻痹大意，出现现场故障未及时发现、维修，最终导致突发事故关井失败，引发严重事故。
46.基于上述缺陷，本技术实施例提供一种油田钻井防喷器管理装置，可以自动采集储能器钢瓶的压力数据，并基于所采集的储能器钢瓶的压力数据自动控制电动泵或者气动泵的启动和停止，以保障防喷器的储能器待机压力始终保持在21mpa，确保储能器正常可
用。
47.图1示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的结构示意图。
48.如图1所示，该油田钻井防喷器管理装置，包括：第一数字化压力表101、继电器开关103、以及可编程逻辑控制器(programmable logic controller，plc)控制箱102。
49.第一数字化压力表101安装于防喷器的储能器钢瓶上；继电器开关103安装于防喷器的油泵的供电线路上；plc控制箱102安装于防喷器的远控台控制柜中；plc控制箱102分别与第一数字化压力表101和继电器开关103电连接。
50.第一数字化压力表101用于采集储能器的油压，并传输给plc控制箱102；plc控制箱102用于在接收到储能器的油压后，判断储能器的油压是否低于21兆帕mpa；当储能器的油压低于21兆帕mpa时，plc控制箱102通过继电器开关103控制防喷器的油泵启动，向储能器钢瓶中打液压油；当储能器的油压达到21mpa时，plc控制箱102通过继电器开关103控制防喷器的油泵停止工作。
51.可选地，防喷器的油泵为电动泵或气动泵。
52.具体地，防喷器是通过液压驱动进行设备操作，储能器待工是否正常直接关系到紧急状态下防喷器是否能正常执行关井动作，所以储能器的工况采集是防喷器工况数据中的重点。
53.本技术实施例中，当储能器的油压低于21兆帕mpa时，plc控制箱通过继电器开关控制防喷器的油泵启动，向储能器钢瓶中打液压油；当储能器的油压达到21mpa时，plc控制箱通过继电器开关控制防喷器的油泵停止工作，可以使得在正常钻井开钻及完钻过程中，plc控制箱会根据储能器中的油压通过电动泵或者气动泵上的继电器开关实现泵的自动启停，来保障防喷器的储能器待机压力始终保持在21mpa，确保储能器正常可用。
54.图2示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的另一结构示意图。
55.如图2所示，在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：数字化液位计104；数字化液位计104安装于储能器的液压油油箱中，plc控制箱102还与数字化液位计104电连接。
56.数字化液位计104用于采集液压油油箱中的液压油油量，并传输给plc控制箱102；plc控制箱102还用于在液压油油箱中的液压油油量小于预设的第一油量阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出油量不足的提示信息。
57.可选地，plc控制箱102还用于在液压油油箱中的液压油油量达到预设的第二油量阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出油量已达上限的提示信息；其中，第二油量阈值大于第一油量阈值。
58.本技术实施例中，通过对液压油油箱中加装数字化液位计，可以实现液压油油量数据采集，以便油量不足时(即液压油油量小于第一油量阈值时)提示加油。同时，在液压油油箱中的液压油油量达到预设的第二油量阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出油量已达上限的提示信息，可以避免加油过多导致储能器油液回流时发生油箱溢出。
59.图3示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的又一结构示意图。
60.如图3所示，在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：远程管理电脑105；远程管理电脑105与pcl控制箱102通信连接。
61.pcl控制箱102还用于将储能器的油压、以及液压油油箱中的液压油油量发送到远
程管理电脑进行显示。
62.例如，pcl控制箱102中可以包括一个数据传输单元(data transfer unit，dtu)，可以将储能器的油压、以及液压油油箱中的液压油油量发送到远程管理电脑进行显示，以供管理人员或维修人员实时查看防喷器的工况数据。
63.图4示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的又一结构示意图。
64.如图4所示，在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：第二数字化压力表106；第二数字化压力表106安装于防喷器的液压管汇上，plc控制箱102还与第二数字化压力表106电连接。
65.第二数字化压力表106用于采集液压管汇的管汇压力，并传输给plc控制箱102；pcl控制箱102还用于将液压管汇的管汇压力发送到远程管理电脑进行显示。
66.也即，管理人员或维修人员在远程管理电脑端可以查看的防喷器的工况数据，还可以包括液压管汇的管汇压力。
67.可以理解的，防喷器不属于施工过程中频繁使用的设备，只是重大事故的最后一道保障，虽然每口井完井后要求每台防喷器进行检修检测，但容易出现设备长期使用导致的管线老化，引发动力系统故障，因此长期使用的防喷器无法确保故障率。其中，液压管汇是在进行防喷器操作时，通过储能器提供动力，以液压油为介质驱动防喷器部件的开合，而液压管汇的油压是否正常，管汇是否存在漏油泄压，直接关系到防喷器能否迅速动作。
68.通过将液压管汇的管汇压力发送到远程管理电脑进行显示，还可以进一步使得维修人员能够及时发现液压管汇是否存在故障或隐患，以便确保液压管汇发生泄漏泄压情况下，及时维修恢复正常工况。
69.可选地，plc控制箱102还用于在液压管汇的管汇压力小于预设的管汇压力阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出管汇压力异常的预警信息。该预警信息能够进一步保证维修人员能够发现液压管汇的故障。
70.图5示出了本技术实施例提供的油田钻井防喷器管理装置的又一结构示意图。
71.如图5所示，在一个实施例中，该油田钻井防喷器管理装置，还包括：第三数字化压力表107和第四数字化压力表108；第三数字化压力表107安装于防喷器的气源泵上；第四数字化压力表108安装于防喷器的气管线上；plc控制箱102分别与第三数字化压力表107和第四数字化压力表108电连接。
72.第三数字化压力表107用于采集气源泵的气源压力，并传输给plc控制箱102；第四数字化压力表108用于采集气管线的气管线压力，并传输给plc控制箱102；pcl控制箱102还用于将气源泵的气源压力、以及气管线的气管线压力发送到远程管理电脑105进行显示。
73.具体地，防喷器开关通过不同液压管汇的管汇压力进行操作，液压管汇的压力变化由管汇上的气手动减压阀进行控制。该气手动减压阀由操作人员控制台上的调压阀通过气压调控。也就是防喷器的动作操作是由人工通过气管线控制液压管汇压力变化实现防喷器的操控，所以气源压力和气管线的工况数据采集也关系到防喷器的正常操作。而通过将气源泵的气源压力、以及气管线的气管线压力发送到远程管理电脑进行显示，可以使得维修人员能够及时发现气源泵和气管线是否存在故障或隐患，以便确保气动操作不因管线泄漏或者气泵出现故障导致防喷器操控失败。
74.可选地，plc控制箱102还用于在气源泵的气源压力小于预设的气源压力阈值时，
通过防喷器的远控台控制柜发出气源压力异常的预警信息；以及，在气管线的气管线压力小于预设的气管线压力阈值时，通过防喷器的远控台控制柜发出气管线压力异常的预警信息。该预警信息能够进一步保证维修人员能够发现气源泵和气管线的故障。
75.综上所述，本技术实施例通过专用的传感器及数据无线网络传输、自动化控制技术，以较低的成本解决了防喷器静态待机情况下，不可能安排人员全程监管但又不能出现工况异常失察情况的问题，一方面实现了现场防喷器直观灵敏的工况监测管理，不用施工人员在施工过程中担心在无法预测发生井涌井喷事故时防喷器的可靠性；另一方面解决了甲方对于所有施工队伍远程安全监管过程中，人工监管无法全程实时感知每个施工队伍现场防喷器性能及状态的问题；另外，还能够在加强对每个施工现场安全精细化管控的同时，降低了大量人员往来巡查投入的人工、交通成本。
76.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。