一种新型井口地面安全控制系统
技术领域
本发明属于石油天然气钻采领域，尤其涉及一种新型井口地面安全控制系统。
背景技术
近年来，随着能源开采量的需求量的不断增加，越来越多的石油天然气钻采设备被应用。在石油天然气钻采过程中，井口地面区域的安全尤其重要，常因为一些不安全的操作和设备故障引起事故。目前，传统的井口地面均未安置系统的安全控制，导致在石油天然气钻采过程中无法进自动和手动的双重控制，避免井口安全事故发生。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种新型井口地面安全控制系统，以解决井口安全事故率高、无法进行就地与远程双重控制的问题。
本专利提供了一种新型井口地面安全控制系统，包括不锈钢柜体、油箱、防爆电控箱、电动泵、手动泵、ESD紧急关断模块、RTU远程控制模块、温度传感器、压力传感器；所述油箱安装在所述所述不锈钢柜体内，所述电动泵和所述手动泵与所述油箱出口连接，所述压力传感器与所述防爆电控箱连接；所述ESD紧急关断模块利用所述温度传感器和所述压力传感器监测电压与温度；所述RTU远程控制模块进行数据采集及储存，并进行远程调节和控制。
优选地，所述油箱采用30L容积的SS316钢；所述不锈钢柜体采用高1840mm宽925mm的柜体，柜体钢采用2mm厚的SS316钢。
优选地，所述防爆电控箱采用根据压力开关设定值，对所述新型井口地面安全控制系统进行自动补压功能。
优选地，所述电动泵采用压强为10000psi，流量为0.9L/MIN的柱塞泵；所述手动泵采用压强为10000psi的柱塞泵。
优选地，所述RTU远程控制模块配置模拟量输入12个、模拟量输出4个、数字量输入14个、数字量输出8个、并配置RS232接口2个、RS485接口1个、以太网接口1个。
优选地，所述RTU远程控制模块监测所述温度传感器获得的温度过高超过100℃时，向所述自动阀下发关闭命令。
优选地，所述手动阀，当所述新型井口地面安全控制系统完成远程或自动关井后，仅可通过所述手动阀进行手动就地操作开井。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明中建立了一种新型的井口地面安全控制系统，设计了各个模块，可以提升井口地面作业安全性；
(2)本发明中采用就地的保护和远程的控制相结合方式，提升了井口地面安全控制系统的可靠性，保证能够使设备本身具备自动控制的同时也可满足现场操作人员实时控制的需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型井口地面安全控制系统结构图；
图2为本发明提出的一种新型井口地面安全控制系统的工作流程图。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
如图1所示，为本发明提出的一种新型井口地面安全控制系统结构图。所述新型井口地面安全控制系统包括不锈钢柜体、油箱、防爆电控箱、电动泵、手动泵、ESD紧急关断模块、RTU远程控制模块、温度传感器、压力传感器。所述油箱安装在所述所述不锈钢柜体内，所述电动泵和所述手动泵与所述油箱出口连接，所述压力传感器与所述防爆电控箱连接；所述ESD紧急关断模块利用所述温度传感器和所述压力传感器监测电压与温度；所述RTU远程控制模块进行数据采集及储存，并进行远程调节和控制。
所述RTU远程控制模块采用多类型接口，具体包括模拟量输入12个、模拟量输出4个、数字量输入14个、数字量输出8个、并配置RS232接口2个、RS485接口1个、以太网接口1个。该系列的RTU系统通信功能强大，能够支持RS232、RS485、RJ45等多种接口，满足了现场多种选择的需要。通信协议支持MODBUS/TCP/IP等多种通信协议，方便与其他系统配套沟通。采用模块化设计，模块内集中了CPU控制器和各种IO接口，占用空间少，方便安装。
所述RTU远程控制模块可采集获取的数据包括：油压、套压、环空压力、针阀后压力、温度、地面安全阀开关状态；对各个检测点进行数据采集及储存，并且同时能够远程执行一级控制系统下达的通信指令，通过通信链路下达到井口RTU系统，实现远程的调节和控制。
所述油箱采用30L容积的SS316钢；所述不锈钢柜体采用高1840mm宽925mm的柜体，柜体钢采用2mm厚的SS316钢。
所述防爆电控箱采用根据压力开关设定值，对所述新型井口地面安全控制系统进行自动补压功能。
所述电动泵采用压强为10000psi，流量为0.9L/MIN的柱塞泵；所述手动泵采用压强为10000psi的柱塞泵。
所述RTU远程控制模块可采用手动就地开井、关井功能控制系统能就地打开、关闭地面安全阀。
所述RTU远程控制模块配置有易熔塞防火关井功能，当井口温度过高超过100℃时，易熔塞融化报警，系统自动关闭地面安全阀。
所述ESD紧急关断模块模块可进行高低压导阀管线保护功能、当现场流程管线的压力低于低压导阀的设定值时，系统自动关闭地面安全阀；当现场流程管线的压力高于高压导阀的设定值时，系统自动关闭地面安全阀。
所述RTU远程控制模块进行远程关井功能和远程监控功能。系统接收到远程关井命令，电磁阀通电，地面安全阀自动关闭；所述远程监控功能具体包括如下内容：开井、关井状态监控，系统通过阀位开关指示器能监测到安全阀开与关的状态；系统监控功能，液压回路压力低于设定值时，系统将显示报警；井场工艺状态监，通过井场的变送器能监测到井场油压、套压、环空压力、针阀后压力、温度，I/O接口冗余量大于20％。
所述手动阀用于手动复位功能，当实行远程或自动关井后，必须解除危险关井情况后，手动就地操作方可开井，可有效防止误操作。
所述新型井口地面安全控制系统的各模块配置蓄能器，保证回路压力稳定，避免温差变化过大对系统造成影响，同时可减少压力损失，降低电动泵的启动次数。
如图2所示，为本发明提出的一种新型井口地面安全控制系统的元件检验与装配工作流程图。所述新型井口地面安全控制系统的从生产到正式投入使用和服务整个过程，建立一套常规的、有文件记载的质量检查制度，以保证所有影响产品的安全性、可靠性、操作性能以及长期使用性能的各种因素都已经过考虑、试验、鉴定和检验。所述的流程具体包括如下：
S1：元器件来料检验
在元器件来料检验阶段所有的采购元器件和加工部件，均应经过严格检验合格后方可入库，然后才能在系统上安装使用。所有采购元器件应当符合相关的标准。加工部件应当按照企业标准进行严格检验，并保留相关的检验记录。
S2：设备装配检验
设备的安装应完全按照系统装配图纸进行，装配过程的检验由项目质量工程师严格把关。检验的项目包括以下项目：装配后的尺寸检测；漆面，表面光洁度等的外观检验；紧固件，管路接头是否有松动的检验；连接尺寸的检验；电源及电气接线的规范检验；焊接部分的规范检验。
S3：设备出厂测试检验
设备的出厂测试检验包括以下几部分内容：静压测试、功能测试、控制盘整体检查、装箱运输部分检查、井口控制盘现场测试。S3步骤中的具体的详细内容如下：
(1)静压测试，具体包括：高压管路静压测试、低压管路静压测试、设备整体绝缘性能测试和确认。
(2)功能测试，具体包括：进行地面安全阀开/关阀功能测试、进行生产管线高/低压自动关井模拟测试、进行易熔塞关井模拟测试、进行本地ESD关井测试、进行远程ESD关井模拟测试、本地复位功能模拟测试、进行各种元器件设定值准确性测试、进行其它功能测试。
(3)控制盘整体检查，具体包括：元器件安装牢固检查、液压管线弯曲度检查、安装合理性检查、所有铭牌正确性检查、棱角毛刺检查、控制盘表面处理检查、电气元器件安装及接线检查、其它附件检查。
(4)装箱运输部分检查，具体包括：装箱按照装箱清单检查数量、装箱单上物品与实物对照检测、检查外购元器件(如防爆证书，高压容器证书)等的产品质量证书、产品与运输木箱之间安装牢固程度，以及缓冲材料放置。
(5)井口控制盘现场测试，井口控制盘运到现场后，在投产之前具体包括：如下测试：在外部液压管线连接好后，进行静压试验、模拟开关井及其它所有功能性。
通过上述方式可以实现对用于井口地面的安全控制，尽可能减少提升意外事故引起的阀停运，或事故危害扩大。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
