海洋石油修井機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)探討論文
1石油修井機(jī)液控系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題
1.1安全隱患嚴(yán)重
液壓站當(dāng)中所配備的高低液位報(bào)警系統(tǒng)、油溫自控系統(tǒng)無(wú)法使油溫、油位等信息被及時(shí)的報(bào)告給司鉆控制房，在修井作業(yè)之時(shí)，若本地報(bào)警系統(tǒng)出現(xiàn)了故障問(wèn)題，司鉆將難以及時(shí)獲取到油溫與油位的警報(bào)信息，由此便極有可能會(huì)造成嚴(yán)重的安全隱患。電驅(qū)動(dòng)修井機(jī)絞車盤剎控制手柄零位信號(hào)無(wú)法為自動(dòng)化控制系統(tǒng)所及時(shí)獲取，一般狀況下大都是采取觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于絞車的控制，盤剎手柄在突然啟動(dòng)之時(shí)，工作鉗比例可實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門的控制，若此時(shí)轉(zhuǎn)速不為零則絞車將會(huì)做出剎車動(dòng)作，在這一情況下若絞車主電機(jī)依舊處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，便極易大致電機(jī)受損。
1.2缺乏人性化
采用電力驅(qū)動(dòng)的修井機(jī)液控系統(tǒng)具體可被分成機(jī)具控制系統(tǒng)與盤剎控制系統(tǒng)兩類，且僅能夠在本地控制箱當(dāng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓站的開(kāi)啟或暫停，無(wú)法促使司鉆控制房實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)啟或暫停。電驅(qū)動(dòng)修井機(jī)液壓絞車與貓頭在司鉆空置房當(dāng)中所采取的遠(yuǎn)程控制方式為氣控液方式，在操作之時(shí)有著十分明顯的'延時(shí)性現(xiàn)象，操作起來(lái)極為不便，在緊急作業(yè)時(shí)這一缺陷將更加明顯。
2系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1液壓站遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制
液壓遠(yuǎn)程控制需要可以在司鉆房當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)以下幾項(xiàng)設(shè)備的開(kāi)啟與暫�？刂疲渚唧w包括有：冷卻風(fēng)機(jī)、盤剎電機(jī)、加熱器、循環(huán)油泵、機(jī)具泵電機(jī)等。綜合考慮修井機(jī)電控系統(tǒng)觸摸屏與自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在觸摸屏當(dāng)中組態(tài)設(shè)置出距離切換，對(duì)于盤剎電機(jī)、加熱器、冷卻風(fēng)機(jī)、循環(huán)油泵等采取開(kāi)啟與暫停軟輸入控制，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)以及PROFIBUS總線技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)互相通訊，依據(jù)司鉆處于觸摸屏的操作執(zhí)行狀態(tài)下來(lái)進(jìn)行有關(guān)的輸出控制，達(dá)成對(duì)于電機(jī)在遠(yuǎn)距離條件下的開(kāi)啟與暫�？刂�。
2.2高效率優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.2.1液壓絞車控制
采用電控液來(lái)取代傳統(tǒng)的液壓絞車氣控液，可在司鉆控制房當(dāng)中遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓絞車的精確化控制。通過(guò)司鉆控制房所供應(yīng)的電力來(lái)源，整個(gè)石油修井機(jī)的控制系統(tǒng)是通過(guò)液壓絞車電控液控制手柄、電磁比例換向閥、數(shù)字放大器等所共同構(gòu)成。液壓絞車電控手柄標(biāo)準(zhǔn)電壓被輸入至數(shù)字放大器內(nèi)，通過(guò)其具體化的處理后，便可獲得脈寬調(diào)制控制電流輸出信號(hào)，其可直接被應(yīng)用到電磁比例換向閥中，便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于液壓絞車轉(zhuǎn)動(dòng)方向與速率的精準(zhǔn)化掌控[2]。
2.2.2液壓貓頭控制
利用電控液的方式來(lái)促成在司鉆控制房當(dāng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程精確化的液壓貓頭控制。通過(guò)司鉆控制房來(lái)提供以電力來(lái)源，在貓頭與卸扣開(kāi)關(guān)量的信息被錄入至自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中央處理器的處理，再輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并使之直接應(yīng)用于繼電器KA1，并通過(guò)電磁換向閥轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)貓頭卸扣功能；在貓頭會(huì)為開(kāi)關(guān)量信息被錄入至自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中后，通過(guò)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的中央處理器處理以后，再輸出與之所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并將之直接作用到繼電器上，同時(shí)電磁轉(zhuǎn)向閥作出相應(yīng)的動(dòng)作，促使貓頭回位控制可有效實(shí)現(xiàn)[3]。
2.3安全性優(yōu)化設(shè)計(jì)
一般而言在司鉆房當(dāng)中要想促成液壓站遠(yuǎn)程開(kāi)啟與暫停功能的實(shí)現(xiàn)，還應(yīng)當(dāng)首先確保高低液位監(jiān)測(cè)、油壓保護(hù)、油溫自控、盤剎手柄保護(hù)等功能能夠得以達(dá)成。
2.3.1液位監(jiān)測(cè)
在液壓站的油箱當(dāng)中通常都裝設(shè)了防爆液位傳感設(shè)備，其可實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)時(shí)性的液位信息被傳輸至自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，利用PROFIBUS總線手段促使實(shí)際的液位值測(cè)量結(jié)果可被實(shí)時(shí)性的顯示與司鉆控制房觸摸屏之上，一旦液位出現(xiàn)過(guò)高或過(guò)低現(xiàn)象均可在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)信號(hào)。
2.3.2油壓保護(hù)
在盤剎系統(tǒng)當(dāng)中裝設(shè)了壓力傳感設(shè)備，其中具體包括了左右工作鉗、安全鉗等壓力傳感設(shè)備，一旦壓力傳感設(shè)備檢測(cè)到相應(yīng)的壓力信號(hào)小于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)（通常＜6.5MP），則絞車主電機(jī)將會(huì)被暫停，亦或是在啟動(dòng)之后使其轉(zhuǎn)速歸零同時(shí)進(jìn)行剎車制動(dòng)。在絞車主電機(jī)開(kāi)啟以后，其左、右兩端工作壓力＞0.2MP，工作鉗便不能夠解除剎車狀態(tài)；安全鉗壓力＜6.5MP時(shí)，不能解開(kāi)安全鉗，絞車速度也難以確定。
2.3.3油溫自控
針對(duì)油溫的控制重點(diǎn)是利用防爆鉑電阻溫度傳感設(shè)備，防爆加熱設(shè)備、循環(huán)油泵和散熱風(fēng)機(jī)等一同進(jìn)行控制，以確保油溫可被始終控制在30~55℃的范圍之中，并且將實(shí)時(shí)性的測(cè)量油溫顯示在司鉆控制房觸摸屏之上。一旦油溫低于30℃之時(shí)，防爆鉑電阻溫度傳感器便會(huì)將信號(hào)發(fā)送到自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，并促使循環(huán)油泵與加熱器得以開(kāi)啟，直至油溫升高到高于最低值5℃以后，便停止進(jìn)行加熱。而在油溫高于55℃之時(shí)，防爆鉑的電阻溫度傳感設(shè)備便會(huì)向自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，進(jìn)而系統(tǒng)將會(huì)控制循環(huán)油泵與散熱風(fēng)機(jī)設(shè)備，直到油溫下降到低于最高溫度值5℃以后，再將冷卻裝置關(guān)閉[4]。
2.3.4盤剎手柄保護(hù)
這一保護(hù)措施關(guān)鍵是要確保在觸摸屏操作模式之下發(fā)揮出保護(hù)效果，在絞車正常給定速度運(yùn)轉(zhuǎn)之時(shí)，若突發(fā)出現(xiàn)盤剎手柄動(dòng)作，其手柄非零位信號(hào)被發(fā)送至自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，相應(yīng)的絞車主電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速率將重新歸零，同時(shí)做出剎車動(dòng)作。
總而言之，為了提高海洋石油平臺(tái)油井的采收率，日常的油水井作業(yè)日漸頻繁，修井工藝也日漸復(fù)雜。對(duì)于目前科技領(lǐng)域內(nèi)的最新研究成果加以充分利用，并結(jié)合以豐富的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)積累，借助于科學(xué)化的方式手段來(lái)開(kāi)展針對(duì)海洋石油修井機(jī)的能力優(yōu)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)修井機(jī)整體性能的全面提升，使其具備以強(qiáng)大的能力并以此來(lái)促進(jìn)修井作業(yè)效率的提升。
參考文獻(xiàn)
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