泥漿溢流量裝置說明

一、問題的提出：
在鉆井的過程中，我們需要按照特定的順序來調(diào)節(jié)從泥漿泵排出的泥漿流量。使其發(fā)送指令至我們的井下定向井儀器。發(fā)送指令至井下工具，我們需要有大約泥漿排量的20-25%脈沖變化(從490 gpm 降至340 gpm)，并保持一段時間。按照電腦程序設定的排量變化的時間序列，我們相應的調(diào)整泥漿的排量, 從而發(fā)出高低不同流量的泥漿脈沖并傳遞給定向井儀器。 為了成功地發(fā)送指令,我們必須能夠快速有效的改變從泥漿泵供應的泥漿流量。
在大多數(shù)的鉆井平臺上,定向井工程師可以手動調(diào)節(jié)司鉆控制臺的手輪 (改變可控硅SCR 供給泥漿泵電機的電流),根據(jù)秒表的計時來調(diào)整排量. 但是,國內(nèi)北部和西部的大多數(shù)機械鉆機無法按照我們的要求來調(diào)整泥漿流量。
所以，我們要設計一套泥漿排量控制和調(diào)節(jié)設備，從主管線上分流大約20-25%的泥漿排量(從490 gpm 降至340 gpm)，并保持一段時間, 按照電腦程序設定的排量變化的時間序列也就相應的調(diào)整了主管線的泥漿的排量, 從而使其發(fā)出高低不同流量的泥漿脈沖并傳遞給定向井儀器， 為了成功地發(fā)送指令,我們“控制和調(diào)節(jié)設備”必須能夠快速有效的改變的泥漿流量。
流量調(diào)節(jié)設備將可能會工作在40Mpa的高壓環(huán)境下,故此使用中的安全問題是非常重要的。.
二、流量調(diào)節(jié)器的設計要求
1. ＞工作壓力: > 45 Mpa
2. 采用合理的導流裝置 ( 液壓閥, 柱塞等等)
3. 自動控制和液壓控制: 嚴禁人工開關(guān)閥門! 因為一旦流量調(diào)節(jié)器的聯(lián)接處刺穿,高壓流體會直接導致人身傷害.
4. 可靠性 (耐沖蝕, 耐腐蝕, 防止刺穿及泄漏)
5. 與鉆機聯(lián)接的兼容性
6. 迅速的流量調(diào)節(jié)速度(開關(guān)閥門的時間 <5秒)
7. 相對較小的體積及便攜性
較低的購買和維護成本                                                                                       
三、軟件設計要求
本設計系統(tǒng)是一套智能調(diào)節(jié) “鉆井泥漿的溢流流量”的自動操作系統(tǒng)，以西門子可編程控制器PLC為控制核心由人機界面（觸摸屏）設定流量，并且動態(tài)顯示現(xiàn)場各執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，由球閥(或針閥)的開關(guān)變化實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。
其硬件由PLC、傳感器（定位器）、氣源處理三大件、氣動球閥（針閥）、電磁閥等組成。系統(tǒng)采用傳感器控制球閥（針閥）的開啟而改變泥漿流量，系統(tǒng)能夠自動和手動完成啟動、停止、無沖擊切換，以及故障報警和各個流量脈沖的指令。
1、 實現(xiàn)流量自動控制。
將我們需要的一系列脈沖排量變化的時間序列輸入到軟件內(nèi)。
      對泥漿泵（沖次與行程）流量、系統(tǒng)內(nèi)部各閥門、傳感器（定位器）、氣源處理三大件、氣動球閥（針閥）、電磁閥等開關(guān)運行等信號進行采集�？稍赑LC人機界面（含觸摸屏）上對閥門的啟閉、設備的啟停、流量脈沖的指令進行操作。該功能通過 “手動／自動”開關(guān)來進行切換。
2、 泥漿流量調(diào)節(jié)裝置示意圖見附件二。
3、 流程圖顯示功能
   該界面是根據(jù)現(xiàn)場工作過程而設計，具有和實際工作狀態(tài)相同，同時又具有操作方便、使用簡單、直觀明了的特點。面板上可以顯示模擬量的數(shù)據(jù)和開關(guān)量的狀態(tài)顯示。
 4、實時、歷史數(shù)據(jù)處理和報表生成功能，數(shù)據(jù)庫采集設備運行狀態(tài)、流量、等有關(guān)數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)可按曲線方式顯示。
 5、報警和事故處理功能
系統(tǒng)將對設備參數(shù)超限、流量參數(shù)異常以及設備運行狀態(tài)失控進行報警以及提示故障設備檢修方法，便于操作人員和維修人員及時處理。
 6、報表打印和管理功能
可以管理整個生產(chǎn)，對各生產(chǎn)進程24小時監(jiān)視�？梢杂涗浢拷M脈沖信號并打印各組脈沖過程的報表。
該報表是根據(jù)用戶的需要所作的歷史數(shù)據(jù)的報表，可根據(jù)客戶不同的需要，做成不同的報表。
 7、系統(tǒng)組態(tài)和參數(shù)設置
如改變流量脈沖組合，技術(shù)人員可根據(jù)實際需要，通過設定口令重新進行參數(shù)設置。
 

寶雞匯海石油機械有限公司

2000年7月17日

 

注： 1.  4″管道流量傳感器的規(guī)格型號及單價；球閥、針閥開關(guān)可調(diào)的傳感器的規(guī)格型號及單價；
2. PLC控制裝置系統(tǒng)設計、制作（包括所用附件）報價。