海洋石油修井機(jī)優(yōu)化設(shè)計探討論文
1石油修井機(jī)液控系統(tǒng)存在的主要問題
1.1安全隱患嚴(yán)重
液壓站當(dāng)中所配備的高低液位報警系統(tǒng)、油溫自控系統(tǒng)無法使油溫、油位等信息被及時的報告給司鉆控制房，在修井作業(yè)之時，若本地報警系統(tǒng)出現(xiàn)了故障問題，司鉆將難以及時獲取到油溫與油位的警報信息，由此便極有可能會造成嚴(yán)重的安全隱患。電驅(qū)動修井機(jī)絞車盤剎控制手柄零位信號無法為自動化控制系統(tǒng)所及時獲取，一般狀況下大都是采取觸摸屏來實現(xiàn)對于絞車的控制，盤剎手柄在突然啟動之時，工作鉗比例可實現(xiàn)對閥門的控制，若此時轉(zhuǎn)速不為零則絞車將會做出剎車動作，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)中來實現(xiàn)對液壓站的開啟或暫停，無法促使司鉆控制房實現(xiàn)遠(yuǎn)程開啟或暫停。電驅(qū)動修井機(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，在操作之時有著十分明顯的'延時性現(xiàn)象，操作起來極為不便，在緊急作業(yè)時這一缺陷將更加明顯。
2系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計
2.1液壓站遠(yuǎn)程自動化控制
液壓遠(yuǎn)程控制需要可以在司鉆房當(dāng)中實現(xiàn)對以下幾項設(shè)備的開啟與暫�？刂�，其具體包括有：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，對于盤剎電機(jī)、加熱器、冷卻風(fēng)機(jī)、循環(huán)油泵等采取開啟與暫停軟輸入控制，利用自動化控制系統(tǒng)以及PROFIBUS總線技術(shù)來實現(xiàn)互相通訊，依據(jù)司鉆處于觸摸屏的操作執(zhí)行狀態(tài)下來進(jìn)行有關(guān)的輸出控制，達(dá)成對于電機(jī)在遠(yuǎn)距離條件下的開啟與暫停控制。
2.2高效率優(yōu)化設(shè)計
2.2.1液壓絞車控制
采用電控液來取代傳統(tǒng)的液壓絞車氣控液，可在司鉆控制房當(dāng)中遠(yuǎn)程實現(xiàn)對液壓絞車的精確化控制。通過司鉆控制房所供應(yīng)的電力來源，整個石油修井機(jī)的控制系統(tǒng)是通過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，其可直接被應(yīng)用到電磁比例換向閥中，便能夠?qū)崿F(xiàn)對于液壓絞車轉(zhuǎn)動方向與速率的精準(zhǔn)化掌控[2]。
2.2.2液壓貓頭控制
利用電控液的方式來促成在司鉆控制房當(dāng)中實現(xiàn)遠(yuǎn)程精確化的液壓貓頭控制。通過司鉆控制房來提供以電力來源，在貓頭與卸扣開關(guān)量的信息被錄入至自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，通過自動化控制系統(tǒng)中央處理器的處理，再輸出開關(guān)量信號，并使之直接應(yīng)用于繼電器KA1，并通過電磁換向閥轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)貓頭卸扣功能；在貓頭會為開關(guān)量信息被錄入至自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中后，通過自動化控制系統(tǒng)的中央處理器處理以后，再輸出與之所對應(yīng)的開關(guān)量信號，并將之直接作用到繼電器上，同時電磁轉(zhuǎn)向閥作出相應(yīng)的動作，促使貓頭回位控制可有效實現(xiàn)[3]。
2.3安全性優(yōu)化設(shè)計
一般而言在司鉆房當(dāng)中要想促成液壓站遠(yuǎn)程開啟與暫停功能的實現(xiàn)，還應(yīng)當(dāng)首先確保高低液位監(jiān)測、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
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，其可實現(xiàn)對于實時性的液位信息被傳輸至自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，利用PROFIBUS總線手段促使實際的液位值測量結(jié)果可被實時性的顯示與司鉆控制房觸摸屏之上，一旦液位出現(xiàn)過高或過低現(xiàn)象均可在第一時間發(fā)出警報信號。
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)備檢測到相應(yīng)的壓力信號小于標(biāo)準(zhǔn)值時（通常＜6.5MP），則絞車主電機(jī)將會被暫停，亦或是在啟動之后使其轉(zhuǎn)速歸零同時進(jìn)行剎車制動。在絞車主電機(jī)開啟以后，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，不能解開安全鉗，絞車速度也難以確定。
2.3.3油溫自控
針對油溫的控制重點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，并且將實時性的測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，防爆鉑電阻溫度傳感器便會將信號發(fā)送到自動化控制系統(tǒng)當(dāng)中，并促使循環(huán)油泵與加熱器得以開啟，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，防爆鉑的電阻溫度傳感設(shè)備便會向自動化控制系統(tǒng)發(fā)出報警信號，進(jìn)而系統(tǒng)將會控制循環(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轉(zhuǎn)之時，若突發(fā)出現(xiàn)盤剎手柄動作，其手柄非零位信號被發(fā)送至自動化控制系統(tǒng)中，相應(yīng)的絞車主電機(jī)轉(zhuǎn)動速率將重新歸零，同時做出剎車動作。
總而言之，為了提高海洋石油平臺油井的采收率，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)驗與知識積累，借助于科學(xué)化的方式手段來開展針對海洋石油修井機(jī)的能力優(yōu)化設(shè)計，促進(jìn)修井機(jī)整體性能的全面提升，使其具備以強(qiáng)大的能力并以此來促進(jìn)修井作業(yè)效率的提升。
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