專利名稱：鉆井液plc自動控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種PLC自動控制系統(tǒng)及其控制方法，具體是一種鉆井液PLC自 動控制系統(tǒng)及其控制方法。
二、背景技術(shù)
鉆井液俗稱泥漿，在鉆井過程中起著多種非常重要的作用，如平衡井筒壓力、攜帶 巖屑、冷卻鉆頭、鞏固井壁和保護(hù)油氣層等。以往的配液主要是靠人工測量鉆井液的參數(shù)， 按照所需技術(shù)參數(shù)添加各種用料，使所需液體達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，滿足鉆井施工。因此，需投入 大量的技術(shù)人員和工作人員，每個環(huán)節(jié)都必須有專人盯崗，操作和管理都極為不便。目前， 專利號200510102405. 7提供了一種鉆井液配方智能設(shè)計(jì)器，可根據(jù)鉆井作業(yè)隊(duì)提出的鉆 井液性能要求，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的鉆井液配方，配方包括所需的化學(xué)藥品和相應(yīng)的含量，可為鉆 井液配方設(shè)計(jì)人員提供輔助性信息，降低設(shè)計(jì)成本。但是，根據(jù)鉆井液配方智能設(shè)計(jì)器設(shè)計(jì) 出的配方制備鉆井液時，還是需要人工給料，無法實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化。PLC即可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，是一種取代傳統(tǒng)繼 電器控制裝置專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。PLC采用可以 編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等 操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等優(yōu) 點(diǎn)。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交 通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，但還未見應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)自動配制鉆井液的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述問題提供一種鉆井液PLC自動控制系統(tǒng)及其控制方法， 可解決鉆井液的人工配制問題，完全實(shí)現(xiàn)自動化。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)鉆井液PLC自動控制系統(tǒng)與鉆井泵和固控設(shè)備 配合使用，該系統(tǒng)是由中央處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、液晶顯示屏組成的中央處理單 元，以及與其相連的電磁流量計(jì)、泥漿流量計(jì)、智能泥漿液位測量器、鉆井液密度測試儀、鉆 井液粘度測量儀、攪拌機(jī)、粘土進(jìn)料口、膨潤土進(jìn)料口、加重材料進(jìn)料口、降濾失劑進(jìn)料口、 增粘劑進(jìn)料口、進(jìn)水口、進(jìn)口泵、出口泵構(gòu)成；其中，與混漿池相連的智能泥漿液位測量器、 鉆井液密度測試儀、鉆井液粘度測量儀與PLC的輸入端連接；電磁流量計(jì)和進(jìn)口泵連接后 與PLC的輸入端連接；泥漿流量計(jì)和出口泵連接后與PLC的輸入端連接；粘土進(jìn)料口、膨潤 土進(jìn)料口、加重材料進(jìn)料口、降濾失劑進(jìn)料口、增粘劑進(jìn)料口、進(jìn)水口均通過電動調(diào)節(jié)閥和 PLC的輸出端連接后開口于混漿池；進(jìn)口泵、攪拌機(jī)、出口泵均通過電磁繼電器和PLC的輸 出端連接。應(yīng)用PLC系統(tǒng)自動配制鉆井液的控制方法是中央處理器發(fā)出指令經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換 器轉(zhuǎn)換成模擬量以后，通過電動調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)水口、粘土進(jìn)料口、膨潤土進(jìn)料口、加重材料進(jìn)料口、降濾失劑進(jìn)料口、增粘劑進(jìn)料口的工作，同時，中央處理器通過電磁繼電器控制進(jìn) 口泵、攪拌機(jī)、出口泵的開關(guān)狀態(tài)；電磁流量計(jì)、泥漿流量計(jì)、智能泥漿液位測量器、鉆井液 密度測試儀、鉆井液粘度測量儀將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后進(jìn)入中央 處理器，經(jīng)過中央處理器運(yùn)算后得出的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上；所述的各種元件通過流 量信號、液位信號、密度信號、粘度信號與設(shè)備的開關(guān)信號相連，并由組態(tài)軟件操控；所述的 電磁流量計(jì)、泥漿流量計(jì)、智能泥漿液位測量器、鉆井液密度測試儀、鉆井液粘度測量儀傳 輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的流量信號、液位信號、密度信號、粘度信號以4-20mA的電流信號傳輸； 所述的PLC控制系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出控制粘土進(jìn)料口、膨潤土進(jìn)料口、加重材料 進(jìn)料口、降濾失劑進(jìn)料口、增粘劑進(jìn)料口、進(jìn)水口、進(jìn)口泵、出口泵、攪拌機(jī)的工作。 采用上述技術(shù)方案的積極效果本發(fā)明將PLC與配制鉆井液的各種儀器相連，通 過PLC控制粘土進(jìn)料口、膨潤土進(jìn)料口、加重材料進(jìn)料口、降濾失劑進(jìn)料口、增粘劑進(jìn)料口、 進(jìn)水口、攪拌機(jī)、進(jìn)口泵、出口泵的工作，同時電磁流量計(jì)、泥漿流量計(jì)、智能泥漿液位測量 器、鉆井液密度測試儀、鉆井液粘度測量儀將采集到的數(shù)據(jù)及時反饋給PLC，解決了鉆井施 工現(xiàn)場的人工配液問題，真正實(shí)現(xiàn)了自動給料、自動補(bǔ)液、實(shí)時監(jiān)測技術(shù)參數(shù)，提高了鉆井 施工的成功率，避免由于鉆井液不達(dá)標(biāo)造成工程質(zhì)量事故，可減少現(xiàn)場配液所需的人力物 力，降低生產(chǎn)成本。
四

圖1是本發(fā)明中PLC自動控制系統(tǒng)工作框圖；圖2是本發(fā)明中自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的工藝流程框圖。圖中1進(jìn)水口，2進(jìn)口泵，3粘土進(jìn)料口，4膨潤土進(jìn)料口，5加重材料進(jìn)料口，6降 濾失劑進(jìn)料口，7增粘劑進(jìn)料口，8出口泵，9攪拌機(jī)，10電磁流量計(jì)，11泥漿流量計(jì)，12智能 泥漿液位測量器，13鉆井液密度測試儀，14鉆井液粘度測量儀，15混漿池，16中央處理器， 17A/D轉(zhuǎn)換器，18D/A轉(zhuǎn)換器，19液晶顯示屏，20鉆井泵，21固控設(shè)備，22a、22b、22c、22d、 22e、22f電動調(diào)節(jié)閥，23a、23b、23c電磁繼電器。五具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1是本發(fā)明中PLC自動控制系統(tǒng)工作框圖，圖2是本發(fā)明中自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 示意圖，圖中的虛線部分表示鉆井循環(huán)，結(jié)合圖1、圖2所示，鉆井液PLC自動控制系統(tǒng)，與 鉆井泵20和固控設(shè)備21配合使用，該系統(tǒng)是由中央處理器16、A/D轉(zhuǎn)換器17、D/A轉(zhuǎn)換器 18、液晶顯示屏19組成的中央處理單元，以及與其相連的電磁流量計(jì)10、泥漿流量計(jì)11、智 能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液粘度測量儀14、攪拌機(jī)9、粘土進(jìn)料口 3、膨潤土進(jìn)料口 4、加重材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7、進(jìn)水口 1、進(jìn)口泵 2、出口泵8構(gòu)成。其中，中央處理器優(yōu)選CPU224中央處理器，數(shù)字量模塊優(yōu)選SM321數(shù)字 量輸入模塊和SM322數(shù)字量輸出模塊，模擬量模塊優(yōu)選EM231模擬量輸入模塊和EM232模 擬量輸出模塊。與混漿池15相連的智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液 粘度測量儀14與PLC的輸入端連接；電磁流量計(jì)10和進(jìn)口泵2連接后與PLC的輸入端連 接；泥漿流量計(jì)11和出口泵8連接后與PLC的輸入端連接；進(jìn)水口 1、粘土進(jìn)料口 3、膨潤土 進(jìn)料口 4、加重材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7均通過電動調(diào)節(jié)閥22a、電動調(diào)節(jié)閥22b、電動調(diào)節(jié)閥22c、電動調(diào)節(jié)閥22d、電動調(diào)節(jié)閥22e、電動調(diào)節(jié)閥22f和PLC的 輸出端連接后開口于混漿池15 ；進(jìn)口泵2、攪拌機(jī)9、出口泵8均通過電磁繼電器23a、電磁 繼電器23b、電磁繼電器23c和PLC的輸出端連接。以上的CPU224中央處理器、SM321數(shù)字 量輸入模塊、SM322數(shù)字量輸出模塊、EM231模擬量輸入模塊、EM232模擬量輸出模塊、電磁 流量計(jì)10、泥漿流量計(jì)11、智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液粘度測量 儀14在市面上均有銷售。加重材料可以是API級重晶石粉，降濾失劑可以是聚合淀粉，增 粘劑可以是黃原膠、高分子纖維素、高粘度聚陰離子纖維素等生物聚合物中的任意一種。圖3是本發(fā)明的工藝流程框圖，圖中的虛線部分表示鉆井循環(huán)，如圖所示，應(yīng)用 PLC系統(tǒng)自動配制鉆井液的控制方法是首先將粘土進(jìn)料口 3、膨潤土進(jìn)料口 4、加重材料進(jìn) 料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7的料斗加滿所需用料，然后運(yùn)行PLC控制系統(tǒng)， 中央處理器16發(fā)出的指令經(jīng)過 D/A轉(zhuǎn)換器18轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，分別給定進(jìn)水口 1、粘土 進(jìn)料口 3、膨潤土進(jìn)料口 4、加重材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7的工作電 流，進(jìn)水口 1、粘土進(jìn)料口 3、膨潤土進(jìn)料口 4、加重材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑 進(jìn)料口 7上的電動調(diào)節(jié)閥22a、電動調(diào)節(jié)閥22b、電動調(diào)節(jié)閥22c、電動調(diào)節(jié)閥22d、電動調(diào)節(jié) 閥22e、電動調(diào)節(jié)閥22f接收電流后，通過調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)閥22a、電動調(diào)節(jié)閥22b、電動調(diào)節(jié) 閥22c、電動調(diào)節(jié)閥22d、電動調(diào)節(jié)閥22e、電動調(diào)節(jié)閥22f的開度來控制進(jìn)水口 1、粘土進(jìn)料 口 3、膨潤土進(jìn)料口 4、加重材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7的進(jìn)料流量； 同時，中央處理器16通過電磁繼電器23b開啟攪拌機(jī)9進(jìn)行攪拌混漿。電磁流量計(jì)10、泥 漿流量計(jì)11、智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液粘度測量儀14將采集 到的流量信號、液位信號、密度信號、粘度信號輸入到A/D轉(zhuǎn)換器17，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器17轉(zhuǎn) 換成數(shù)字量進(jìn)入PLC的中央處理器16，經(jīng)過運(yùn)算后得出的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏19上。技 術(shù)參數(shù)合格后，PLC控制系統(tǒng)通過電磁繼電器23c打開出口泵8，鉆井液經(jīng)鉆井泵20加壓 后進(jìn)入鉆井循環(huán)，從井內(nèi)循環(huán)出來的鉆井液，進(jìn)入固控設(shè)備21除砂、除泥后，再進(jìn)入混漿池 15，經(jīng)過智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液粘度測量儀14的技術(shù)參數(shù) 校正，重新循環(huán)。方案中所涉及的電磁流量計(jì)10、泥漿流量計(jì)11、智能泥漿液位測量器12、鉆井液 密度測試儀13、鉆井液粘度測量儀14是通過流量信號、液位信號、密度信號、粘度信號與設(shè) 備的開關(guān)信號相連，并由組態(tài)軟件操控，組態(tài)軟件為市場上已開發(fā)的成熟軟件。其中的電磁 流量計(jì)10、泥漿流量計(jì)11、智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液粘度測量 儀14傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的流量信號、液位信號、密度信號、粘度信號以4-20mA的電流信 號傳輸。PLC控制系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出，控制粘土進(jìn)料口 3、膨潤土進(jìn)料口 4、加 重材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7、進(jìn)水口 1、進(jìn)口泵2、出口泵8、攪拌機(jī) 9的工作。所述的電磁流量計(jì)10傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的流量信號以4_20mA的電流信號傳 輸，其中，4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-240m3/h的流量值；所述的泥漿流量計(jì) 11傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的流量信號以4-20mA的電流信號傳輸，其中，4_20mA的電流信號 等比例由低到高對應(yīng)0-180m3/h的流量值；所述的智能泥漿液位測量器12傳輸?shù)絇LC控制 系統(tǒng)的液位信號以4-20mA的電流信號傳輸，其中，4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng) 0-1. 5m的液位值；所述的鉆井液密度測試儀13傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的密度信號以4_20mA的電流信號傳輸，其中，4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-2. 2X103kg/m3的密度 值；所述的鉆井液粘度測量儀14傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的粘度信號以4-20mA的電流信號傳 輸，其中，4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-150MPa · s的粘度值；所述的PLC控制 系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出控制粘土進(jìn)料口 3的工作，其中，4_20mA的電流信號等比例 由低到高對應(yīng)0-120m3/h的粘土用量；所述的PLC控制系統(tǒng)以4_20mA的電流信號輸出控制 膨潤土進(jìn)料口 4的工作，其中，4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-180m3/h的膨潤土 用量；所述的PLC控制系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出控制加重材料進(jìn)料口 5的工作，其中， 4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-30m3/h的加重材料用量；所述的PLC控制系統(tǒng)以 4-20mA的電流信號輸出控制降濾失劑進(jìn)料口 6的工作，其中，4_20mA的電流信號等比例由 低到高對應(yīng)0-60m3/h的降濾失劑用量；所述的PLC控制系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出控 制增粘劑進(jìn)料口 7的工作，其中，4-20mA的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-60m3/h的增粘 劑用量；所述的PLC控制系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出控制進(jìn)水口 1的工作，其中，4_20mA 的電流信號等比例由低到高對應(yīng)0-150m3/h的水量；所述的攪拌機(jī)9轉(zhuǎn)速恒定為llOrpm， PLC控制系統(tǒng)通過電磁繼電器23b控制攪拌機(jī)9的開關(guān)狀態(tài)。鉆井液是由水、膨潤土、粘土、加重材料、降濾失劑、增粘劑組成的混合物，其中， 膨 潤土的用量為水用量的1/13，粘土用量占鉆井液總體積的0. 5-1.0%，降濾失劑用量占鉆 井液總體積的0. 5-1. 0%，增粘劑用量占鉆井液總體積的0. 5-1. 0%，所需加重材料的體積
ν, (ρ, - ρΛ
的計(jì)算公式為ν2 = '、"3
Pi -Px其中，V2為所需加重材料的體積；Vl為加重前的泥漿體積；P ！為加重前的泥漿比 重；P 2為加重材料的比重；P 3為加重后的泥漿比重。設(shè)計(jì)配制粘度為70MPa · S、密度為1. 2X 103kg/m3的鉆井液，具體操作如下先將 粘土進(jìn)料口 3的料斗加滿粘土，膨潤土進(jìn)料口 4的料斗加滿膨潤土，加重材料進(jìn)料口 5的料 斗加滿API級重晶石粉，降濾失劑進(jìn)料口 6的料斗加滿聚合淀粉，增粘劑進(jìn)料口 7的料斗加 滿黃原膠，然后接通電源，啟動電腦，運(yùn)行組態(tài)軟件，輸入鉆井液的期望性能指標(biāo)，即粘度為 70MPa · s、密度為1. 2X103kg/m3，點(diǎn)擊自動配液按鈕，首先打開的是進(jìn)水口 1和膨潤土進(jìn)料 口 4，同時開啟進(jìn)口泵2供水，開啟攪拌機(jī)9進(jìn)行攪拌，通過控制電動調(diào)節(jié)閥22a調(diào)節(jié)進(jìn)水口 1的流量為90m3/h，控制電動調(diào)節(jié)閥22c調(diào)節(jié)膨潤土進(jìn)料口 4的流量為7m3/h，使膨潤土和 水按照1 13的體積比添加，添加后泥漿比重為1.05X 103kg/m3，然后粘土進(jìn)料口 3、加重 材料進(jìn)料口 5、降濾失劑進(jìn)料口 6、增粘劑進(jìn)料口 7開始進(jìn)料，通過電動調(diào)節(jié)閥22b、電動調(diào)節(jié) 閥22d、電動調(diào)節(jié)閥22e、電動調(diào)節(jié)閥22f調(diào)節(jié)各進(jìn)料口的流量，粘土進(jìn)料口 3的流量調(diào)節(jié)為 0. 6m3/h，加重材料進(jìn)料口 5流量調(diào)節(jié)為4. 5m3/h，降濾失劑進(jìn)料口 6流量調(diào)節(jié)為0. 7m3/h，增 粘劑進(jìn)料口 7的流量調(diào)節(jié)為0. 6m3/h。同時，觀察智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試 儀13、鉆井液粘度測量儀14反饋的技術(shù)參數(shù)，當(dāng)鉆井液的密度反饋小于1. 2XlOWm3時， 通過控制加重材料進(jìn)料口 5上的電動調(diào)節(jié)閥22d的開度，加大加重材料進(jìn)料口 5的流量，當(dāng) 鉆井液的密度反饋等于1. 2 XlOWm3時，停止加入API級重晶石粉；當(dāng)鉆井液的粘度反饋 小于70MPa · s時，可增大增粘劑進(jìn)料口 7的流量，當(dāng)鉆井液的粘度反饋大于70MPa · s時， 可加大進(jìn)水口1的進(jìn)水量以降低鉆井液的粘度。剛開始混料的時候，混漿池15為空，因此液位反饋高于0. 6m的時候，并且鉆井液的密度和粘度都達(dá)到預(yù)期目標(biāo)時，再打開出口泵8，并且要保證混漿池15不能溢出；當(dāng)液位 反饋高于0. 8m時，關(guān)閉所有進(jìn)料口以及進(jìn)水口 1，停止加料；等到液位反饋下降到0. 8m以 下的時候，再重新開啟進(jìn)料口以及進(jìn)水口 1的電動調(diào)節(jié)閥。
系統(tǒng)成功配制泥漿后，經(jīng)出口泵8進(jìn)入鉆井泵20加壓后，進(jìn)入鉆井循環(huán)，從井內(nèi)循 環(huán)出來的鉆井液，進(jìn)入固控設(shè)備21除砂、除泥后，再進(jìn)入混漿池15，鉆井液的各種技術(shù)參數(shù) 經(jīng)過循環(huán)后發(fā)生了變化，經(jīng)過智能泥漿液位測量器12、鉆井液密度測試儀13、鉆井液粘度 測量儀14的技術(shù)參數(shù)校正，重新循環(huán)。
權(quán)利要求
一種鉆井液PLC自動控制系統(tǒng)，與鉆井泵(20)和固控設(shè)備(21)配合使用，其特征在于該系統(tǒng)是由中央處理器(16)、A/D轉(zhuǎn)換器(17)、D/A轉(zhuǎn)換器(18)、液晶顯示屏(19)組成的中央處理單元，以及與其相連的電磁流量計(jì)(10)、泥漿流量計(jì)(11)、智能泥漿液位測量器(12)、鉆井液密度測試儀(13)、鉆井液粘度測量儀(14)、攪拌機(jī)(9)、粘土進(jìn)料口(3)、膨潤土進(jìn)料口(4)、加重材料進(jìn)料口(5)、降濾失劑進(jìn)料口(6)、增粘劑進(jìn)料口(7)、進(jìn)水口(1)、進(jìn)口泵(2)、出口泵(8)構(gòu)成；其中，與混漿池(15)相連的智能泥漿液位測量器(12)、鉆井液密度測試儀(13)、鉆井液粘度測量儀(14)與PLC的輸入端連接；電磁流量計(jì)(10)和進(jìn)口泵(2)連接后與PLC的輸入端連接；泥漿流量計(jì)(11)和出口泵(8)連接后與PLC的輸入端連接；進(jìn)水口(1)、粘土進(jìn)料口(3)、膨潤土進(jìn)料口(4)、加重材料進(jìn)料口(5)、降濾失劑進(jìn)料口(6)、增粘劑進(jìn)料口(7)均通過電動調(diào)節(jié)閥(22a、22b、22c、22d、22e、22f)和PLC的輸出端連接后開口于混漿池(15)；進(jìn)口泵(2)、攪拌機(jī)(9)、出口泵(8)均通過電磁繼電器(23a、23b、23c)和PLC的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液PLC自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的中央處理器 采用CPU224中央處理器；所述的數(shù)字量模塊采用SM321數(shù)字量輸入模塊和SM322數(shù)字量輸 出模塊；所述的模擬量模塊采用EM231模擬量輸入模塊和EM232模擬量輸出模塊。
3.一種應(yīng)用PLC系統(tǒng)自動配制鉆井液的控制方法，其特征在于中央處理器(16)發(fā) 出指令經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器(18)轉(zhuǎn)換成模擬量以后，通過電動調(diào)節(jié)閥(22a、22b、22C、22d、22e、 22f)控制進(jìn)水口(1)、粘土進(jìn)料口(3)、膨潤土進(jìn)料口(4)、加重材料進(jìn)料口(5)、降濾失劑 進(jìn)料口(6)、增粘劑進(jìn)料口(7)的工作，同時，中央處理器(16)通過電磁繼電器(23a、23b、 23c)控制進(jìn)口泵(2)、攪拌機(jī)(9)、出口泵(8)的開關(guān)狀態(tài)；電磁流量計(jì)(10)、泥漿流量計(jì) (11)、智能泥漿液位測量器(12)、鉆井液密度測試儀(13)、鉆井液粘度測量儀(14)將采 集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器(17)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后進(jìn)入中央處理器(16)，經(jīng)過中央處理器 (16)運(yùn)算后得出的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏(19)上；所述的各種元件通過流量信號、液位 信號、密度信號、粘度信號與設(shè)備的開關(guān)信號相連，并由組態(tài)軟件操控；所述的電磁流量計(jì) (10)、泥漿流量計(jì)(11)、智能泥漿液位測量器(12)、鉆井液密度測試儀(13)、鉆井液粘度測 量儀(14)傳輸?shù)絇LC控制系統(tǒng)的流量信號、液位信號、密度信號、粘度信號以4-20mA的電 流信號傳輸；所述的PLC控制系統(tǒng)以4-20mA的電流信號輸出控制粘土進(jìn)料口(3)、膨潤土 進(jìn)料口(4)、加重材料進(jìn)料口(5)、降濾失劑進(jìn)料口(6)、增粘劑進(jìn)料口(7)、進(jìn)水口(1)、進(jìn)口 泵(2)、出口泵(8)、攪拌機(jī)(9)的工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用PLC系統(tǒng)自動配制鉆井液的控制方法，其特征在于所 述的加重材料為API級重晶石粉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用PLC系統(tǒng)自動配制鉆井液的控制方法，其特征在于所 述的降濾失劑為聚合淀粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用PLC系統(tǒng)自動配制鉆井液的控制方法，其特征在于所 述的增粘劑為生物聚合物，如黃原膠、高分子纖維素、高粘度聚陰離子纖維素中的任意一 種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆井液PLC自動控制系統(tǒng)及其控制方法，與鉆井泵和固控設(shè)備配合使用，該系統(tǒng)是由中央處理器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、液晶顯示屏、電磁流量計(jì)、泥漿流量計(jì)、智能泥漿液位測量器、鉆井液密度測試儀、鉆井液粘度測量儀、攪拌機(jī)、粘土進(jìn)料口、膨潤土進(jìn)料口、加重材料進(jìn)料口、降濾失劑進(jìn)料口、增粘劑進(jìn)料口、進(jìn)水口、進(jìn)口泵、出口泵構(gòu)成。其控制方法是中央處理器發(fā)出指令控制進(jìn)水口和五個進(jìn)料口、進(jìn)口泵、攪拌機(jī)、出口泵的工作；電磁流量計(jì)、泥漿流量計(jì)、智能泥漿液位測量器、鉆井液密度測試儀、鉆井液粘度測量儀將采集到的數(shù)據(jù)輸入PLC，經(jīng)過PLC運(yùn)算后得出的數(shù)據(jù)顯示在液晶顯示屏上。該方法可減少現(xiàn)場配液所需的人力物力，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號G05B19/05GK101871329SQ201010192919
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者張亞勝 申請人:大慶油田井泰石油工程技術(shù)股份有限公司