節(jié)流閥數(shù)字化控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及節(jié)流閥控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在石油開采地質(zhì)越來越復(fù)雜，鉆井要求越來越高。為了保證鉆井的安全和經(jīng)濟(jì)性及油氣產(chǎn)量，要求能精確控制井眼環(huán)空壓力，這對(duì)控壓設(shè)備的精度要求越來越高。
[0003]原有節(jié)流閥控制裝置一種是由手輪、導(dǎo)桿組成，采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，不能遠(yuǎn)距離操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大；另一種由電機(jī)或液壓馬達(dá)和傳動(dòng)箱組成，采用了電液驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)，雖然能遠(yuǎn)距離操作，但不能進(jìn)行比率調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度低，無反饋等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題:為了克服操作過程中人為因素大，作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度高，反應(yīng)速度慢，無反饋和控制精度低等問題，本實(shí)用新型提供一種能解決上述缺陷的節(jié)流閥數(shù)字控制裝置。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:節(jié)流閥數(shù)字控制裝置由操作模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊、反饋模塊組成；其特征是操作模塊采用了人機(jī)界面(HMI)，經(jīng)過通訊電纜連接控制模塊，控制模塊采用了程序控制器(PLC)和伺服定位模塊，再由指令電纜連接驅(qū)動(dòng)模塊和反饋電纜連接反饋模塊，驅(qū)動(dòng)模塊采用數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器，由動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜連接到執(zhí)行模塊中的伺服電機(jī)，執(zhí)行模塊的伺服電機(jī)同軸連接到減速器，然后由聯(lián)軸器連接到節(jié)流閥操作桿，節(jié)流閥操作桿上同軸安裝絕對(duì)編碼器形成反饋模塊。
[0006]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果:節(jié)流閥數(shù)字化控制裝置采用數(shù)字化輸入，伺服閉環(huán)控制能夠使設(shè)備本身和客戶使用帶來極大的效益。首先，使用了 FM357定位模塊形成位置、速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，設(shè)有倍率開關(guān)，能快速控制節(jié)流閥的開關(guān)速度和位置，提高了節(jié)流閥的靈敏度和定位精度，解決了控制精度誤差大、響應(yīng)不及時(shí)等問題，使得設(shè)備的可靠性和競爭力得到了進(jìn)一步的提升，與其它設(shè)備組成節(jié)流系統(tǒng)相比，該項(xiàng)技術(shù)能更有效地保持井眼壓力穩(wěn)定，降低鉆井液漏失風(fēng)險(xiǎn)，特別是能夠?qū)崿F(xiàn)窄密度窗口的安全鉆井，并十分有利于儲(chǔ)層的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和保護(hù)；其次，由于系統(tǒng)壓力的精確平穩(wěn)控制，減少了系統(tǒng)的震動(dòng)和噪聲，大大提高了泵、閥等系統(tǒng)元件的壽命；另外，系統(tǒng)配置了監(jiān)控軟件和數(shù)據(jù)記錄功能，壓力控制變得極為方便可靠，操作界面美觀人性化，便捷了客戶操作，節(jié)約了客戶的現(xiàn)場監(jiān)控時(shí)間，大大提聞了客戶的效益。
【附圖說明】
[0007]圖1表示的是節(jié)流閥控制裝置示意圖。
[0008]圖2表示的是節(jié)流閥控制裝置控制過程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]節(jié)流閥數(shù)字控制裝置由操作模塊1、控制模塊2、驅(qū)動(dòng)模塊3、執(zhí)行模塊4、反饋模塊5組成；操作模塊I采用人機(jī)界面(HMI)，經(jīng)過通訊電纜連接控制模塊，具體方式是MT8050i觸摸屏及輸入開關(guān)件，安裝在一個(gè)操作箱上；控制模塊2采用了程序控制器(PLC)和伺服定位模塊，再由指令電纜連接驅(qū)動(dòng)模塊和反饋電纜連接反饋模塊，具體方式是用西門子S7-300和FM357定位模塊，共同插在總線底板上；驅(qū)動(dòng)模塊3采用數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器，由動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜連接到執(zhí)行模塊中的伺服電機(jī)，具體方式是由COPAX驅(qū)動(dòng)器安裝在隔爆箱內(nèi)構(gòu)成；執(zhí)行模塊4的伺服電機(jī)同軸連接到減速器，采用的方式是由EX630防爆型伺服電機(jī)同軸連接MIJNO減速器；然后由聯(lián)軸器連接到節(jié)流閥操作桿，節(jié)流閥操作桿上同軸安裝SCANC0N絕對(duì)編碼器形成反饋模塊5 ;節(jié)流閥數(shù)字控制裝置采用的上述零部件型號(hào)均為目前市售產(chǎn)品型號(hào)。
[0010]控制過程:由HMI輸入數(shù)據(jù)，PLC計(jì)算后傳送給FM357定位模塊，F(xiàn)M357定位模塊接收控制程序，編譯后發(fā)送指令給SV伺服驅(qū)動(dòng)器，SV伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部ASR速度調(diào)節(jié)器和ACR電流調(diào)節(jié)器根據(jù)指令數(shù)據(jù)控制UPE逆變器輸出達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，BQ編碼器反饋電機(jī)數(shù)據(jù)給SV伺服驅(qū)動(dòng)器，再經(jīng)過MIJNO行星減速機(jī)構(gòu)，組成節(jié)流閥執(zhí)行器，然后由PG反饋閥開關(guān)位置速度等數(shù)據(jù)給FM357定位模塊，F(xiàn)M357定位模塊再與控制程序數(shù)據(jù)比較，形成一個(gè)閉環(huán)的節(jié)流閥開關(guān)位置控制過程。
[0011]節(jié)流閥數(shù)字控制裝置采用防爆型伺服電機(jī)，滿足鉆井環(huán)境安全要求，由行星減速機(jī)構(gòu)傳遞大扭矩，使用絕對(duì)編碼器反饋，具有精度高、速度快、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，與PLC控制器組成一套閉環(huán)控制系統(tǒng)；由顯示屏提供可視化操作，具有參數(shù)設(shè)定和數(shù)字化輸入和顯示，并提供報(bào)警信息及曲線。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.節(jié)流閥數(shù)字化控制裝置，由操作模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊、反饋模塊組成，其特征是操作模塊是MT8050i觸摸屏及輸入開關(guān)件安裝在一個(gè)操作箱上，經(jīng)過通訊電纜連接控制模塊；控制模塊采用西門子S7-300和FM357定位模塊，共同插在總線底板上，再由指令電纜連接驅(qū)動(dòng)模塊，反饋電纜連接反饋模塊，驅(qū)動(dòng)模塊由COPAX驅(qū)動(dòng)器安裝在隔爆箱內(nèi)，由動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜連接到執(zhí)行模塊中的伺服電機(jī)；執(zhí)行模塊采用EX630防爆型伺服電機(jī)同軸連接MIJNO減速器，然后由聯(lián)軸器連接到節(jié)流閥操作桿，節(jié)流閥操作桿上同軸安裝絕對(duì)編碼器形成反饋模塊，反饋模塊采用SCANC0N防爆絕對(duì)型編碼器，再同軸與節(jié)流閥操作桿連接。
【專利摘要】節(jié)流閥數(shù)字化控制裝置，涉及節(jié)流閥控制裝置，由操作模塊、控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊、反饋模塊組成；其特征是操作模塊采用了人機(jī)界面，經(jīng)過通訊電纜連接控制模塊，控制模塊采用了程序控制器和伺服定位模塊，再由指令電纜連接驅(qū)動(dòng)模塊和反饋電纜連接反饋模塊，驅(qū)動(dòng)模塊采用數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)器，由動(dòng)力電纜和信號(hào)電纜連接到執(zhí)行模塊中的伺服電機(jī)，執(zhí)行模塊的伺服電機(jī)同軸連接到減速器，然后由聯(lián)軸器連接到節(jié)流閥操作桿，節(jié)流閥操作桿上同軸安裝絕對(duì)編碼器形成反饋模塊。本實(shí)用新型能有效地保持井眼壓力穩(wěn)定，降低鉆井液漏失風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)窄密度窗口的安全鉆井。
【IPC分類】G05D16-20, G05B19-05
【公開號(hào)】CN204423081
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420840126
【發(fā)明人】黃河
【申請(qǐng)人】美鉆石油鉆采系統(tǒng)工程（上海）有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日