專利名稱：萬能旋轉防噴器控制系統的主壓力控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型與欠平衡和控壓鉆井中的萬能旋轉防噴器控制系統有關，是該系統中的主壓力控制裝置。
背景技術：
萬能旋轉防噴器系統是欠平衡和控壓鉆井中關鍵設備之一，主要由萬能旋轉防噴器和液壓控制系統組成，在鉆井過程中起到對井口密封的作用。液壓控制系統給萬能旋轉防噴器提供一個主壓力，萬能旋轉防噴器的膠芯在主壓力的推動下主動抱緊井口的鉆桿進行密封。在鉆井過程中，主壓力必須跟隨井筒壓力變化而變化才能保證井口的可靠密封。液壓控制系統提供的主壓力來自壓力補償型變量泵，主壓力的大小取決于變量泵壓力補償口(X 口)的壓力。壓力補償口(X 口)的壓力目前采用液控型溢流閥來控制，其工作原理是:用井筒壓力傳感器在適當的位置采集井筒壓力，將該井筒壓力加上預設的壓差接入液控型溢流閥的控制端，作為液控型溢流閥的預設值；液控型溢流閥按照一定面積比例將預設值轉換為X 口的壓力值，從而控制主壓力的大小并使主壓力跟隨井筒壓力變化而變化。上述的壓差壓力是根據鉆井要求在一定范圍內自行設定。整個控制過程，井筒壓力信號和壓差壓力信號之和為輸入信號，液控型溢流閥為執行環節。上述液控型溢流閥控制主壓力的方式，雖然可以實現主壓力跟隨井筒壓力變化而變化并能用壓差壓力實現對主壓力的調節，但是這種調節方式存在了很多不足之處。首先，由于液控型溢流閥的動態性、響應性差，液控型溢流閥壓力調節誤差大，有時甚至出現震蕩現象。其次，液控型溢流閥閥芯運動受到摩擦阻力的影響，在控制過程中容易出現空操作現象，即在井筒壓力發生了改變的情況下，而主壓力并未跟隨變化。再者，由于控制過程中沒有反饋環節，主壓力的調節完全依靠人工控制，操作極為不便。發明內容為了解決萬能旋轉防噴器系統出現的主壓力調節誤差大、響應不及時和操作不方便等不足之處，本實用新型提出一種主壓力控制裝置替換原有的液控型溢流閥來提高主壓力的控制效果。本實用新型的技術方案是:一種萬能旋轉防噴器控制系統的主壓力控制裝置，其特征在于該裝置包括PID控制器、放大器和比例溢流閥，PID控制器的信號輸入接口連接井筒壓力傳感器和主壓力傳感器，PID控制器的信號輸出接口串聯連接放大器后接至比例溢流閥的控制端，提供主壓力的變量泵的壓力補償口 X 口連通比例溢流閥的入油口，比例溢流閥的出油口接至回油槽。PID控制器應該設有RS485接口與數據輸入屏連接。本實用新型的工作原理是:PID控制器將來自井筒壓力傳感器的井筒壓力加上預設的壓差壓力作為主壓力的控制目標值，并送入放大器放大后作為控制信號調節比例溢流閥的開閉程度，進而控制變量泵的壓力補償口 X 口的壓力，達到控制主壓力的目的。PID控制器將主壓力傳感器反饋的主壓力實時信號和控制目標值進行比較，然后把比較結果用于計算新的控制信號，進一步調節比例溢流閥的開閉程度，讓主壓力達到或者保持在設定的控制目標值，實現對主壓力的精確控制。本實用新型的技術效果體現在:解決了主壓力誤差大、響應不及時等問題，提高防噴器控制系統的可靠性和安全性；由于主壓力的精確平穩控制，減少了防噴器控制系統的震動和噪聲，提高了變量泵、控制閥等液壓元件的壽命；能增加監控軟件和數據記錄功能，主壓力調節操作變得方便可靠。
附圖是本實用新型的液壓控制示意圖。
具體實施方式
見附圖所示的本實用新型實施例，一種萬能旋轉防噴器控制系統的主壓力控制裝置，該裝置包括PID控制器1、放大器2和比例溢流閥3，PID控制器I的信號輸入接口由信號線連接井筒壓力傳感器4和主壓力傳感器5，PID控制器I的信號輸出接口串聯連接放大器2后接至比例溢流閥3的控制端，PID控制器I輸出的控制信號經放大器2放大后驅動比例溢流閥3調節開閉程度，提供主壓力的變量泵6的壓力補償口即X 口連通比例溢流閥3的入油口，比例溢流閥3的出油口接至回油槽8。PID控制器I應該 設有RS485接口與數據輸入屏7連接。在數據輸入屏7上操作可以調節預設的壓差壓力。
權利要求1.一種萬能旋轉防噴器控制系統的主壓力控制裝置，其特征在于該裝置包括PID控制器、放大器和比例溢流閥，PID控制器的信號輸入接口連接井筒壓力傳感器和主壓力傳感器，PID控制器的信號輸出接口串聯連接放大器后接至比例溢流閥的控制端，提供主壓力的變量泵的壓力補償口 X 口連通比例溢流閥的入油口，比例溢流閥的出油口接至回油槽。
2.根據權利要求1所述的萬能旋轉防噴器控制系統的主壓力控制裝置，其特征在于PID控制器設有RS485 接口與數據輸入屏連接。
專利摘要萬能旋轉防噴器控制系統的主壓力控制裝置，包括PID控制器、放大器和比例溢流閥，PID控制器的信號輸入接口連接井筒壓力傳感器和主壓力傳感器，PID控制器的信號輸出接口串聯連接放大器后接至比例溢流閥的控制端，提供主壓力的變量泵的壓力補償口X口連通比例溢流閥的入油口，比例溢流閥的出油口接至回油槽。PID控制器設有RS485接口與數據輸入屏連接。PID控制器將來自井筒壓力傳感器的井筒壓力加上預設的壓差壓力作為主壓力的控制目標值作為控制信號調節比例溢流閥的開閉程度，進而達到控制主壓力的目的。PID控制器將主壓力傳感器反饋的主壓力實時信號和控制目標值進行比較，讓主壓力達到或者保持在設定的控制目標值，實現對主壓力的精確控制。
文檔編號E21B33/06GK203117806SQ20132004525
公開日2013年8月7日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者黃河 申請人:上海美鉆設備成套有限公司