連續管的控制系統的制作方法

連續管的控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種連續管的控制系統，該控制系統包括：多組注入裝置和滾筒裝置，每組注入裝置和滾筒裝置均對應一個井口；相互連接的動力裝置和控制裝置，動力裝置和控制裝置均與一組注入裝置和滾筒裝置相連。本實用新型通過使多個井口的注入裝置和滾筒裝置共用動力裝置和控制裝置，提高了動力裝置和控制裝置的利用率，并降低了產業化運行成本。
【專利說明】
連續管的控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及井口作業領域，具體來說，涉及一種連續管的控制系統。
【背景技術】
[0002]連續管作業技術是一項近期迅速發展的實用性技術，用于石油、天然氣等行業進行鉆井、修井等作業，被譽為“萬能作業”設備。在地下氣化生產中，常通過連續管來調節控制，以將氣化劑直接注入到煤層指定位置，由此，為地下氣化工藝運行穩定提供了一種新的控制手段。其中，連續管設備在煤炭地下氣化中的主要作用就是將氣化劑輸送至煤層中預定位置，通過及時調控以保證氣化劑和煤的充分接觸，并且按工藝需求不斷與新鮮的煤層進行氣化反應。
[0003]在煤炭地下氣化規模化生產時，要求每口工藝井要配備一套連續管設備，那么這就造成一個氣化片區需要幾十甚至上百套連續管設備進行有控制的配合工作。而連續管設備成本高昂，顯然這將造成設備投入的高額成本。
[0004]針對相關技術中的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內容】
[0005]針對相關技術中的上述問題，本實用新型提出一種連續管的控制系統，能夠提高動力裝置和控制裝置的利用率，并降低了產業化運行成本。
[0006]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0007]根據本實用新型的一個方面，提供了一種連續管的控制系統。
[0008]該控制系統包括:
[0009]多組注入裝置和滾筒裝置，每組注入裝置和滾筒裝置均對應一個井口；
[0010]相互連接的動力裝置和控制裝置，動力裝置和控制裝置均與一組注入裝置和滾筒裝置相連。
[0011]其中，動力裝置用于將動力傳送至任意一個需要操作的井口所對應的一組注入裝置和滾筒裝置中。
[0012]其中，動力包括液壓動力或電力動力。
[0013]此外，控制裝置用于對任意一個需要操作的井口所對應的一組注入裝置和滾筒裝置進行動作控制。
[0014]另外，動力裝置與多組注入裝置和滾筒裝置分別通過多組動力管線相連。
[0015]優選的，動力裝置與多組注入裝置和滾筒裝置分別通過至少一組公共動力管線相連，公共動力管線用于連接需要動作的井口所對應的一組注入裝置和滾筒裝置。
[0016]可選的，多組動力管線或至少一組公共動力管線與多組注入裝置和滾筒裝置之間通過插頭相連。
[0017]另外，控制裝置與多組注入裝置和滾筒裝置通過線纜相連；
[0018]控制裝置與動力裝置通過線纜相連。
[0019]可選的，該控制系統進一步包括:
[0020]多組第一儲能裝置，每組第一儲能裝置與每組注入裝置和滾筒裝置分別連接，每組第一儲能裝置用于在對應連接的該組注入裝置和滾筒裝置未接收到來自動力裝置的動力的情況下，傳送動力至該組注入裝置和滾動裝置。
[0021 ]其中，每組第一儲能裝置進一步與動力裝置連接，
[0022]每組第一儲能裝置進一步用于在檢測到本地儲存的動力低于動力閾值的情況下，發送動力不足信號至控制裝置;控制裝置用于在接收到動力不足信號的情況下，控制動力裝置發送動力至該組第一儲能裝置，以補充動力。
[0023]優選的，動力裝置的動力滿足至少兩個井口的連續管的同時動作。
[0024]可選的，該控制系統進一步包括:
[0025]第二儲能裝置，與動力裝置相連，用于對控制系統提供預定壓力范圍的動力。
[0026]優選的，對應不同井口的不同組注入裝置和滾筒裝置為相同型號。
[0027]此外，該控制系統進一步包括:多組監測裝置，每組監測裝置與每組注入裝置和滾筒裝置分別連接，用于實時監測該組注入裝置和滾筒裝置的狀態得到監測信號，并將監測信號發送至控制裝置。
[0028]可選的，該控制系統進一步包括:備用控制裝置，用于在控制裝置故障的情況下接管控制裝置的任務。
[0029]可選的，每組注入裝置至少包括:連續管起下的導向器、注入器、應用于油管下放過程的密封防噴盒與防噴器。
[0030]可選的，每組滾筒裝置至少包括:筒體、排管系統、內部管匯、旋轉接頭、電滑環、底座。
[0031]本實用新型通過使多個井口的注入裝置和滾筒裝置共用動力裝置和控制裝置，提高了動力裝置和控制裝置的利用率，并降低了產業化運行成本。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1是根據本實用新型實施例的連續管的控制系統的示意圖；
[0034]圖2是根據本實用新型實施例的連續管的控制系統一拖二的控制邏輯圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0036]根據本實用新型的實施例，提供了一種連續管的控制系統。
[0037]如圖1所示，根據本實用新型實施例的控制系統包括:
[0038]多組注入裝置5和滾筒裝置6，每組注入裝置5和滾筒裝置5均對應一個井口 7;
[0039]相互連接的動力裝置I和控制裝置2，動力裝置I和控制裝置2均與一組注入裝置5和滾筒裝置6相連。
[0040]通過以上描述可以看出，本實用新型提供了一種一拖多的連續管動力控制系統，包括多套連續管注入+滾筒裝置，一套動力控制裝置。由于連續管設備的工作是間斷進行的，所以其動力、控制裝置可以多井共用，這很大程度上減少了前期設備投入，降低了生產成本，并提高了設備使用效率。
[0041]在本實施例中，動力裝置I和控制裝置2是集成在一起的，而在其他實施例中，它們也可以相互獨立設置。
[0042]并且，動力裝置I與每組注入裝置5和滾筒裝置6以及井口7都是通過動力管線3相連的，這樣動力裝置I就可以通過動力管線3來將動力傳送給任意一個需要操作的井口 7所對應的注入裝置5和滾筒裝置6中。
[0043]在一個具體的實例中，動力裝置I可以將動力通過動力管線3來傳送至一個井口7的注入裝置5和滾筒裝置6的用能部件中。
[0044]而為了實現連續管的工作，不僅需要動力傳送還需要動作的控制，因此，在一個實施例中，控制裝置2還與每個井口 7所對應的注入裝置5與滾筒裝置6通過控制線纜相連，這樣控制裝置I就可以通過控制線纜來對任意一個需要操作的井口 7所對應的注入裝置5和滾筒裝置6進行動作控制。
[0045]另外，在一個實施例中，對于控制裝置2和動力裝置I之間的連接方式來說，它們也可以通過控制線纜相連，以實現控制裝置2對動力裝置I的控制。
[0046]雖然在上述實施例中，所有的連續管設備的動力管線3都同時連接到了動力裝置I和控制裝置2上，但是為了節省動力管線，在一個優選的實施例中，還可以在動力裝置I上設置至少一條公共動力管線，這樣就可使動力裝置I與多組注入裝置5和滾筒裝置6分別通過至少一條公共動力管線相連，公共動力管線用于連接需要動作的井口所對應的一條注入裝置和滾筒裝置，即公共動力管線用于在哪口井的連續管設備需要動作(操作)就將公共動力管線拉到哪一口井上。
[0047]其中，在一個實施例中，對于動力管線3或是公共動力管線與井口7以及對應的注入裝置5和滾筒裝置6之間的連接來說，它們可以直接連接，也可以借助于一個插頭來實現連接。
[0048]具體的參照圖1，這里示出了一個快速插頭4，具體連接方式為利用快速接頭將動力管線3或是公共動力管線插入到快速插頭4中。
[0049]其中，本實施例中，快速插頭4就是將動力管線3或是公共動力管線(具體可以是液壓管或電纜)安裝一定的次序固定在一個板子上，而井口設置的所有動力管線3或是公共動力管線(具體可以是液壓管或電纜)也同樣固定在一個板子上，兩個板子的管線一一對應，在連接使用時可將兩塊板子對插，即可接通所有管線，操作方便快捷。
[0050]其中，對于上述實施例中的動力管線3或是公共東西管線來說，還可以將功能相同的管線連接在一起，構成動力管束。
[0051]其中，上述動力可以是液壓動力，也可以是電力動力，具體則是根據連續管的注入裝置和滾筒裝置選取的動力源決定的。
[0052]可選的，在一個實施例中，每組注入裝置5至少包括:連續管起下的導向器、注入器、應用于油管下放過程的密封防噴盒與防噴器;當然，在其他實施例中，每組注入裝置5還可包括解卡裝置。
[0053]可選的，在一個實施例中，每組滾筒裝置至少包括:筒體、排管系統、內部管匯、旋轉接頭、電滑環、底座;當然，在其他實施例中，每組滾筒裝置還可包括計數系統。
[0054]其中，在一個實施例中，如果動力源為液壓動力，那么液壓動力采用電機+電液比例栗驅動，分別為注入裝置5的注入器、解卡裝置、防噴盒與防噴器以及滾筒裝置6的滾筒、排管器、剎車等部位提供液壓動力;而電力動力則是用電動機來替代液壓馬達、液壓缸的功能，為系統的執行部件(注入裝置5和滾筒裝置6)提供動力。
[0055]可選的，在一個實施例中，根據本實用新型實施例的控制系統進一步包括:
[0056]多組第一儲能裝置，每組第一儲能裝置與每組注入裝置5和滾筒裝置6分別連接，每組第一儲能裝置用于在對應連接的該組注入裝置5和滾筒裝置6未接收到來自動力裝置的動力的情況下，傳送動力至該組注入裝置5和滾動裝置6。
[0057]其中，在一個實施例中，每組第一儲能裝置進一步與動力裝置I連接，
[0058]每組第一儲能裝置進一步用于在檢測到本地儲存的動力低于動力閾值的情況下，發送動力不足信號至控制裝置2;
[0059]控制裝置2用于在接收到動力不足信號的情況下，控制動力裝置I啟動，使動力裝置I發送動力至該組第一儲能裝置，以補充動力。
[0060]下面以動力裝置I為液壓動力裝置為例來對上述第一儲能裝置(這里為蓄能器)進行闡述:該蓄能器可以在動力裝置的液壓栗不工作時保持與之相連的注入裝置5和滾筒裝置6的工作壓力，以保證防噴器、防噴盒、剎車、連續管加持等需要持續保壓的設備壓力正常；
[0061 ]并且，該液壓動力裝置還有自動補壓功能，當蓄能器的壓力低于壓力閾值后，液壓動力裝置的電機就會自動啟動為蓄能器補壓，補壓至壓力上限自動停止，保證了在連續管系統需要動力時及時輸出，提高整套系統的快速響應能力。
[0062]從附圖1也可以看出，本實用新型的動力裝置I和控制裝置2采用一拖多設計，即一個動力控制裝置服務多個井口，為多套注入裝置5和滾筒裝置6提供動力與控制。由于井口操作間隔時間較長，每次操作時間短，并且各井口大多情況下不會同時操作，所以一個動力控制模塊為多口井服務才能充分利用資源。
[0063]其中，在一個實施例中，動力裝置I的動力按照滿足至少兩口井的連續管系統的同時動作來設計。
[0064]可選的，在一個實施例中，根據本實用新型實施例的控制系統還包括:
[0065]第二儲能裝置，與動力裝置I相連，用于對控制系統(包括動力裝置I)提供預定壓力范圍的動力。
[0066]為了方便理解，以動力源為液壓動力對第二儲能裝置(可以是液壓油箱)進行闡述，為了能夠使任意一個井口在需要作業時，動力裝置1(例如液壓站)就能夠立即提供合適壓力的動力，因此，本實用新型的控制系統包括第二儲能裝置，其可以為液壓站提供動力，使液壓站I在向各井口提供動力時，能夠提供足夠壓力的動力，即，使液壓站始終保持預定壓力范圍的動力，以保證連續管設備的隨時投用。
[0067]另外，對于該液壓油箱來說，其還可以具有加熱保溫的功能，這樣系統在寒冷地區運行時，液壓油箱可以設定一個溫度范圍實現對液壓油的自動加熱和保溫。
[0068]優選的，在一個實施例中，對應不同井口7的不同組注入裝置5和滾筒裝置5為相同型號，即所有井口的連續管的注入裝置5和滾筒裝置6均為同一型號，控制方法也一樣，這樣在通過程序的設定后，就可以隨意切換至任意井口設備的操作界面進行指定操作。
[0069]同時，在操作一套井口的設備時，其他井口的設備的監測信號始終傳遞到控制裝置，具體的，根據本實用新型實施例的控制系統進一步包括:多組監測裝置，每組監測裝置與每組注入裝置和滾筒裝置分別連接，用于實時監測該組注入裝置和滾筒裝置的狀態得到監測信號，并將監測信號發送至控制裝置，實現后臺的監控，如有問題也能及時報警。
[0070]而且，控制裝置2除了能實現現場控制功能外，還能將控制信號和監測信號傳至中央控制室，完成連續管系統的遠程控制。
[0071]可選的，在一個實施例中，根據本實用新型實施例的控制系統進一步包括:備用控制裝置，用于在控制裝置2故障的情況下接管控制裝置2的任務，以及進一步用于在控制裝置2未故障的情況下執行和控制裝置2相同的工作，S卩，對另一口井進行操作。這樣本實用新型通過將控制裝置配備為兩套設備，既保證同時操作兩臺連續管設備，又能夠保證在特殊情況下或突發事故時能夠有充分的設備備用。
[0072]此外，對于上述實施例中的動力源來說，如果采用液壓作為動力裝置時，那么主要采用液壓栗為連續管系統提供動力，考慮到設備連續穩定運行的要求，動力裝置可以被配備用栗，采用I開I備的形式來保證系統穩定，并且考慮整個井場的動力需求合理配備動力。
[0073]而本實用新型的連續管系統主要的工作就是將氣化劑輸送到煤層指定位置。氣化劑通過地面管線輸送到滾筒裝置的旋轉接頭，經過內部管匯、連續管及注氣工具輸送至煤層預定位置，并可以根據工藝需求控制工藝閥調節氣化劑注入壓力、流量等工藝參數。
[0074]根據工藝計算和連續管前端測量元件的測量情況確定連續管拖動的時間和距離。要拖動某口井的連續管時，首先要將動力控制裝置的線纜進行連接，控制線路切換到目標井執行機構，檢查線路是否通暢，動力裝置的參數(液壓壓力或者電壓等)是否達到要求，檢查滾筒剎車、注入器剎車是否閉合，檢查防噴器、防噴盒等密封裝置是否處于密封位置。
[0075]連續管動作的一般過程為(以液壓動力為例，電力驅動的過程與之一樣，只是執行的元件不一樣):啟動液壓動力電機，使液壓系統達到工作壓力;通過控制臺打開滾筒剎車、注入器剎車，打開防噴器的懸掛和半封閘板;給注入器的加緊機構一定的壓力；同時給注入器驅動馬達和滾筒驅動馬達動力，讓二者同向運動，上提或下方連續管，并始終保持二者之間的連續管有一定的張緊力;連續管到達指定位置時停止注入器和滾筒馬達運動；關閉防噴器懸掛和半封閘板，滾筒和注入器剎車裝置啟動，完成連續管定位。
[0076]其中，連續管動作的一般過程，可以通過控制裝置指定連續管運行一段距離或者實施手動控制。
[0077]圖2以連續管一拖二動力控制系統為例，簡述連續管系統共用動力控制裝置的控制原理。其中A為動力裝置，B為控制裝置，二者集成在一起Cl和C2為兩個井口的注入裝置，Cl’和C2’分別為Cl和C2的蓄能器，Dl和D2為兩個井口的滾筒裝置，D1’和D2’分別為Dl和D2的蓄能器，通過A輸出動力驅動。E為動力供給開關，可以控制某路動力管線的開合，控制裝置B通過控制動力供給開關E來調配動力輸送的目標。Cl、C2和Dl、D2上的執行部件的動作由8控制，并將各監測點上的監測信號反饋至^(:1’、02’和01’、02’為的上方有壓力傳感器時刻監測其壓力，并將信號傳送至B。
[0078]具體的控制邏輯為:假設圖2左側的系統動作，右邊的系統不動作。由B控制E的開關，開啟El，關閉E2;動力裝置A啟動，為C1、D1提供動力;在動力達到要求后，由B控制Cl和Dl按照要求執行動作，并隨時根據反饋的監測信號進行調整直至完成作業目的；關閉El，切斷動力源，Cl、D1上需要持續動力的部件(比如說加持、剎車等連續工作部件)由蓄能器Cl’、D1’提供動力;動力裝置A停止運行。當Cl’、D1’壓力不足時，由傳感器將信號傳遞至B，B控制A為Cl’、D1’補壓。當圖2左側的設備工作時，右側E2處于關閉狀態，C2、D2沒有動力源不能動作，但其所有的監測信號始終傳給B，由B監測其狀態，以便出現特殊情況隨時打開E2對右側設備進行操作。并且無論哪套設備在動作，A與C’、D’是始終聯通的，隨時可以進行補壓操作。
[0079]連續管一拖多控制系統的工作原理與上述一拖二的工作原理一致。
[0080]綜上所述，借助于本實用新型的上述技術方案，通過合理配置設備，多套設備共用動力控制裝置，采用一帶多集成設計，不僅提高了設備的利用率，還降低了產業化運行成本。
[0081]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種連續管的控制系統，其特征在于，包括: 多組注入裝置和滾筒裝置，每組注入裝置和滾筒裝置均對應一個井口； 相互連接的動力裝置和控制裝置，所述動力裝置和所述控制裝置均與一組注入裝置和滾筒裝置相連。2.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述動力裝置用于將動力傳送至任意一個需要操作的井口所對應的一組注入裝置和滾筒裝置中。3.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述控制裝置用于對任意一個需要操作的井口所對應的一組注入裝置和滾筒裝置進行動作控制。4.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述動力裝置與所述多組注入裝置和滾筒裝置分別通過多組動力管線相連或通過至少一組公共動力管線相連，其中所述公共動力管線用于連接需要動作的井口所對應的一組注入裝置和滾筒裝置。5.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，進一步包括: 多組第一儲能裝置，每組第一儲能裝置與每組注入裝置和滾筒裝置分別連接，每組第一儲能裝置用于在對應連接的該組注入裝置和滾筒裝置未接收到來自所述動力裝置的動力的情況下，傳送動力至該組注入裝置和滾動裝置。6.根據權利要求5所述的控制系統，其特征在于，每組所述第一儲能裝置進一步與所述動力裝置連接， 每組所述第一儲能裝置進一步用于在檢測到本地儲存的動力低于動力閾值的情況下，發送動力不足信號至所述控制裝置； 所述控制裝置用于在接收到所述動力不足信號的情況下，控制所述動力裝置發送動力至該組第一儲能裝置，以補充動力。7.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述動力裝置的動力滿足至少兩個井口的連續管的同時動作。8.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，進一步包括: 第二儲能裝置，與所述動力裝置相連，用于對所述控制系統提供預定壓力范圍的動力。9.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，進一步包括:多組監測裝置，每組監測裝置與每組注入裝置和滾筒裝置分別連接，用于實時監測該組注入裝置和滾筒裝置的狀態得到監測信號，并將所述監測信號發送至所述控制裝置。10.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，進一步包括:備用控制裝置，用于在所述控制裝置故障的情況下接管所述控制裝置的任務。
【文檔編號】E21B19/22GK205532398SQ201620064944
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月22日
【發明人】楊彬, 劉剛
【申請人】新奧氣化采煤有限公司