專利名稱：一種遠程智能除焦程控裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種延遲焦化水力切焦領域，特別涉及一種遠程智能除焦程控裝置。
背景技術：
目前，國內的水力除焦程控系統還停留在控制除焦鉆具絞車升降設備、除焦控制閥的開關和高壓水泵的啟動幾個方面。除焦過程還靠人工就地現場操作與人工經驗來判斷，目前的程序控制系統是一個半自動工作過程，現場操作環境惡劣且操作效率低下。隨著國內老焦化的擴容改造，全自動頂和底蓋機的普及，除焦過程自動檢測和除焦過程全自動控制也勢在必行。如果用V—一代表鉆桿上下直線位移速度，W——代表鉆桿旋轉角速度，L——代表切焦水線的運動軌跡(螺旋線)的螺距或導程，傳統切焦過程只有V是可控的，W是恒定的，所以L是變化的，只有通過人工調節V才能得到理想的L，一旦需要V大量變化，則不能保證切割焦炭的質量和效率，因此傳統的人工操作模式要么效率低、要么太快則L變大容易產生焦炭的塌方產生操作事故。另外，水力切割焦炭工具具有2種模式鉆孔模式和切焦模式。切焦器根據水壓的變化自動在兩種狀態間切換，但切換成功與否，和現有的狀態，以往均靠人工觀察。人工觀察需要將切焦器提到離上塔口很近的地方，即便如此觀察罐內的狀況仍然看不清而且危險性大。為減輕工作人員勞動強度和保障操作人員的人身安全，也要求水力除焦系統要實現高度自動化并實現控制設備的安全聯鎖，提高裝置的生產效率。因此，研發一套既適應老裝置改造，又適應新建裝置的遠程智能水力除焦控制系統是市場的迫切需求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供提高產效率和縮短除焦時間的程智能除焦程控裝置。具體技術方案由如下步驟實現一種遠程智能除焦程控裝置，包括人機終端設備、PLC控制系統、執行機構系統、運動檢測系統和數據分析系統，其中，所述運動檢測系統包括一拉力檢測模塊，所述拉力檢測模塊包括一定滑輪、一動滑輪和拉力傳感器，所述拉力傳感器固定在所述定滑輪的鋼絲繩上，所述執行機構系統包括一鉆機絞車和一電動水龍頭，所述鉆機絞車通過鋼絲繩拉動鉆桿、支點軸承和切焦器上下運動，所述電動水龍頭驅動所述鉆桿、所述支點軸承和所述切焦器旋轉運動，所述拉力檢測模塊通過所述鋼絲繩分別與所述鉆機絞車和所述電動水龍頭相連。優選地，所述運動檢測系統包括鉆具位置檢測模塊，所述鉆具位置檢測模塊通過計數脈沖器與PLC控制系統相連。優選地，所述運動檢測系統包括鉆具限位檢測傳感器，所述鉆具限位檢測傳感器固定在井架導軌上。優選地，所述運動檢測系統包括切焦焦炭厚度自動檢測模塊，所述切焦焦炭厚度自動檢測模塊包括一焦炭厚度自動檢測探頭和一動態分析儀，所述焦炭厚度自動檢測探頭按照在焦炭塔內側壁上，并與所述動態分析儀相連，所述切焦焦炭厚度自動檢測模塊與所述人機終端設備連接。本發明在延遲焦化裝置水力除焦過程中能自動控制整套除焦設備，也能手動遠程操作整套除焦設備，一方面，本發明實現水力除焦系統的高度自動化并實現設備的安全聯鎖，提高裝置的生產效率，特別是通過鉆機絞車和電動水龍頭控制，能根據焦炭塔內焦炭的厚度，自動調整調整螺距的恒定，可以根據焦炭的硬度不同，在人機界面上選擇不同的導程，讓系統按人為選擇的導程自動切割焦炭，縮短除焦時間，實現降低除焦過程能耗，提高切焦效率；另一方面，本發明通過對鋼絲繩拉力檢測而計算出切焦器所處于的狀態及工作情況，從而自動調節切焦器的上下運行及旋轉速度。遠程控制和切焦模式之間的轉換，減輕工作人員勞動強度和保障操作人員的人身安全。
圖1 是本發明實施例提供的遠程智能除焦程控裝置結構圖。圖2 是本發明實施例提供的切焦焦炭厚度自動檢測模塊示意圖；圖3 是本發明實施例提供的鋼絲繩拉力檢測模塊示意圖；圖4 是本發明實施例提供的鉆具限位檢測方式示意圖。1、焦炭塔，2鉆機絞車，3、電動水龍頭，5、鉆具，7、遠程除焦操作臺，13、切焦焦炭厚度自動檢測探頭，14、動態分析儀，6、定滑輪，17、動滑輪，18、拉力傳感器，21、鉆桿，22、限位開關，23、支點軸承。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述，給出的實施例僅為了闡明本發明，而不是為了限制本發明的范圍。以下結合附1、圖2、圖3和圖4及實施例，對本發明作詳細說明如下一種遠程智能除焦程控裝置，包括人機終端設備、PLC控制系統(可編程序控制系統)、執行機構系統、運動檢測系統和數據分析系統。本裝置包含2套獨立的PLC系統，PLC系統的控制對象和檢測儀表分別為執行機構系統包括(1)高壓泵出口閥、高壓水泵機組。(2)鉆具運動控制設備如圖1所示，發明實施例提供的遠程智能除焦程控裝置，其中，鉆具運動控制設備包括鉆機絞車2、電動水龍頭3、塔頂隔斷閥、除焦控制閥。拉力檢測模塊通過鋼絲分別與鉆機絞車2和電動水龍頭3相連。運動檢測系統包括(1)高壓水線的各儀表和高壓水泵機組儀表，其中，高壓水泵機組儀表主要檢測高位水罐液位、入口壓力、潤滑油壓力及液位、水泵組溫度、水泵組振動和水泵組位移。(2) 一拉力檢測模塊、鉆具位置檢測模塊、鉆具限位檢測傳感器、切焦焦炭厚度自動檢測模塊。如圖3所示，本實施例提供的一種鋼絲繩拉力檢測模塊，其中，拉力檢測模塊包括一定滑輪16、一動滑輪17和拉力傳感器18，拉力傳感器18固定在定滑輪16鋼絲繩死端處，拉力傳感器18直接檢測單根鋼絲繩的拉力；鉆具位置檢測模塊通過計數脈沖器與PLC控制系統相連；如圖4所示，本實施例提供的一種鉆具限位檢測方式，其中，鉆具限位檢測傳感器固定在井架導軌上，當鉆桿21運動時，鉆桿21帶動支點軸承23沿著井架導軌上下運動，鉆具限位檢測傳感器可以檢測到支點軸承23上的金屬擋板，其中，鉆具限位檢測傳感器采用非接觸檢測金屬的電感傳感器；如圖2所示，本實施例提供的一種焦焦炭厚度自動檢測模塊，其中，切焦焦炭厚度自動檢測模塊包括一焦炭厚度自動檢測探頭13和一動態分析儀14，焦炭厚度自動檢測探頭13安裝在焦炭塔1內側壁上，并與動態分析儀14相連，切焦焦炭厚度自動檢測模塊與遠程除焦操作臺7連接。本裝置的使用方法如下操作人員的主要工作是在水泵房操作間完成，并通過電視攝像系統監測各關鍵設備狀況。在水泵房操作間的遠程除焦操作臺7上可以自動除焦也可以按傳統方式手動操作絞車等設備完成除焦。1)由DCS或焦炭塔閥門聯鎖順控制系統給出焦炭塔1允許除焦信號。2)遠程智能除焦系統在收到允許除焦信號后，鉆機絞車2自啟動下降至初始原點(擬定為塔內5米處)，塔頂隔斷閥自動打開。3)高壓水泵控制子系統詢問操作人員選擇除焦水泵，并檢測所選水泵的儀表信號是否滿足啟動條件。4)高壓水泵條件滿足后，人工確認后，泵出口閥自動打開，閥開到位后延遲高壓水泵啟動。5)高壓水泵運行平穩后，首先除焦三位閥初始狀態為回流控制狀態，如焦炭塔1的隔斷閥打開，通過焦炭塔1的預充除焦控制開關進行預充，在預充完成后在各閥位正常情況下即可具備除焦條件進行全開控制，并全開到位，同時，拉力檢測模塊判斷切焦器所在的狀態。6)除焦閥全開到位，同時，焦炭塔塔頂水壓到達設定值，鉆機絞車2和電動馬達開始鉆孔焦。鉆孔過程自動完成后，PLC控制系統向人機終端設備發出信號，提示操作人員是否進入下一步擴孔過程。7)擴孔完畢操作人員確認后，切焦器進入自動切焦。首先，焦炭厚度自動檢測模塊檢測焦炭塔1內的焦炭厚度，通過拉力傳感器的檢測數據，PLC系統在其平臺上進行分析，根據分析結果，通過鉆機轎車2和電動水龍頭3分別調整切焦器上下提升和旋轉的速度。8)切焦過程中，鋼絲繩張力實時顯示，除遠程智能除焦系統發出切焦完成信號外，否則切焦不能停止。9)切焦完成后，經人工確認高壓水泵自動停止，鉆具快速回到原點(塔內5米處)，塔頂隔斷關閉。10)鉆具上升至焦炭塔1的上極限處停止，鉆機絞車和電動馬達斷電。遠程智能除焦系統給出除焦結束信號至DCS或閥門聯鎖順控系統。其中，在運動檢測系統中，控制上下提升(V)的速度，控制旋轉(W)，導程L= (360度/W) XV。切割工具在焦炭塔1內運動時，切割水注行程了雙螺旋線的運動軌跡，運動軌跡中，螺距即導程的大小決定了切割焦炭的質量和效率。在本發明自動切割焦炭的過程中，通過鋼絲繩拉力傳感器18的檢測結果，PLC系統在其硬件平臺上運行分析系統，根據分析結果，通過鉆機轎車2和電動水龍頭3分別調整切焦器上下提升和旋轉的速度。當V值變化時，W值會自動跟隨變化，通過電動水龍頭3自動調節，使得L保持恒定。操作人員可以根據焦炭的硬度不同，在人機界面上選擇不同的導程，讓系統按人為選擇的導程自動切割焦炭。另外，由于鋼絲高壓水對切焦器有反沖力，且兩種狀態的反沖力不同，反沖力會抵消部分鋼絲繩拉力，本系統通過對鋼絲繩拉力檢測而計算出切焦器所處于的狀態。以上所述僅是本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。
權利要求
1.一種遠程智能除焦程控裝置，其特征在于，包括人機終端設備、PLC控制系統、執行機構系統、運動檢測系統和數據分析系統，其中，所述運動檢測系統包括一拉力檢測模塊，所述拉力檢測模塊包括一定滑輪、一動滑輪和拉力傳感器，所述拉力傳感器固定在所述定滑輪的鋼絲繩上，所述執行機構系統包括一鉆機絞車和一電動水龍頭，所述鉆機絞車通過鋼絲繩拉動鉆桿、支點軸承和切焦器上下運動，所述電動水龍頭驅動所述鉆桿、所述支點軸承和所述切焦器旋轉運動，所述拉力檢測模塊通過所述鋼絲繩分別與所述鉆機絞車和所述電動水龍頭相連。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運動檢測系統包括鉆具位置檢測模塊，所述鉆具位置檢測模塊通過計數脈沖器與PLC控制系統相連。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運動檢測系統包括鉆具限位檢測傳感器，所述鉆具限位檢測傳感器固定在井架導軌上。
4.根據權利要求1-3任一所述的裝置，其特征在于，所述運動檢測系統包括切焦焦炭厚度自動檢測模塊，所述切焦焦炭厚度自動檢測模塊包括一焦炭厚度自動檢測探頭和一動態分析儀，所述焦炭厚度自動檢測探頭按照在焦炭塔內側壁上，并與所述動態分析儀相連，所述切焦焦炭厚度自動檢測模塊與所述人機終端設備連接。
全文摘要
本發明公開一種遠程智能除焦程控裝置，包括人機終端設備、PLC控制系統、執行機構系統、運動檢測系統和數據分析系統，其中，所述運動檢測系統包括一拉力檢測模塊，所述拉力檢測模塊包括一定滑輪、一動滑輪和拉力傳感器，所述拉力傳感器固定在所述定滑輪的鋼絲繩上，所述執行機構系統包括一鉆機絞車和一電動水龍頭，所述鉆機絞車通過鋼絲繩拉動鉆桿、支點軸承和切焦器上下運動。本發明通過對鋼絲繩拉力檢測而計算出切焦器所處于的狀態及工作情況，從而自動調節切焦器的上下運行及旋轉速度，實現遠程控制和切焦模式之間的轉換，減輕工作人員勞動強度和保障操作人員的人身安全。
文檔編號G05B19/05GK102566486SQ20121001477
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者劉志平, 周鴻 , 張成金, 張斌, 張江, 徐麗, 曹燕軍, 畢治國, 王書旭, 石桐, 程旼, 范慶, 謝崇亮, 賈生, 陳 峰, 韓宏詳, 魏奇 申請人:中國石油天然氣華東勘察設計研究院, 中國石油天然氣股份有限公司