[发明专利]连续油管注入头夹持机构智能化控制装置

说明书

技术领域：一种连续油管注入头夹持机构智能化控制装置，特别涉及一种连续油管装置的注入头夹持机构控制装置，适用于石油、天然气钻井装备制造技术领域。

背景技术：连续油管装置是用于石油油气井作业(修井或钻井)的一种装置，连续油管注入头是连续油管装置的主要组成部分，它的主要功能是夹持和提升下放连续油管，实现连续油管在井筒内下入和起出。连续油管夹持机构主要起着夹紧油管，防止连续油管和夹持机构夹持块之间的相对滑动。夹持机构的夹紧力一般是由液压缸提供，夹紧力的大小由调节液压缸的压力来实现，连续油管夹持机构最重要的是夹紧力的控制，传统的连续油管注入头夹持机构夹紧力控制采用手动调压阀来控制。

连续油管的下入深度越大，连续油管注入头悬持的重量就越大，夹持机构需要提供更大的夹紧力以保证连续油管不下滑。传统的连续油管注入头夹紧力控制是操作员根据连续油管下入深度，凭经验来调节夹持机构夹紧液缸压力来实现，其控制方式是：通过调节电位器，控制电液比例阀，改变夹持液缸的压力来实现。这种操作方式对操作人员的要求较高，并且还会出现由于因操作人员操作不当造成连续油管下滑或因夹持力过大造成连续油管损坏的情况。

发明内容：

本发明重点是解决夹持力的智能化控制问题。

本发明专利是以PLC系统和比例减压阀来精确控制连续油管夹持机构的控制装置，实现连续油管夹持机构的智能控制。连续油管夹紧智能控制主要是根据传感器所检测的信号，以及为保证连续油管不被夹坏所对应的夹持力。传感器信号主要有两部分：一路信号是根据下入深度检测传感器所记录的连续油管下入深度，根据下入深度和连续油管单位长度重量由PLC系统计算出，另一路信号是由安装在注入头下部的悬重检测传感器所检测的注入头所悬持的连续油管重量。PLC系统可以对两信号进行比较，取较大值作为控制参照信号，控制比例减压阀来自动调节夹紧油缸的压力，防止连续油管滑移。

通过PLC对下放深度和悬重信号的比较，还可以判断出是否有连续油管上提遇卡或是下放遇阻的情况，控制驱动系统上提、下入速度或保护性制动等智能控制功能，保证下井设备的安全。

附图说明：

图1为本发明的组成结构示意图。

图中：1、悬重检测传感器，2、深度检测传感器，3、压力传感器，4、二位二通手动换向阀，5、夹持液缸，6、二位三通电磁换向阀，7、溢流阀，8、卸压阀，9、蓄能器，10、比例减压阀，11、PLC控制器，12、过滤器。

具体实施方式：下面结合附图给出本发明的实施例。本发明由悬重检测传感器1，深度检测传感器2，压力传感器3，二位二通手动换向阀4，夹持液缸5，二位三通电磁换向阀6，溢流阀7，卸压阀8，蓄能器9，比例减压阀10，PLC控制器11，过滤器12组成。悬重检测传感器1、深度检测传感器2和压力传感器3输出端与PLC控制器11连接，压力传感器3安装在夹持液缸5进油管路上。

系统为夹紧油缸提供大小可调的压力，即油缸执行的夹紧力可按要求进行调整。其中，悬重检测传感器1是用来检测钻杆重量，并将信号传输到PLC控制器11；深度检测传感器2则是用来检测钻进深度，并将信号传输到PLC控制器11；压力传感器3是将夹紧缸的工作压力信号传输到PLC控制器11；PLC控制器11将收集到的各种信号进行处理并控制比例减压阀10，比例减压阀10的作用是根据控制电流的大小变化来控制输出压力的大小，即为夹持液缸5提供大小可调的压力。连续油管管体所能承受的最大夹持力是一定的，根据所使用的连续油管类型，可以在PLC系统内设定最大允许夹持力，系统根据所设定的保护值，通过比例减压阀来保证夹持液缸的夹持力不超过设定值，保护连续油管不被夹坏。

二位二通手动换向阀4是在断电时，起保护作用，使夹持液缸5可完成未完成的动作；过滤器12主要保证系统的清洁度；蓄能器9则是为系统提供辅助油源和应急油源；卸压阀8是在拆装工况下进行油缸的泄油；溢流阀7是根据不同的油管材料，保证夹紧力不超过一定的数值；二位二通手动换向阀4是控制油缸的悬持状态。

该系统利用PLC控制器11内部程序控制连续油管的夹紧力。PLC控制器11根据悬重检测传感器1、深度检测传感器2和压力传感器3所检测到的信号，综合比较并计算出所需要提供的夹紧力，向比例减压阀10发出指令，由比例减压阀10向夹持液缸5提供相对应的液压控制压力，实现夹紧力的自动精确控制，并具有安全保护功能，实现闭环智能控制。