[发明专利]一种抽汲作业自动下放控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于油田设备与设施技术领域，具体涉及一种抽汲作业自动下放控制系统及控制方法。

背景技术

传统抽汲排液方法是采用修井机或者通井机作动力源，通过在滚筒上缠绕的抽汲钢丝绳，带动井筒中抽子上下往复运动，实现抽汲作业。操作人员通过手动操作和刹把制动来实现抽汲工具的下放，抽汲深度和动液面深度则依靠操作者的经验来判断，自动化程度低，操作不方便，深度误差大，要时刻保持精神集中，作业工人的工作强度大；人工操作对操作人员的技术的水平要求较高，如果操作人员技术不熟练，在作业过程中发生抽子下放速度掌握不好、沉没度过深等造成抽子负荷过大，易导致钢丝绳打扭、跳槽、断丝等施工质量事故，也危及人身和设备的安全。

现有技术中，如公开号为CN101078338A，公开时间为2007年11月28日，名称为“一种自动间歇井口抽油方法及其装置”的中国发明专利文献，公开了一种井口抽油方法及其装置，装置主要包括各种传感器和钢丝过定滑轮与活塞连接；方法是自动控制系统与装置配合，主要步骤是电路控制板判断制动时间是否达到设置时间：若没有达到，制动器继续制动，否则解除制动，活塞下行；当重力传感器信号变化时，控制电路板对活塞下行深度设定深度进行比较，同时对强磁铁A是否过电磁传感器进行判断：若结果是小于且无强磁铁A经过；电路控制板将下行速度与设定速度比较：若结果是大于，电机减速下行，否则继续下行；直到活塞下行深度大于设定深度或强磁铁A过电磁传感器，制动器制动，电机上提活塞并停留在油管上方直到达到制动时间后，再开始下一轮抽汲并如此循环。

再如公开号为CN102305059A，公开时间为2012年01月04日，名称为“一种石油钻机的自动控制系统及其控制方法”的中国发明专利文献，公开了供一种石油钻机的自动控制系统及其控制方法，所述控制系统包括一个主站和多个从站；综合柜内PLC控制器为整个控制系统主站，其模拟量输入模块采集整流柜直流电流和泥浆池的泥浆体积，数字量输入模块采集各执行机构运行状态及报警信号，数字量输出模块输出执行机构启停信号或报警输出信号；司钻房远程控制单元是整个控制系统的一个从站，其模拟量输入模块采集绞车手柄位置、转盘手柄位置、大钩位置、悬重、吊钳扭矩、绞车润滑油压、转盘润滑油压力、气源压力、盘刹安全钳压力、盘刹左、右工作钳压力、盘刹液压站压力、立管压力、返浆流量；数字量输入模块采集各执行机构运行状态及报警信号，数字量输出模块输出执行机构启停信号或报警输出信号；绞车、自动送钻、泥浆泵、转盘的变频器各自为控制系统的一个从站，主站读取各从站的相关数据，并输出控制信号至各从站；发电机组作为整个控制系统的一个从站，每个发电机组配备一个综合仪表，各仪表分配一个不同的地址，主站与各综合仪表通讯读取各发电机组的相关数据；司钻房配备两台HMI操作屏供操作员进行人机对话，输入各校准参数和作业设置参数，并根据工艺要求选择控制方式；综合柜和远程控制单元各配备一台PC机供相关人员监视作业情况，并进行故障诊断、数据存储及打印；综合柜内PLC控制器和司钻房内远程控制单元均配备有一套冗余系统。

但是上述的现有技术方案中，实现方式相对复杂，并且其目的也不是为了解决在油田井的自动下放控制的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过采集分析下放设备地滑轮的转动脉冲信号以及缆绳的张力并通过中央控制单元实现油井设备自动下放的控制系统和控制方法。

一种抽汲作业自动下放控制系统，其特征在于：包括带有触摸式一体机的系统控制中心，抽汲张力计、抽汲编码器和手持操作器分别通过A/D输入模块、高速计数模块和数字信号输入模块与系统控制中心通信的输入端通信相连；系统控制中心的输出端通过D/A输出模块和数字输出模块分别与减速机构和报警器控制相连。

所述系统控制中心为写有控制程序的PLC控制器。

所述触摸式一体机和手持操作器上均带有手动/自动切换键。

所述减速机构包括由刹车气路控制的刹车装置，所述刹车气路设置有带有快排阀的控制气缸。

其动力系统还包括由离合控制气路控制的离合器，所述离合控制气路上串联设置有一个用于实现松离合的常开电磁阀。

一种抽汲作业自动下放控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始化步骤，操作人员通过触摸式一体机或手持操作器选择确认机型，完成控制系统对应机型的初始化，初始化内容包括预设的恒速下放的速度值Vs；

下放控制步骤，下放控制步骤包括深度及速度控制、缆绳张力控制和液面内的自动下放控制；