這篇石油工程師論文發表了石油修井機液控系統存在的主要問題，論文以修井機的液控系統為例，簡要分析了目前石油修井機液控系統存在的安全隱患與缺乏人性化兩方面的問題，而后進一步提出了液壓站遠程自動化控制、高效率優化設計以及安全性優化設計等改進措施。
關鍵詞：石油工程師論文,石油修井機,液控系統,優化設計
隨著近年來我國在海洋石油勘探領域內的開發步伐日漸加快，以及部分原有油田海上設施也已經到了需要換代更新的時期，因此海洋石油平臺修井機數量不斷增多，特別是以電驅動為代表的修井機占到了絕大多數的比例[1]。而在這一種修井機當中其液控系統對于整個控制系統而言作用價值巨大，據此，下文將重點就海洋石油修井機液控系統的優化設計來展開深入的探究工作。
1石油修井機液控系統存在的主要問題
1.1安全隱患嚴重
液壓站當中所配備的高低液位報警系統、油溫自控系統無法使油溫、油位等信息被及時的報告給司鉆控制房，在修井作業之時，若本地報警系統出現了故障問題，司鉆將難以及時獲取到油溫與油位的警報信息，由此便極有可能會造成嚴重的安全隱患。電驅動修井機絞車盤剎控制手柄零位信號無法為自動化控制系統所及時獲取，一般狀況下大都是采取觸摸屏來實現對于絞車的控制，盤剎手柄在突然啟動之時，工作鉗比例可實現對閥門的控制，若此時轉速不為零則絞車將會做出剎車動作，在這一情況下若絞車主電機依舊處于高速旋轉狀態，便極易大致電機受損。
1.2缺乏人性化
采用電力驅動的修井機液控系統具體可被分成機具控制系統與盤剎控制系統兩類，且僅能夠在本地控制箱當中來實現對液壓站的開啟或暫停，無法促使司鉆控制房實現遠程開啟或暫停。電驅動修井機液壓絞車與貓頭在司鉆空置房當中所采取的遠程控制方式為氣控液方式，在操作之時有著十分明顯的延時性現象，操作起來極為不便，在緊急作業時這一缺陷將更加明顯。
2系統優化設計
2.1液壓站遠程自動化控制
液壓遠程控制需要可以在司鉆房當中實現對以下幾項設備的開啟與暫停控制，其具體包括有：冷卻風機、盤剎電機、加熱器、循環油泵、機具泵電機等。綜合考慮修井機電控系統觸摸屏與自動化控制系統，在觸摸屏當中組態設置出距離切換，對于盤剎電機、加熱器、冷卻風機、循環油泵等采取開啟與暫停軟輸入控制，利用自動化控制系統以及PROFIBUS總線技術來實現互相通訊，依據司鉆處于觸摸屏的操作執行狀態下來進行有關的輸出控制，達成對于電機在遠距離條件下的開啟與暫停控制。
2.2高效率優化設計
2.2.1液壓絞車控制采用電控液來取代傳統的液壓絞車氣控液，可在司鉆控制房當中遠程實現對液壓絞車的精確化控制。通過司鉆控制房所供應的電力來源，整個石油修井機的控制系統是通過液壓絞車電控液控制手柄、電磁比例換向閥、數字放大器等所共同構成。液壓絞車電控手柄標準電壓被輸入至數字放大器內，通過其具體化的處理后，便可獲得脈寬調制控制電流輸出信號，其可直接被應用到電磁比例換向閥中，便能夠實現對于液壓絞車轉動方向與速率的精準化掌控[2]。2.2.2液壓貓頭控制利用電控液的方式來促成在司鉆控制房當中實現遠程精確化的液壓貓頭控制。通過司鉆控制房來提供以電力來源，在貓頭與卸扣開關量的信息被錄入至自動化控制系統當中，通過自動化控制系統中央處理器的處理，再輸出開關量信號，并使之直接應用于繼電器KA1，并通過電磁換向閥轉換來實現貓頭卸扣功能;在貓頭會為開關量信息被錄入至自動化控制系統當中后，通過自動化控制系統的中央處理器處理以后，再輸出與之所對應的開關量信號，并將之直接作用到繼電器上，同時電磁轉向閥作出相應的動作，促使貓頭回位控制可有效實現[3]。
2.3安全性優化設計
一般而言在司鉆房當中要想促成液壓站遠程開啟與暫停功能的實現，還應當首先確保高低液位監測、油壓保護、油溫自控、盤剎手柄保護等功能能夠得以達成。2.3.1液位監測在液壓站的油箱當中通常都裝設了防爆液位傳感設備，其可實現對于實時性的液位信息被傳輸至自動化控制系統當中，利用PROFIBUS總線手段促使實際的液位值測量結果可被實時性的顯示與司鉆控制房觸摸屏之上，一旦液位出現過高或過低現象均可在第一時間發出警報信號。2.3.2油壓保護在盤剎系統當中裝設了壓力傳感設備，其中具體包括了左右工作鉗、安全鉗等壓力傳感設備，一旦壓力傳感設備檢測到相應的壓力信號小于標準值時(通常<6.5MP)，則絞車主電機將會被暫停，亦或是在啟動之后使其轉速歸零同時進行剎車制動。在絞車主電機開啟以后，其左、右兩端工作壓力>0.2MP，工作鉗便不能夠解除剎車狀態;安全鉗壓力<6.5MP時，不能解開安全鉗，絞車速度也難以確定。2.3.3油溫自控針對油溫的控制重點是利用防爆鉑電阻溫度傳感設備，防爆加熱設備、循環油泵和散熱風機等一同進行控制，以確保油溫可被始終控制在30~55℃的范圍之中，并且將實時性的測量油溫顯示在司鉆控制房觸摸屏之上。一旦油溫低于30℃之時，防爆鉑電阻溫度傳感器便會將信號發送到自動化控制系統當中，并促使循環油泵與加熱器得以開啟，直至油溫升高到高于最低值5℃以后，便停止進行加熱。而在油溫高于55℃之時，防爆鉑的電阻溫度傳感設備便會向自動化控制系統發出報警信號，進而系統將會控制循環油泵與散熱風機設備，直到油溫下降到低于最高溫度值5℃以后，再將冷卻裝置關閉[4]。2.3.4盤剎手柄保護這一保護措施關鍵是要確保在觸摸屏操作模式之下發揮出保護效果，在絞車正常給定速度運轉之時，若突發出現盤剎手柄動作，其手柄非零位信號被發送至自動化控制系統中，相應的絞車主電機轉動速率將重新歸零，同時做出剎車動作。
結束語
總而言之，為了提高海洋石油平臺油井的采收率，日常的油水井作業日漸頻繁，修井工藝也日漸復雜。對于目前科技領域內的最新研究成果加以充分利用，并結合以豐富的經驗與知識積累，借助于科學化的方式手段來開展針對海洋石油修井機的能力優化設計，促進修井機整體性能的全面提升，使其具備以強大的能力并以此來促進修井作業效率的提升。
參考文獻
[1]周傳喜,張延水,南麗華等.海洋修井機井架有限元分析及結構優化[J].石油機械,2014,36(9):54-57.
[2]管鋒,黃麗紅,鄭立偉等.海洋修井機底座有限元分析及優化設計[J].石油機械,2015,37(9):38-41.
[3]關雙會,王曉雷,陳金穩等.海上石油WHPG平臺HXJ180海洋修井機設計優化[J].石油工程建設,2016,42(2):24-28.
[4]何軍國.2250kN海洋修井機氣控系統設計[J].石油機械,2013,29(11):7-9.
作者：婁云鵬 張璐 單位：沈陽新松機器人自動化股份有限公司
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