Oil drilling well control dangerous case early warning system

25-04-2023 дата публикации
Номер:
CN116013026A
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Номер заявки: 22-11-20218762.3
Дата заявки: 21-10-2021

石油钻探井控险情预警系统

附图说明

[0012]

附图1为本发明实施例的电路结构示意图。

[0013]

附图2为本发明实施例中分析记录单元的电路结构示意图。

[0014]

附图3为本发明实施例中单个报警单元的电路结构示意图。

技术领域

[0001]

本发明涉及井控预警技术领域,是一种石油钻探井控险情预警系统。

具体实施方式

[0015]

本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

[0016]

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:

如附图1所示,该石油钻探井控险情预警系统包括供电单元、采集单元、分析记录单元、操作单元和多个报警单元,采集单元用于采集石油勘探开发过程中的数据,其中数据为录井数据和传感器数据,供电单元分别与分析记录单元和多个报警单元连接,分析记录单元分别与采集单元、操作单元和多个报警单元连接。

[0017]

上述设置多个报警单元,使用时,将多个报警单元安装在井场内的任意位置,每个报警单元均对应着多种不同的声光,每种声光对应着一种不同的险情,其中险情可为出现溢流情况、出现硫化氢气体等,由此通过报警单元发出不同的声光代表不同的险情预警,便于有效的区分险情。

[0018]

本发明工作过程为:通过采集单元采集石油勘探开发过程中的数据,其中数据为录井数据、传感器数据(溢流数据、硫化氢数据等)等,采集单元将采集到的数据输出至分析记录单元,分析记录单元接收数据并与对应数据阈值进行比较,若接收到数据与对应数据阈值不一致,则输出该数据对应险情的控制指令至所有报警单元,所有报警单元均输出该控制指令对应的声光进行报警;本装置通过不同的险情,分析记录单元输出不同的控制指令,所有报警单元均输出不同控制指令对应的不同声光报警,由此有效的区分不同的险情,并预警钻井工人进行应急处置、抢险人员撤离到上风口以及提示周围人群远离该区域,提高钻探险情预警的精准性,保障了人员的人身安全。

[0019]

可根据实际需要,对上述石油钻探井控险情预警系统作进一步优化或/和改进:

如附图1、2所示,分析记录单元包括参数分析记录装置、同步控制器一、通信模块、无线收发模块一、多个继电器和多个蜂鸣指示灯,继电器和蜂鸣指示灯数量相同且一一对应设置,每个继电器均与参数分析记录装置、同步控制器一和对应的蜂鸣指示灯连接,同步控制器一分别与参数分析记录装置和无线收发模块一连接,通信模块分别与参数分析记录装置、同步控制器一和操作单元连接。

[0020]

上述参数分析记录装置可为现有公知的科顺品牌的PT100型号参数记录仪,获取采集单元采集到的险情数据,并进行存储,不仅为井场险情预警的及时性提供有力依据,还为该区域石油勘探开发提供参考,同时接收数据并与对应数据阈值进行比较,若接收到数据与对应数据阈值不一致,则输出该数据对应险情的控制信号至同步控制器一;同步控制器一为现有公知技术,用于输出控制指令至所有报警单元。

[0021]

上述通信模块可为现有公知的物联网模块,用于参数分析记录装置和同步控制器一与操作单元的连接,操作单元输出的控制信号有两种输出方式,一种是操作单元输出的控制信号输出至参数分析记录装置,经参数分析记录装置输出控制信号至同步控制器一,进一步输出至所有报警单元,另一种是操作单元输出的控制信号至同步控制器一,使同步控制器一输出至所有报警单元。

[0022]

上述继电器的数量与报警单元中声光的数量一一对应,蜂鸣指示灯安装在室内,工作时,参数分析记录装置输出对应险情的控制指令至同步控制器一,同步控制器一控制对应的继电器得电,从而使对应的蜂鸣指示灯发出声音和灯光,提醒室内工作人员此时的险情情况,便于室内工作人员直观的查看;上述所有继电器均与参数分析记录装置连接,用于输出无源的开关量信号至参数分析记录装置,便于记录继电器的通断状态。

[0023]

如附图1、3所示,每个报警单元均包括无线收发模块二、同步控制器二、驱动模块和声光模块,无线收发模块二、同步控制器二、驱动模块和声光模块依次连接。

[0024]

上述同步控制器二为现有公知技术,通过无线收发模块二接收同步控制器一输出的控制指令,同时输出对应的控制指令至驱动模块,其中同步控制器二输出的控制指令包括声音控制指令和灯光控制指令(灯光控制指令可设置有多种不同颜色的灯光控制指令,例如,红色灯光信号控制指令、黄色灯光信号控制指令等;声音控制指令可设置有多种不同声音的声音控制指令,例如,110报警声控制指令、119报警声控制指令等)。

[0025]

上述声光模块为现有公知的闪烁灯和喇叭;驱动模块为现有公知的声音驱动模块和灯光驱动模块,通过接收同步控制器二输出的控制指令,使声光模块发出不同的声音和不同的灯光进行预警。

[0026]

如附图1所示,操作单元包括远程控制模块、至少一个遥控模块和多个操作按钮,每个遥控模块均与所有报警单元连接,远程控制模块和多个操作按钮均与分析记录单元连接。

[0027]

上述遥控模块可为现有公知的遥控器等,遥控模块的数量可根据需求设置,遥控模块中按钮的数量与报警单元中设置的声光的数量一一对应,在人工判断出井场内存在险情时,通过遥控模块直接与报警单元通信,按下该险情对应的按钮使报警单元发出声光进行险情预警;远程控制模块可为远端上位机等,在人工判断出井场内存在险情时,通过远端上位机与分析记录单元连接,输出控制指令至分析记录单元,分析记录单元输出控制指令使报警单元报警。

[0028]

上述按钮的数量与报警单元中设置的声光数量一一对应,在人工判断出井场内存在险情时,通过按下该险情对应的按钮,分析记录单元接收到按钮的指令后,输出控制指令使所有报警单元进行报警。

[0029]

如附图1所示,供电单元包括供电电源、电压转换模块和供电模块,电压转换模块分别与供电电源、分析记录单元和所有报警单元连接,供电模块分别与电压转换模块和所有报警单元连接。

[0030]

上述供电电源为外部AC220V电源,电压转换模块将供电电源的AC220V转换为DC24V和DC25.2V给分析记录单元和供电模块供电;供电模块可为现有公知的蓄电池,在供电电源正常运行时,由电压转换模块输出24V电压给分析记录单元和所有报警单元供电、以及输出25.2V电压给供电模块充电,在供电电源异常时,供电模块通过放电提供24V电压给所有报警单元供电,避免供电电源异常导致报警单元不能及时报警的问题,提高了报警单元的报警时间,便于工作人员的撤离。

[0031]

如附图1所示,采集单元包括录井模块和多个传感模块,录井模块和传感模块均与分析记录单元连接。

[0032]

上述录井模块可为现有公知的录井仪,用于井场内各种数据的采集和输出;上述多个传感器模块包括硫化氢传感器、溢流传感器等,分别用于采集井场内的硫化氢数据和溢流输出,并输出至分析记录单元。

[0033]

根据需要,还包括防爆机箱,供电单元、分析记录单元和多个按钮均设置在防爆机箱上。

[0034]

上述防爆机箱便于安装和现场防爆。

[0035]

以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

背景技术

[0002]

在石油勘探开发过程中溢流是主要危害之一,溢流预警不及时,可能导致严重的井控风险,甚至井喷事故;硫化氢气体是一种致命毒气,预警不及时,可能导致人员中毒、设备损坏等严重事故。目前钻井过程中发生溢流和硫化氢险情时,采用预警装置及时发出声光预警,是传达险情的一种快速有效方法。常规应用的溢流、硫化氢险情预警功能单一,无法及时有效区分溢流和硫化氢井控险情,供电电压为有线式AC220V,依靠手动拨动常规开关通电、断电来实现预警,无法实现通过远程操作和预警时间、类型自动记录。

发明内容

[0003]

本发明提供了一种石油钻探井控险情预警系统,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有预警装置存在的预警功能单一、不能及时有效的区分不同险情的问题。

[0004]

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种石油钻探井控险情预警系统,包括供电单元、采集单元、分析记录单元、操作单元和多个报警单元,采集单元用于采集石油勘探开发过程中的数据,其中数据为录井数据和传感器数据,供电单元分别与分析记录单元和多个报警单元连接,分析记录单元分别与采集单元、操作单元和多个报警单元连接。

[0005]

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:

上述分析记录单元可包括参数分析记录装置、同步控制器一、通信模块、无线收发模块一、多个继电器和多个蜂鸣指示灯,继电器和蜂鸣指示灯数量相同且一一对应设置,每个继电器均与参数分析记录装置、同步控制器一和对应的蜂鸣指示灯连接,同步控制器一分别与参数分析记录装置和无线收发模块一连接,通信模块分别与参数分析记录装置、同步控制器一和操作单元连接。

[0006]

上述每个报警单元均可包括无线收发模块二、同步控制器二、驱动模块和声光模块,无线收发模块二、同步控制器二、驱动模块和声光模块依次连接。

[0007]

上述操作单元可包括远程控制模块、至少一个遥控模块和多个操作按钮,每个遥控模块均与所有报警单元连接,远程控制模块和多个操作按钮均与分析记录单元连接。

[0008]

上述供电单元可包括供电电源、电压转换模块和供电模块,电压转换模块分别与供电电源、分析记录单元和所有报警单元连接,供电模块分别与电压转换模块和所有报警单元连接。

[0009]

上述采集单元可包括录井模块和多个传感模块,录井模块和多个传感模块均与分析记录单元连接。

[0010]

上述还可包括防爆机箱,供电单元、分析记录单元和多个按钮均设置在防爆机箱上。

[0011]

本发明结构合理而紧凑,使用方便,其通过采集单元采集井场内的险情,分析记录单元进行险情的预警判断,并根据不同的险情输出不同的控制指令至报警单元,使报警单元发出该险情对应的声光进行预警,由此通过报警单元发出不同的声光有效的区分不同的险情,提高钻探险情预警的精准性,保障了人员的人身安全。



The invention relates to the technical field of well control early warning, in particular to an oil drilling well control dangerous case early warning system which comprises a power supply unit, an acquisition unit, an analysis recording unit, an operation unit and a plurality of alarm units. The power supply unit is respectively connected with the analysis and recording unit and the plurality of alarm units, and the analysis and recording unit is respectively connected with the acquisition unit, the operation unit and the plurality of alarm units. The system is reasonable and compact in structure and convenient to use, dangerous cases in a well site are collected through the collection unit, early warning judgment of the dangerous cases is carried out through the analysis and recording unit, different control instructions are output to the alarm unit according to different dangerous cases, the alarm unit sends out sound and light corresponding to the dangerous cases for early warning, and the safety of the well site is improved. Therefore, different dangerous cases are effectively distinguished through different sound and light emitted by the alarm unit, the accuracy of early warning of drilling dangerous cases is improved, and the personal safety of personnel is guaranteed.



0001.

1.一种石油钻探井控险情预警系统,其特征在于包括供电单元、采集单元、分析记录单元、操作单元和多个报警单元,采集单元用于采集石油勘探开发过程中的数据,其中数据为录井数据和传感器数据,供电单元分别与分析记录单元和多个报警单元连接,分析记录单元分别与采集单元、操作单元和多个报警单元连接。

0002.

2.根据权利要求1所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于分析记录单元包括参数分析记录装置、同步控制器一、通信模块、无线收发模块一、多个继电器和多个蜂鸣指示灯,继电器和蜂鸣指示灯数量相同且一一对应设置,每个继电器均与参数分析记录装置、同步控制器一和对应的蜂鸣指示灯连接,同步控制器一分别与参数分析记录装置和无线收发模块一连接,通信模块分别与参数分析记录装置、同步控制器一和操作单元连接。

0003.

3.根据权利要求1或2所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于每个报警单元均包括无线收发模块二、同步控制器二、驱动模块和声光模块,无线收发模块二、同步控制器二、驱动模块和声光模块依次连接。

0004.

4.根据权利要求1或2所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于操作单元包括远程控制模块、至少一个遥控模块和多个操作按钮,每个遥控模块均与所有报警单元连接,远程控制模块和多个操作按钮均与分析记录单元连接。

0005.

5.根据权利要求3所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于操作单元包括远程控制模块、至少一个遥控模块和多个操作按钮,每个遥控模块均与所有报警单元连接,远程控制模块和多个操作按钮均与分析记录单元连接。

0006.

6.根据权利要求1或2或5所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于供电单元包括供电电源、电压转换模块和供电模块,电压转换模块分别与供电电源、分析记录单元和所有报警单元连接,供电模块分别与电压转换模块和所有报警单元连接;或/和,采集单元包括录井模块和多个传感模块,录井模块和多个传感模块均与分析记录单元连接。

0007.

7.根据权利要求3所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于供电单元包括供电电源、电压转换模块和供电模块,电压转换模块分别与供电电源、分析记录单元和所有报警单元连接,供电模块分别与电压转换模块和所有报警单元连接;或/和,采集单元包括录井模块和多个传感模块,录井模块和多个传感模块均与分析记录单元连接。

0008.

8.根据权利要求4所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于供电单元包括供电电源、电压转换模块和供电模块,电压转换模块分别与供电电源、分析记录单元和所有报警单元连接,供电模块分别与电压转换模块和所有报警单元连接;或/和,采集单元包括录井模块和多个传感模块,录井模块和多个传感模块均与分析记录单元连接。

0009.

9.根据权利要求4所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于还包括防爆机箱,供电单元、分析记录单元和多个按钮均设置在防爆机箱上。

0010.

10.根据权利要求5或8所述的石油钻探井控险情预警系统,其特征在于还包括防爆机箱,供电单元、分析记录单元和多个按钮均设置在防爆机箱上。