[发明专利]一种注入头夹持装置的控制系统及控制方法

说明书

本发明提供一种注入头夹持装置的控制系统及控制方法。控制系统包括：第一速度采集装置与注入头夹持装置的夹紧链条相接；第二速度采集装置与注入头的导向器相接；第一速度采集装置与第二速度采集装置分别与控制装置电连接，控制装置通过控制回路与注入头夹持装置相接，控制装置通过控制回路调节注入头夹持装置对连续管的夹紧力度。控制方法通过控制装置进行实施。本发明提供的注入头夹持装置的控制系统及控制方法，能对注入头夹持装置的液压夹持力进行实时监测及调整，并对连续管是否产生溜管进行实时监测，在检测到溜管情况的发生时能迅速将连续管夹紧固定，防止溜管情况的扩大化。

技术领域

本发明涉及连续管作业机技术领域，尤其是指一种注入头夹持装置的控制系统及控制方法。

背景技术

随着国内外连续管作业机的推广和应用，连续管装备与技术得到全面发展。注入头作为连续管装备中的第一核心部件，担负着夹持连续管起下运行的使命，其安全性和可靠性直接决定着连续管作业机整机的性能以及施工的成败。

随着油田纵深向(二次)开发、页岩(油)气、深井、超深井工况需求，注入头的设计吨位已经从早期40000LB发展到目前最大的200000LB，井身越来越深，三高(高温、高压、高含H₂S)井况日益复杂，注入头夹持装置的安全性就显得尤为重要。

目前，市面上的注入头夹持装置基本都是采用液压驱动、手动控制模式，具体为通过人工手动操作控制水平夹紧油缸向左右侧夹紧链条施加横向夹持力，使两夹紧链条通过其上设置的夹持块对位于两夹紧链条之间的连续管进行夹持，产生纵向的摩擦力，带动连续管沿着导向器(鹅颈)移动实现起下。

但由于夹紧链条的夹持力等于夹紧液压力乘以夹持块与连续管之间的有效接触摩擦系数，理想状态下夹紧液压力与连续管的提升力或注入力成正比，而摩擦系数也会因为油管椭圆度、油管表面状态(润滑油/脂、石蜡、压裂沙、泥土、其他化学剂等)、夹持块状况(磨损、光滑、损坏)等因素而不可预期地变化，这样就给操作人员对夹紧液压力的调节造成一定的难度，持续给高压会影响注入头夹持装置(包括夹紧链条、托架、轴承、夹持块等)和连续管的寿命，而增调不及时又容易造成溜管，且溜管判断和处置不及时造成溜管失控将会导致井口塌陷、滚筒拉坏甚至严重的人员伤亡事故。

手动调节模式下，操作人员必须随时观察载荷表的变化来调节夹紧液压力，而注入头在远离操作人员四五十米的半空中悬吊，通过注入头上的摄像头监控或(溜管时)连续管对滚筒车巨大的拖拽力造成控制室抖动来感知和判断是否溜管，这种远距离的监控和感知对操作人员的操作技能、工况识别和应急处置能力要求非常高，工况及风险识别全凭操作人员经验判断，而操作人员的认知水平参差不齐，劳累疏忽或预判不及时会增加作业的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种注入头夹持装置的控制系统及控制方法，能对注入头夹持装置的液压夹持力进行实时监测及调整，并对连续管是否产生溜管进行实时监测，在检测到溜管情况的发生时能迅速将连续管夹紧固定，防止溜管情况的扩大化。

为达到上述目的，本发明提供了一种注入头夹持装置的控制系统，其中，所述注入头夹持装置的控制系统包括第一速度采集装置、第二速度采集装置及控制装置；

所述第一速度采集装置与注入头夹持装置的夹紧链条相接，所述第一速度采集装置用于监测并记录所述夹紧链条的运行速度；

所述第二速度采集装置与所述注入头的导向器相接，所述第二速度采集装置用于监测并记录连续管沿所述导向器移动的运行速度；

所述第一速度采集装置与所述第二速度采集装置分别与所述控制装置电连接，所述控制装置通过控制回路与所述注入头夹持装置相接，所述控制装置根据所述夹紧链条的运行速度及所述连续管的运行速度通过所述控制回路调节所述注入头夹持装置对所述连续管的夹紧力度。