[发明专利]一种高压管汇远程控制系统

说明书

本发明提供了一种高压管汇远程控制系统，涉及固井作业中的高压管汇控制技术领域。该控制系统采用控制器远程控制本地现场阀门，该控制系统包括执行电机，还包括驱动执行电机的储能单元，控制执行电机方向的转换开关，以及控制转换开关动作的远控单元。本发明提供的高压管汇远程控制系统，通过远程控制单元和本地阀门的电动执行器实现阀门的远程打开和关闭操作，提高高压管汇操作的安全性，采用不间断电源和超级电容为控制器和电机执行器提供备用电源，解决野外采油中电源不稳定的问题，超级电容作为阀门操作的能量存储介质，具有能量密度高，可以适应更宽的工作环境温度。

技术领域

本发明涉及固井作业中的高压管汇控制技术，具体是一种高压管汇远程控制系统。

背景技术

固井作业中的清水替浆施工的施工压力偏高，最大施工压力高达60MPa，这需要通过高压管汇方能实现施工操作。高压管汇的开启、关闭及泄压动作，是由高压管汇上对应的控制阀门的动作所实现的，由于固井作业中的高压管汇内的施工压力偏高，高压管汇的开启、关闭及泄压操作是存在较大安全风险的。

目前，固井作业中的高压管汇上的控制阀门的启闭操作，是由现场对控制阀门的操作而完成的。这种现场对高压管汇上的控制阀门启闭操作，会增大作业人员所承受的安全风险，容易酿成人身安全事故。在手动操作过程中旋塞状态的误判导致施工事故和施工失败的情况时有发生，事故影响范围大、后果严重，迫切需要可以远程操作的高压管汇。

授权公开号CN106499862，公开一种压裂用液力远程控制高压管汇，该技术采用液力远程控制高压管汇，实现对高压管汇的远程操作和控制。授权公开号CN109113639，公开一种固井作业用高压管汇远程控制系统，该技术中采用PLC远程控制，以及通过液压储能器为高压管汇阀门提供动力的方式，实现对高压管汇的远程安全操作和控制。

以上技术在一定程度上可以实现远程控制高压管汇中阀门的动作，但是恶劣的环境中，液压系统容易发生故障停止工作，例如，采用液压系统实现远控的高压管汇在新疆油田、大庆油田的冬季时期，当气温降低到零下时，该系统存在的故障率非常高，需要额外增加液压油加热系统，但是野外采油存在两个问题：一是液压管路比较长时，油温散热较快，流动性降低导致执行机构故障；二是户外条件电力系统经常容易出现短时电力中断，导致液压系统不能正常工作。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。

为此，本发明提供一种高压管汇远程控制系统，包括执行电机，还包括驱动执行电机的储能单元，控制执行电机方向的转换开关，以及控制转换开关动作的远控单元。

储能单元包括AC/DC整流器、双向DC/DC变换器和超级电容，

AC/DC整流器输入端与电网连接，AC/DC整流器直流电压输出侧接入转换开关功率输入侧，转换开关功率输出侧与阀门执行器中的执行电机连接，

双向DC/DC变换器输入侧接入AC/DC整流器直流电压输出侧，超级电容与双向DC/DC变换器输出侧连接，

双向DC-DC变换器可以双象限运行，它的输入、输出电压极性不变，但输入、输出电流的方向可以改变。变换器的输出状态可在Vo-lo 平面的一、二象限内变化。变换器的输入、输出端口调换仍可完成电压变换功能，功率不仅可以从输入端流向输出端，也能从输出端流向输入端。

储能单元功能主要有两方面，

一方面所述高压管汇远程控制系统采用电网供电运行时，储能单元先启动AC/DC整流器，将电网输入的交流电转换为低压直流电，通过转换开关为执行电机提供电能，同时，AC/DC整流器输出的低压直流电通过双向DC/DC变换器为超级电容充电，此时双向DC-DC变换器运行在第一象限；