[实用新型]一种泵压保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种泵压保护装置。

背景技术

作为油气钻采的重要设备，泵的安全运行问题一直受到高度重视。其泵压过高可能会对人员安全、高压管汇、泵本体、井下安全都带来了极大的危害，轻则造成设备损坏，泵停转，增加油气田开发成本，重则带来人身安全事故或井下事故。所以泵压保护是生产过程中非常重要的一个问题。

现有的泵压保护措施：采用在泵出口辅助管路安装机械式安全阀，通过小活塞上升,顶起切削板使销钉折断放空从而达到保护目的。这种保护方式可靠性低、准确性差、速度慢、恢复时间长、维护成本高，这样给保护及维护带来了很大不变。

因此研制一种新型的安全阀将变得愈加重要和迫切。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大大降低经济成本、提高压裂效率、缩短压裂周期、而且能满足经济高效开发油气藏的需要的泵压保护装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种泵压保护装置，它包括HMI、PLC、变频器、泵和报警装置，所述的PLC初始数据设置输入端接收来自HMI的初始数据，PLC的控制信号输出端与变频器连接，变频器的扭矩控制输出端与泵连接，变频器的实际电机扭矩输出端与PLC连接，泵的实际泵压输出端与PLC连接，PLC的实时数据输出端与HMI连接，PLC的报警输出端与报警装置连接。

所述的初始数据设置输入端输入的数据包括泵压限制值和缸套型号。

所述的缸套型号包括传动比、泵排量、泵冲、泵缸套尺寸、排量效率。

所述的HMI和PLC之间通过工业以太网连接。

所述的变频器为中压变频器。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型不但解决了机械安全阀的可靠性低、准确性差、速度慢、恢复时间长、维护成本高的技术问题，而且通过有效的泵压保护大大降低了事故发生率及高压力对设备的损坏，大大降低经济成本，提高压裂效率，缩短压裂周期，而且能满足经济高效开发油气藏的需要；（2）本发明融合于泵控系统中，结合变频技术，PLC控制技术，网络技术等，实现全数字式泵压保护；这种保护方式可靠性高、限制范围宽、速度快、维护成本低、能做到预防性前端控制，在泵压即将超限或已经超限进行预警，并且能够限制泵压在安全保护范围内，让操作人员能够做到很好的应对措施。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种泵压保护装置，它包括HMI、PLC、变频器、泵和报警装置，所述的PLC初始数据设置输入端接收来自HMI的初始数据，PLC的控制信号输出端与变频器连接，变频器的扭矩控制输出端与泵连接，变频器的实际电机扭矩输出端与PLC连接，泵的实际泵压输出端与PLC连接，PLC的实时数据输出端与HMI连接，PLC的报警输出端与报警装置连接。

所述的初始数据设置输入端输入的数据包括泵压限制值和缸套型号。

所述的缸套型号包括传动比、泵排量、泵冲、泵缸套尺寸、排量效率。

所述的HMI和PLC之间通过工业以太网连接。

所述的变频器为中压变频器。

PLC接收来自通过HMI设置的泵压限制值和缸套型号。

PLC采集某一时刻的实时泵压值和实时扭矩值，通过实时泵压值推导出当前泵压对应的推导扭矩值。将实时扭矩值与推导扭矩值进行比较，判断实时扭矩值的大小是否在推导扭矩值的一定范围内：

（1）若实时扭矩值在推导扭矩值的一定范围内，则以实时采集的扭矩值进行下一段的扭矩预设；

（2）若实时扭矩值在推导扭矩值的一定范围外，则以理论计算的推导扭矩值进行下一段的扭矩预设。

本实用新型还具有压力值实时判断功能：

判断压力值是否达到故障值：

（1）若未达到故障值，继续进行压力值实时判断；

（2）若达到故障值，则降低泵冲，判断压力值是否达到停机值；

判断压力值是否达到停机值：

（1）若未达到停机值，则继续进行压力值实时判断；

（2）若达到停机值，则紧急停机。

判断压力值是否达到报警值：

（1）若未达到报警值，则进行压力值实时判断；

（2）若达到报警值，则进行报警操作。

所述的PLC可采用专利号为CN 202600428 U中的PLC可编程程序控制器。