钻井防喷模拟控制系统研究(14)

第3章 基于plc的溢流井漏井涌井喷控制系统设计

3.1控制系统要求

本课题是对油田钻探井控培训中心现有实验井模拟井喷系统进行技术改造。通过技术改造，在原实验井仅能进行模拟井喷的基础上，增加可以定量模拟溢流、井涌及井漏现象的功能，增强井控培训中坐岗训练与防喷演习等环节的真实性，进一步提高培训效果。

该培训系统主要由流体运动模拟、流体检测计量、自动控制单元与气侵压力模拟等部分组成。其中流体运动模拟部分用于提供与计量溢流、井涌及井漏所需的定量流体；流体检测计量部分用于计量不同井况下井口所反应的流体体积变化情况；自动控制单元部分用于根据设置井况及溢漏量的大小，并自动控制液路及气路的开关；气侵压力模拟部分用于模拟关井后气体滑脱上升的井口压力变化。

该培训系统可具有以进行不同工况下的溢流、井漏的发现与检测训练；发现不及时的井涌、井喷演示，以及关井后，气体滑脱处理的训练等功能。同时，系统保留手动控制功能，方便检修维护及必要时的人工操作。该培训系统主要用于井控防喷演习训练、坐岗训练及压井训练等科目的培训教学。

该培训系统研究主要涉及包括供溢漏供液控制系统模块的设计研究、供气控制系统与压力模拟模块的设计研究、自动控制单元模块的设计研究、钻井液液面监测部分的设计研究等四个方面的研究内容。研究采用当前成熟的自动化控制与流体计量技术，技术可行性强，可实现系统的自动控制与精确计量，流程简单、操作安全可靠，适于推广应用。

通过研究与攻关，能够使井控培训实验井具备真实模拟溢流、井涌、井喷、井漏等复杂情况的特点，为今后面向油田开展防喷演习与坐岗训练打下良好基础。

3.2流程分析

该井控系统由数据自动采集模块、系统自动控制模块、执行机构模块、参数设定模块、上位机监控系统模块及故障记录报警模块、通信接口模块和手动控制模块等几个部分组成,如图3-2所示。