湖南中教高科仿真实训技术有限公司
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ZJGKSY004井控系统仿真模拟实训装置
按井控装置教学模型的技术规范， 同时参照技术规格书所要求的标准规范，结合实际工况条件进行设计、制造、试验的井控装置教学培训模拟模型。该系统达到技术规范中所要求的相应的防护、防爆等X标准。井口控制盘为电－液综合控制系统。对防喷器组开关及锁紧系统、节流管汇的液动节流阀、钻井四通旁的手液动平板阀和泥浆气体分离器进行控制。
一、井控系统概述
1.1井控系统组成
井控装置教学模型为组合装配体， 分别由防喷器组、节流管汇、压井管汇、分离器及放喷管线、液压或气动控制系统等主要部分组成。
1.1.1、井口装置及控制系统：防喷器及控制系统、四通、套管头等；
1.1.2、井控管汇：节流管汇、压井管汇、防喷管汇和放喷管线等；
1.1.3、内防喷工具：方钻杆上、下旋塞、钻具止回等；
1.1.4、设备及工具：旋转头、起下装置X工具等。
1.2井控系统实训装置功能
通过本井控系统装置的学习，学员应对井控系统有一个全面的理解和认识，学员毕业后能较快地承担井控系统的设计与管理工作。实现对系统设备及功能参数形象化教学；使学员不出校门就能感受井控系统工作环境、工作过程、井控装备功能深入了解，达到现场实习的目的。
1.2.1、熟悉井控系统设备组成、原理与作用功能；
1.2.2、熟悉井控装置基本组合配套型式与特殊组合配套型式；
1.2.3、熟悉各液压防喷器结构特点，技术参数；
1.2.4、熟悉闸板防喷器主要部件组成，闸板室结构；
1.2.5、熟悉手动关井和开井操作方式与步骤；
1.2.6、熟悉液压防喷器控制装置结构和参数功能；
1.2.7、熟悉节流管汇、压井管汇主要部件组成X作用功能；
1.2.8、熟悉防喷管汇的结构、组成、安装、功能；
1.2.9、熟悉钻井液—气体分离器结构、安装位置、功能；
1.2.10、利用三维动画讲解井控系统的关键设备的用途、结构及工作原理；
防喷器组能动态演示，透明，动作方式采用液压驱动，掌握钻井井控系统组成、设备结构、工艺流程、安装标准有全面的认识，并具有工艺流程、工艺原理和设备设计能力。
二、规格型号及配置：
2.1、型号规格：4000×6000×3000mm
2.2、设备电源：
220V.50HZ,电流≤5A，灯泡负载电压6-12V；具有接地保护、漏电保护功能，安全性符合相关的X标准。采用高绝缘的安全型插座及带绝缘护套的高强度安全型实验导线。
2.3、主要材质：
进口聚氨脂、玻璃钢、工程塑料、演示系统、语音系统；框架承台采用角钢焊接支撑；设备有机玻璃制作、内部结构透明可见，便于观察了解其内部结构。管线采用有机玻璃管线连接；工艺中灯光采用LED实现。本装置采用电气动态演示。设备之间连接管道用透明直径Φ10-50mm有机玻璃管加工制作，外部上色，内加不同颜色LED流水灯演示生产过程；
2.4、中控中心：
2.4.1、控制柜配置：静电喷塑工艺/机械锁；I/O控制平台；系统构成:开放式的控制平台、人性化的中文操作界面、交互式的控制结构；输入端口:8路X立可编程RS-232控制接口、8路数字I/0输入；输出端口: 20路X立 发射口、数字I/0输出口；电力输入:110V-240V；电力输出:控制接口。
2.4.2、电气部分：主要有电源模块、按钮模块、可编程控制器（PLC）模块、变频器模块、接线端子排等组成。所有的电气元件均连接到接线端子排上，通过接线端子排连接到安全插孔，由安全接插孔连接到各个模块。结构为拼装式，各个模块均为通用模块，可以互换，能完成不同的实训项目。
2.4.3、计算机：1台；英特尔®奔腾 处理器G3240（3M缓存，3.1GHz）；主板：Intel H81或以上芯片；内存4GDDRIII 1600MHz或以上。；集成网卡、标配6个USB2.0端口，其中至少2个USB3.0接口前置；原厂隔电防水键盘+光电鼠标；19寸宽屏液晶显示器。
2.4.4、投影仪和幕布：1套；4500流明/4：3（兼容16：9）/灯泡寿命2000小时以上/标称对比度500：1/商务用机；X品牌。幕布类型：电动幕；对角线：250英寸；幕布比例：4:3；幕面尺寸：5.05*3.81m；幕布基材：软幕；安装方式：壁挂式。
2.4.5、音响技术指标：1套；频率响应：68Hz - 20kHz(±3dB)；额定功率：150W；峰值功率：300W；额定阻抗：8Ω。
2.5、井控系统操作：
2.5.1、井控系统操作实现以教学功能为基础，通过操作流程为引导，结合动画演示井控系统的结构组成，动画演示井控系统主要部件结构、运行原理，全部用2D与3D表现，演示井控系统整个环节过程；利用三维动画讲解井控系统的关键设备的用途、结构及工作原理等内容。整体讲解基本符合现场环境，视频输出格式：avi，分辨率：1080P，有互动环节。
2.5.2、采用X开发的“易控”软件设置界面流程系统；完成运行功能、原理、结构等实训。实现计算机与模拟设备一体，通过软件控制操作完成生产操作，显示生产过程情况；设备软硬结合且可虚实联动，属于智能化教学实训装备；
2.5.3、控制设备的运转、灯光演示功能；计算机生动丰富的多种界面表现形式；具有语音讲解系统，同步描述工艺装置的原理运行及设备功能；生产装置的图文、信息系统内容的解说；
2.5.4、模拟井控流程界面，触控操作软件，防喷器操作演示动画，节流管汇演示动画，压井管汇动画，液控系统演示模拟。
三、设备技术参数：
井控实训系统根据ZJ70D型钻井现场工艺的设备设施、系统配置工艺特点，完整系统地按比例制作微型“井控系统模拟装置“。选用X建筑材料和技术媒体，机械，电子与现代化手段匹配；采用电动灯光、立体、标识、色彩等现代化技术，使这一“微型工厂”逼真、美观且颇有动感，适应石油钻井、井下作业工程等有关的实验认知教学培训，是现代X的直观教学设备之一。
3.1、防喷器组（透明结构，气动控制操作，信息反馈，配3D演示）。
防喷器是井控系统的重要组成部分，防喷器组合型式主要根据被控压力X别和作业工况要求来选择。所选择的防喷器及控制系统符合SY/T5053.1-2000【 防喷器及控制系统防喷器】规定要求。
本系统防喷器组采用35-70型系统为参数设计；包括防喷器组机构结构展示、防喷器组运行模拟演示、防喷器的远程模拟操作：比例1:4，主要设备：环形防喷器、单闸板防喷器、双闸板防喷器、四通、四通阀组；依据现场设备等比例采用有机玻璃制作制作。
3.2、井控管汇（外形模拟，手动操作，信息反馈，配3D演示）。
井控管汇包括节流管汇、压井管汇和相应管汇闸阀；节流压井管汇远程模拟操作；节流压井管汇手动模拟操作：比例1:4，依据现场设备等比例采用工程硬塑车制、汽车烤漆。
节流管汇：节流管汇水平安装在双四通的8#或单四通的4#阀外侧的基础上；主要由节流阀、溢流阀、闸阀、压力表、三通或四通组成；
压井管汇：主要由单向阀、平板阀、压力表、三通或四通组成；
3.3、防喷设备控制系统
防喷器控制系统是开关防喷器和液动放喷阀的系统。提供足够压力和排量的高压油，通过控制阀件把液压油准确迅速地输送给防喷器和液动放喷阀的液缸，达到开关目的。原理：用泵将液压油打进储能器里储存，当需要关闭防喷器时，将控制阀手柄扳到关位，则高压油经管汇进入防喷器关闭液缸，推动活塞运动，使防喷器关闭；当需要打开防喷器时，将控制阀手柄扳到开位，于是高压油便进入开启油缸，推动活塞运动，使防喷器打开。主要由以下三部分组成:
3.3.1远程控制台（外形储能器，外形模拟模型，部分结构透明，配3D演示）
它是控制系统的主要部分,主要由四部分组成:
1）油泵组。包括液压驱动。
2）储能器。系统展示外形瓶式（圆柱形）储能器。
3）管路及各种控制阀件。系统中常用换向阀、安全阀、截止阀等。
3）橇座及油箱。
3.3.2司钻控制台（外形模拟模型，部分结构透明）
安装在钻台上司钻工作位置附近，制作外形，实际控制通过计算机操作。
3.3.3、联接管汇（外形模拟模型，部分结构透明）
将远程控制台。司钻控制台、防喷器、液动放喷阀等部分联接起来，从而形成液路和气路，以实现对防喷器的控制。
3.4、防喷管汇、放喷管线（外形模拟模型，结构透明）。
防喷管汇包括四通出口至节流管汇、压井管汇之间的防喷管线、平行闸板阀、法兰及连接螺柱或螺母等零部件。放喷管线：装双四通的放喷管线包括1＃、4＃、节流管汇、压井管汇以外的管线、闸阀、法兰及连接螺柱及螺母等零部件。
3.5、钻井液气体分离器（外形模拟模型，部分结构透明）。
钻井液气体分离器是用来处理节流管汇替换出来的含气钻井液，除去钻井液中的空气与天然气回收初步净化的钻井液。其工作原理是：从井内经节流管汇的汇管返出的含气钻井液，从切向进入分离器总成的旋流体，根据沉降、减压、膨胀原理，部分气体从钻井液中分离出来，经初次分离后的钻井液，在分离板上分散成薄层使气体暴露在钻井液的表面，气泡破裂，从而使钻井液和气体得到进一步分离。分离出的气体从分离器顶部经排气管引远燃烧掉；
3.6、套管头及钻具内防喷工具（单件透明模型提供）
套管头是套管与井口装置之间的重要连接件.它的下端通过螺纹与表层套管相连，上端通过法兰或卡箍与井口装置相连。
钻具内防喷工具主要包括：钻杆上旋塞、方钻杆下旋塞、钻具回压阀。
3.9、实训装置展台参数：
结构主体承重部分台座建筑结构采用型钢制作，保证的牢固耐用，用奥松板制作龙骨，底座高不低于500 mm，边框不小于10 mm宽，采用国标2 mm以上不锈钢包边。
四、安装、培训：
还原井控系统的组成部件，模拟器工作原理，流程，操作使用，防碰器组，控制装置，节流管汇，气液分离器，蓄能器等；模拟操作台，智能模拟模块及其控制软件，计算机、投影仪，高清电动投影幕布组成。系统动态演示，形象逼真，仿真性强，使人有身临其境的感觉。具有很高的观赏性，直观性,实用性。装置具有工艺特征和典型设备的内部结构，使学员不出校门就掌握了实习所需掌握的大部分内容，使学员在宝贵的工厂实习时间里，去真正实习生产、实习操作和控制，完成一个高起点、高效率的实习环节。
1、系统正确安装后，操作使用本系统应由有资格的人员来执行，必须经过X培训，并且要认真阅读本手册内容。
2、开机前，根据图样文件检查系统各部分，按照连接安装图，确认安装合理无误。
3、根据控制系统面板铭牌标记，连接相应的管线与主控制盘。所有是线的接头必须要用插头方便连接，将插头编号与插座一一对应。
4、确认油箱已加入已正确的工作介质，并显示在液位计。
5、根据计算机界面按照下列图片进行相应对象的开或关操作。
防喷器组同时自动开关时，先将左侧的旋钮调至自动，如想单个操作单闸板或双闸板等时必须先将左侧的旋钮调至手动，然后逐次按下方框内的需要操作的对象按钮，实现模拟动作。实训装置在教学实践中的应用，不仅使学员对各站的布局模块、系统与实际应用、装置的部件组成、实训装置的运行演示、实训装置的运行功能等进行初步了解，还可通过演示操作来加深学员对井控系统的认识。突出强化实践教学在学员基本技能和创新能力培养中的作用，建成特色鲜明，满足培养创新型、应用型人才培养需要的实践教学环境。充分保证学员高质量“真刀真枪”的实际职能岗位动手技能训练，实现与工程实践的“零距离”接触，训练学员从事石油类项目的设计、制造、安装、运行、维护及检修的基本技能；达到“教、学、训”一体化功能。
