喷淋泵报警装置分析研究

王金广，王福忠，刘丽，张利光

（天津市大港油田渤海钻探第三钻井公司，天津 300280）

为减少泥浆泵故障率，开发一套喷淋泵报警装置，可实现泥浆泵与喷淋泵同步启停，当泥浆泵润滑油压低或喷淋泵出口压力低于某一设定值时发出声光报警信息，以提示操作工及时检查设备运转情况。

1 原理流程（见图1）

图1 原理流程图

（1）设备运行时，传感器检测泥浆泵润滑油油压及喷淋泵出口水压，进行数据采集；

（2）压力信号传送到防爆控制箱，将采集的压力信号进行处理，与报警设定值进行比较；

（3）当检测的压力值超出报警装置的设定值时，发出声光报警信息；

（4）操作人员听到报警信息后进行设备检查，及时解决设备故障，确保生产的平稳运行。

2 技术参数及功能特性

2.1 防爆配电箱

体积：长×宽×厚=400×300×150mm。电源：220V。

2.2 智能压力开关（见图2）

控制范围：-0.1 ～0 ～100MPa；控制精度：≤±0.5%FS；电源范围：24VDC±20%

环境温度：-25 ～80℃；重量：0.3kg；响应时间：<4ms；显示方式：4 位数码管；

显示范围：-1999 ～9999；开关类型：PNP/NPN；耐振动：10g/0 ～500Hz；耐冲击：50g/1ms。

2.3 智能开关的功能特征

（1）当前压力值由4 位数字显示。

（2）压力预设开关点和延滞切换输出。

（3）零点到满度之间可任意设定开关量。

图2 智能压力开关

（4）外壳设有节点动作发光二级管，便于观察。

（5）按键调校及现场设置各种参数，操作方便。

（6）2 路开关量输出，带载能力1.2A。

2.4 迟滞功能

如果系统压力在预设值左右变动，则迟滞功能可保持输出状态的稳定。若系统压力升高，则会在达到开启点（ALxH）时切换输出状态。若系统压力下降，则仅在大道关闭点（ALxF）时才切换回原输出状态。

ALxH>ALxF 为常开功能

ALxH

2.5 窗口功能

使用窗口模式可监控规定的允许范围，系统压力在开启点（ALxH）与关闭点（ALxF）之间变化时，输出功能将会切换（窗口功能/常开）或不会切换（窗口功能/常闭）。可通过ALxH 与ALxF 的差值设定窗口的宽度。延时时间（0.1～30.0 秒）通过这种方法，不需要的瞬时压力峰值或高频信号会被滤掉。压力达到切换条件时，开关输出并不立即改变状态，而必须等待延迟时间结束才会显示。若延迟时间结束开关事件也已消失，则开关输出也不会改变。

2.6 零位校正

在测量状态下，同时按下▼与▲5 秒时，实现零位校正，量程的+/-10%范围的压力值将被作为新的零点。若两键再次同时长按5 秒时，则恢复到零位校正之前的压力值。例如，系统中有残余压力时可以将其视为零压力显示。

2.7 设置举例

例：要设定开关点1 为上限报警输出（常开功能）在4MPa 吸和，小于3.95MPa 断开，切换延时为3 秒动作；开关点2 为下限报警输出（常闭功能）在10MPa 断开，低于9.95

MPa 吸和，切换延时为10 秒：

进入菜单：设定

AL1H=4.00 AL1F=3.95 ALID=0.30

AL2H=9.95 AL1F=10.00 ALID=1.00

●按下“mode”键。

●显示“LOCK”（提示输入密码）。

●按▲或▼键输入密码“1”。

●按下“mode”键确认。

●按▲或▼键上翻或下翻进行菜单选择（AL1H、AL1F、AL1D、AL2H、AL2F、AL2D、END）。

●按下“mode”键进入所选菜单。

●按▲或▼键更改设置。

●按下“mode”键确认，若需要，再用▲或▼键选择其他菜单进行修改。

●修改完成后选择“END”菜单，按“mode”键确认保存退出。

●若30 秒无键按下，则自动退出设置状态，但是不保存所修改的数据。

3 流程图（见图3）

（1）在泥浆泵启停继气器后加装压力开关，检测泥浆泵启、停信号。

（2）泥浆泵原润滑油压表处并联安装一个油压检测传感器。

（3）在喷淋泵出口加装水压检测传感器。

图3 控制流程总图

（4）在泥浆泵泵壳上加装一个报警控制箱及一个声光报警器，报警控制箱接收传感器信号控制喷淋泵电机及声光报警器启停。（见图4）。①气压开关得信号后，通过继电器、接触器触发喷淋泵电机启动；②当水压开关及油压开关检测到数值低于设定值时即给继电器发出信号，声光报警器启动。

图4 传感器信号控制流程

4 安装

（1）防爆控制箱安装在司钻房内，安装需要稳固、牢靠。

（2）可以通过压力管接头（DIN3582 外螺纹G1/4）（其他尺寸接头可在订货时说明），直接装在液压管路上。

（3）在关键应用场合（如剧烈震动或冲击），压力管接头可以通过微型软管进行机械解耦。

（4）为避免受电磁干扰的影响需要注意以下几项：①尽量避免直接接近引起干扰的用户装置或电器和电子装置的接线；②如果用微型软管进行安装，必须使壳体单独接地；③连接线路尽可能的短；④采用屏蔽线。

（5）将三个智能压力传感器分别装在泥浆泵启停继电器后，在泥浆泵原润滑油压表处并联和喷淋泵出口处。

5 使用方法

（1）接通各处电源，启动泥浆泵启动开关，系统开始运行。（2）报警范围可以根据不同设备根据说明书进行调节。

6 结语

本喷淋泵报警装置能够较好的应用于井队现场，该系统可以实现泥浆泵与喷淋泵同步启停，能够减少泥浆泵故障率，提高工作效率。