基于SWP—C40的电动泥浆泵过泵压保护系统设计

【摘要】依据塔里木胜利钻井公司70121队电动泥浆泵控制系统情况，针对立管压力的显示及现有过泵压保护装置，提出利用SWP-C40数字显示控制仪实现自动过泵压保护系统可行性分析及设计方案。

【关键词】电动泥浆泵 过泵压保护 SWP-C40数字显示控制仪

一、引言

在钻井施工过程中，钻井泥浆泵工作压力过高将会对人身安全、设备维护及井下作业造成极大的危害。当前钻井泥浆泵使用的保护措施是安装安全阀，该装置的工作原理是通过小活塞上升，顶起切削板使销钉折断，导通泄压通道，释放高泵压，从而达到保护的作用。但这种机械式结构的可靠性差，保护恢复时间长。尤其是对于特殊结构井，在使用动力钻具滑动钻进时经常会出现频繁憋泵的现象，反复更换销钉，恢复保护；如果设定压力过高，将会引起更大的危险，这对于井下安全作业和生产实效影响很大。本文根据现场设备情况，利用SWP-C40数字显示控制仪实现了对过泵压的保护。

二、过泵压保护系统设计

（一）硬件设计

过泵压保护系统设计示意图如图1所示。

该系统由SWP-C40数字显示控制仪、压力变送器及控制继电器组成。其中压力变送器为压力检测元件，将采集的立管压力模拟信号送入SWP-C40，SWP-C40内部元件完成模数转换，显示当前立管压力值，同时所采集到的数值与保护设定值相比较，而后将比较的逻辑结果作用于保护继电器，控制继电器作用于泥浆泵控制系统，从而实现自动保护功能。

（二）控制逻辑和电气控制原理

SWP-C40数显控制器可以设置两级报警通道：第一级报警可用来提示操作者；第二级报警断开泥浆泵运转控制线，使泥浆泵停止运行。控制逻辑图如图2所示。

当泥浆泵运转时，压力变送器不间断采集立管压力并送至SWP-C40，SWP-C40对模拟信号进行处理和判断。当立管压力大于一级报警设定值时，启动报警装置，提醒操作者及时控制泵压；当立管压力大于二级报警设定值时，启动二级报警装置并断开泥浆泵控制线，迫使泥浆泵停止运行。司钻观察泵压释放完后按下复位按钮，导通泥浆泵控制线，可重新启动泥浆泵。其电气控制原理图如图3所示。

三、结论

该SWP-C40数字显示控制仪的过泵压保护系统具有可靠性高、控制精度高、调节参数方便等优点。该系统的使用可以大大缩短因过泵压保护所引起的停泵时间，有利于井下安全，尤其是对于施工结构复杂的高难度井。其设计思路也适用于其他电动泥浆泵。同样，只要增加电磁阀，然后稍加改造，也可用于气控泥浆泵的过泵压保护，有一定的推广价值。

参考文献：

[1]宝鸡石油机械厂F1300/F1600钻井泵使用说明书.

[2]SWP系列数字显示控制仪使用手册.

[3]西安石油勘探仪器总厂.SCR电控系统电路图集.