天然气井口紧急截断阀供电控制装置、系统及方法与流程

本发明涉及供电控制技术，特别涉及天然气井口紧急截断阀供电控制的技术。

背景技术：

油田天然气井口通常通过紧急截断阀实现天然气井口在紧急情况下(如压力出现过压或欠压时)的保护。由于天然气井场一般地处偏远，无法通过市电解决井场电源供应的问题，因此现有的天然气井场一般都借助井场rtu(remoteterminalunit)系统采用蓄电池配套太阳能电池板来为紧急截断阀提供工作电源并实现天然气井口的远程开关井控制，现有rtu系统与紧急截断阀之间直接连接，由rtu系统为紧急截断阀进行供电，且rtu系统与紧急截断阀之间直接进行通信控制。

而由于紧急截断阀的静态工作电流较大，通常打到200～400ma，执行开关井控制时其工作电流高达15～20a，因而紧急截断阀的工作电源对井场rtu系统提出来极高的要求。当遇到连续阴雨天，高功耗的紧急截断阀经常会造成现有太阳能电能补充不足，且北方冬季长期低温天气，也会造成蓄电池性能严重下降，从而经常造成现有的天然气井场供电系统亏电，进而出现整个天然气井场信息化系统因缺电导致瘫痪，无法对天然气井口进行有效的远程开关井控制，为天然气井的安全运营带来严重的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是要解决目前天然气井口紧急截断阀功耗较大的问题，提供了一种天然气井口紧急截断阀供电控制装置、系统及方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是，天然气井口紧急截断阀供电控制装置，包括通信模块一、通信模块二、处理模块及供电模块，所述通信模块一、通信模块二及供电模块分别与处理模块连接；

所述通信模块二用于与欲控制的天然气井口紧急截断阀进行通讯连接；

所述通信模块一用于与对应的天然气井rtu系统进行通讯连接；

所述供电模块用于为处理模块、通信模块一及通信模块二供电，同时供电模块至少包括紧急截断阀供电端，用于通过紧急截断阀供电端与天然气井口紧急截断阀进行连接，根据处理模块的控制为紧急截断阀供电端进行供电或断电；

所述处理模块用于当通信模块一接收到开关井控制指令时控制电源模块为与其连接的天然气井口紧急截断阀进行供电，然后将接收到的开关井控制指令通过通信模块二转发出去，再通过通信模块二获取与其连接的天然气井口紧急截断阀的状态，当该天然气井口紧急截断阀执行完毕所述开关井控制指令时，控制电源模块断开与其连接的天然气井口紧急截断阀的供电。

具体的，为说明供电模块的电源来源，则所述供电模块还用于与对应的天然气井rtu系统的紧急截断阀供电端连接，从而获取电源。

进一步的，为提供一种供电模块的结构，则所述供电模块包括紧急截断阀供电端、通断控制模块、电池模块及电源输入单元，所述电源输入单元与电池模块连接，电池模块通过通断控制模块与紧急截断阀供电端连接，通断控制模块与处理模块连接。

具体的，为解决目前蓄电池性能受天气影响较大的问题，则所述电池模块采用超低温锂电池组。

再进一步的，为提供一种通断控制模块，则所述通断控制模块为电子开关，所述电子开关的两端分别与电池模块及紧急截断阀供电端连接，其控制端与处理模块连接。

具体的，为说明电源输入单元的电源来源，则所述电源输入单元用于与对应的天然气井rtu系统的紧急截断阀供电端连接，从而获取电源。为解决目前天然气井rtu系统所采用的蓄电池为紧急截断阀供电所存在的问题，则所述电源输入单元为太阳能辅助电源。

再进一步的，为降低处理模块的耗电量，则所述处理模块采用低功耗处理器，优选为型号为msp430的超低功耗单片机。

本发明解决其技术问题，还提供了一种天然气井口紧急截断阀供电控制系统，包括天然气井rtu系统、天然气井口紧急截断阀及上述天然气井口紧急截断阀供电控制装置，所述天然气井rtu系统通过天然气井口紧急截断阀供电控制装置与天然气井口紧急截断阀连接，所述天然气井口紧急截断阀供电控制装置与紧急截断阀的电源端连接。

本发明解决其技术问题，还提供了一种天然气井口紧急截断阀供电控制方法，应用于上述天然气井口紧急截断阀供电控制装置，包括以下步骤：

步骤1、当通信模块一接收到开关井控制指令时，处理模块令供电模块的紧急截断阀供电端供电；

步骤2、处理模块将所接收到的开关井控制指令通过通信模块二发送出去；

步骤3、处理模块通过通信模块二获取欲控制的天然气井口紧急截断阀的状态，判断其是否已执行开关井控制指令，若是则控制供电模块的紧急截断阀供电端断电，否则等待直至天然气井口紧急截断阀的状态为已执行开关井控制指令后再控制供电模块的紧急截断阀供电端断电。

本发明的有益效果是，在本发明方案中，采用天然气井口紧急截断阀供电控制装置分别连接天然气井rtu系统及天然气井口紧急截断阀，使天然气井rtu系统与天然气井口紧急截断阀不需要再直接连接，且通过天然气井口紧急截断阀供电控制装置为天然气井口紧急截断阀进行按需供电，从而可节省大量电能消耗，使得天然气井场供电系统亏电的现象大幅度下降，确保天然气井场的安全可靠运营。

附图说明

图1是本发明的天然气井口紧急截断阀供电控制装置的系统框图。

图2是本发明的天然气井口紧急截断阀供电控制系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述的天然气井口紧急截断阀供电控制装置，其系统框图参见图1，包括通信模块一、通信模块二、处理模块及供电模块，其中，通信模块一、通信模块二及供电模块分别与处理模块连接，这里，通信模块二用于与欲控制的天然气井口紧急截断阀进行通讯连接；通信模块一用于与对应的天然气井rtu系统进行通讯连接；供电模块用于为处理模块、通信模块一及通信模块二供电，同时供电模块至少包括紧急截断阀供电端，用于通过紧急截断阀供电端与天然气井口紧急截断阀进行连接，根据处理模块的控制为紧急截断阀供电端进行供电或断电；处理模块用于当通信模块一接收到开关井控制指令时控制电源模块为与其连接的天然气井口紧急截断阀进行供电，然后将接收到的开关井控制指令通过通信模块二转发出去，再通过通信模块二获取与其连接的天然气井口紧急截断阀的状态，当该天然气井口紧急截断阀执行完毕所述开关井控制指令时，控制电源模块断开与其连接的天然气井口紧急截断阀的供电。

为说明供电模块的电源来源，则供电模块还可用于与对应的天然气井rtu系统的紧急截断阀供电端连接，从而获取电源。

为提供一种供电模块的结构，则供电模块包括紧急截断阀供电端、通断控制模块、电池模块及电源输入单元，其中，电源输入单元与电池模块连接，电池模块通过通断控制模块与紧急截断阀供电端连接，通断控制模块与处理模块连接。

为解决目前蓄电池性能受天气影响较大的问题，则电池模块优选为采用超低温锂电池组。从而确保低温条件下对天然气井口紧急截断阀的供电能力。

为提供一种通断控制模块，则通断控制模块可采用电子开关，电子开关的两端分别与电池模块及紧急截断阀供电端连接，其控制端与处理模块连接。

为说明电源输入单元的电源来源，则电源输入单元可用于与对应的天然气井rtu系统的紧急截断阀供电端连接，从而获取电源。而为解决目前天然气井rtu系统所采用的蓄电池为紧急截断阀供电所存在的问题，则电源输入单元为太阳能辅助电源，这样，对天然气井口紧急截断阀的供电就完全脱离了天然气井rtu系统，不再需要天然气井rtu系统的供电，天然气井rtu系统也就不会再出现因为紧急截断阀的原因而亏电的问题。

为降低处理模块的耗电量，则处理模块采用低功耗处理器，优选为型号为msp430的超低功耗单片机。当供电模块的通断控制模块采用电子开关等易于控制的通断控制装置时，可通过msp430单片机的i/o引脚对其进行控制，易于实现。

本发明所述的天然气井口紧急截断阀供电控制系统，其系统框图参见图2，包括天然气井rtu系统、天然气井口紧急截断阀及上述天然气井口紧急截断阀供电控制装置，其中，天然气井rtu系统通过天然气井口紧急截断阀供电控制装置与天然气井口紧急截断阀连接，天然气井口紧急截断阀供电控制装置与紧急截断阀的电源端连接。可见，其采用天然气井口紧急截断阀供电控制装置分别连接天然气井rtu系统及天然气井口紧急截断阀，使天然气井rtu系统与天然气井口紧急截断阀不再直接连接，从而能够实现天然气井口紧急截断阀的按需供电。

本发明所述的天然气井口紧急截断阀供电控制方法，应用于上述天然气井口紧急截断阀供电控制装置，包括以下步骤：

步骤1、当通信模块一接收到开关井控制指令时，处理模块令供电模块的紧急截断阀供电端供电；

步骤2、处理模块将所接收到的开关井控制指令通过通信模块二发送出去；

步骤3、处理模块通过通信模块二获取欲控制的天然气井口紧急截断阀的状态，判断其是否已执行开关井控制指令，若是则控制供电模块的紧急截断阀供电端断电，否则等待直至天然气井口紧急截断阀的状态为已执行开关井控制指令后再控制供电模块的紧急截断阀供电端断电。

可见，通过该天然气井口紧急截断阀，使得天然气进口紧急截断阀的供电状态变为按需供电，在不需要供电时仅具有待机监听功耗，而待机监听功耗不到1ma，与原系统中紧急截断阀200-400ma的待机电流相比，能够节省超过99％的电能消耗。