一、问题的提出：
在钻井的过程中，我们需要按照特定的顺序来调节从泥浆泵排出的泥浆流量。使其发送指令至我们的井下定向井仪器。发送指令至井下工具，我们需要有大约泥浆排量的20-25%脉冲变化(从490 gpm 降至340 gpm)，并保持一段时间。按照电脑程序设定的排量变化的时间序列，我们相应的调整泥浆的排量, 从而发出高低不同流量的泥浆脉冲并传递给定向井仪器。为了成功地发送指令,我们必须能够快速有效的改变从泥浆泵供应的泥浆流量。
在大多数的钻井平台上,定向井工程师可以手动调节司钻控制台的手轮 (改变可控硅SCR 供给泥浆泵电机的电流),根据秒表的计时来调整排量. 但是,国内北部和西部的大多数机械钻机无法按照我们的要求来调整泥浆流量。
所以，我们要设计一套泥浆排量控制和调节设备，从主管线上分流大约20-25%的泥浆排量(从490 gpm 降至340 gpm)，并保持一段时间, 按照电脑程序设定的排量变化的时间序列也就相应的调整了主管线的泥浆的排量, 从而使其发出高低不同流量的泥浆脉冲并传递给定向井仪器，为了成功地发送指令,我们“控制和调节设备”必须能够快速有效的改变的泥浆流量。
流量调节设备将可能会工作在40Mpa的高压环境下,故此使用中的安全问题是非常重要的。.
二、流量调节器的设计要求
1. ＞工作压力: > 45 Mpa
2. 采用合理的导流装置 ( 液压阀, 柱塞等等)
3. 自动控制和液压控制: 严禁人工开关阀门! 因为一旦流量调节器的联接处刺穿,高压流体会直接导致人身伤害.
4. 可靠性 (耐冲蚀, 耐腐蚀, 防止刺穿及泄漏)
5. 与钻机联接的兼容性
6. 迅速的流量调节速度(开关阀门的时间 <5秒)
7. 相对较小的体积及便携性
较低的购买和维护成本
三、软件设计要求
本设计系统是一套智能调节 “钻井泥浆的溢流流量”的自动操作系统，以西门子可编程控制器PLC为控制核心由人机界面（触摸屏）设定流量，并且动态显示现场各执行元件的工作状态，由球阀(或针阀)的开关变化实现流量调节。
其硬件由PLC、传感器（定位器）、气源处理三大件、气动球阀（针阀）、电磁阀等组成。系统采用传感器控制球阀（针阀）的开启而改变泥浆流量，系统能够自动和手动完成启动、停止、无冲击切换，以及故障报警和各个流量脉冲的指令。
1、实现流量自动控制。
将我们需要的一系列脉冲排量变化的时间序列输入到软件内。
      对泥浆泵（冲次与行程）流量、系统内部各阀门、传感器（定位器）、气源处理三大件、气动球阀（针阀）、电磁阀等开关运行等信号进行采集。可在PLC人机界面（含触摸屏）上对阀门的启闭、设备的启停、流量脉冲的指令进行操作。该功能通过 “手动／自动”开关来进行切换。
2、泥浆流量调节装置示意图见附件二。
3、流程图显示功能
   该界面是根据现场工作过程而设计，具有和实际工作状态相同，同时又具有操作方便、使用简单、直观明了的特点。面板上可以显示模拟量的数据和开关量的状态显示。
4、实时、历史数据处理和报表生成功能，数据库采集设备运行状态、流量、等有关数据。历史数据可按曲线方式显示。
5、报警和事故处理功能
系统将对设备参数超限、流量参数异常以及设备运行状态失控进行报警以及提示故障设备检修方法，便于操作人员和维修人员及时处理。
6、报表打印和管理功能
可以管理整个生产，对各生产进程24小时监视。可以记录每组脉冲信号并打印各组脉冲过程的报表。
该报表是根据用户的需要所作的历史数据的报表，可根据客户不同的需要，做成不同的报表。
7、系统组态和参数设置
如改变流量脉冲组合，技术人员可根据实际需要，通过设定口令重新进行参数设置。

宝鸡汇海石油机械有限公司

2000年7月17日

注： 1. 4″管道流量传感器的规格型号及单价；球阀、针阀开关可调的传感器的规格型号及单价；
2. PLC控制装置系统设计、制作（包括所用附件）报价。