车间水压增压系统试压泵综合控制系统技术方案

来源：本站 添加时间：点击量：

车间水压增压系统计算机控制试压泵系统技术方案

为满足我公司对各类工具的测试需要，需要在油气井测试工房的内建造水压增压系统。水压增压系统由井下工具增压系统、地面计量设备增压系统、室外增压系统、移动式增压系统以及电气自动控制系统组成。

1)        API Spec 11D1-2009（ISO 14310-2008）《石油天然气工业－井下装备－封隔器和桥塞》；

2)        API Spec 16A《钻井通道设备规范》 第三版；

3)        API Spec 16D 第二版《钻井控制设备系统规范》；

4)        GB/T20174-2006石油天然气工业钻井和采油设备钻通设备；

5)        API 16C、SY/T5352-2004《节流与压井管汇》；

6)        API Spec 6A/SY/T5127—2002《井口装置和采油树规范》；

7)        GB/T 22513-2008《石油天然气工业  钻井和采油设备  井口装置和采油树》；

8)        公共安全行业标准及公安部对安全防范工程管理要求；

9)        其他有关的国家法令、法规文件。

1）先进与实用性

整套系统设计有一定的前瞻性，采用国内外最新的技术和工艺。同时考虑国内的技术水平，以节约试验成本和设备运行成本为系统的设计出发点。

2）开放与标准化

整套系统采用开放式体系结构，易于扩充，使相对独立的分系统易于进行组合和调整。符合国家标准或行业标准。

3）可扩充性

随着应用水平的提高，系统结构应具有良好的可扩充与可延展性，能够适应技术发展的要求。

4）使用安全性

加压系统采用本质安全型的设备，具有过压自动保护功能，同时对试验系统具有限压功能。设计有三重安全保护功能，第一级继电过压保护，第二级计算机软件保护，第三级本质安全保护；当系统异常压力超过设置上限压力时，系统将紧急卸压。

5）可靠性和可维护性

按照系统结构、技术措施、设备性能、装置管理、厂商技术支持等要求配备一套集自动控制、数据采集和分析的系统软件，确保系统运行的可靠性和稳定性。主要设备是定型生产、并具有成功应用实例的成熟产品，确保系统具有较高的稳定性。

6)   质量保证体系

具备ISO质量体系认证和具备相关的企业质量标准体系，严格按HSE安全环保标准及相关文件要求执行。各种配套设备及配件需在资质的合格厂家进行采购。

水压增压系统由四套装置组成，分别为井下工具增压系统、地面计量设备增压系统、室外增压系统和移动增压系统。现场控制柜配触摸屏，控制方式为手动和自动控制，远程控制系统控制软件可以设定试压流程，系统具备超压保护功能。

井下工具测试增压系统配置1台灌注泵和1台高压泵。可分别独立或同时对4个工位进行试验，可单独泄压：其中2个试压口在井下工具试压坑内，另2个是试压口留在井下工具检修区备用，4个试压口最高试验压力140MPa。

地面计量设备增压系统配置2台灌注泵和2台高压泵（200MPa）。可分别独立或同时对4个工位进行试验，可单独泄压。

室外增压系统配置2台灌注泵和3台高压泵（140MPa+40MPa×2）。可分别独立或同时对3个工位进行试验，可单独泄压。

移动增压系统为2台灌注泵和3台高压泵（140MPa×2+40MPa）。可分别独立或同时对3个工位进行试验，可单独泄压。此系统位置不固定，因此不配备远程控制功能，通过触摸屏可设定及显示实验参数。

四套系统的各自的耗气和耗水量见表2.1技术参数，与工房内气管线和水管线连接接头采用快插接头，具体尺寸可根据现场管线而定。

u                 快速进行试件容腔的液体灌注，输出40MPa、140MPa和200MPa三个等级的高压液体。

u                 配有粗过滤器和精过滤器两级过滤装置，避免试件内的杂质对增压系统造成损伤，分级过滤可以降低过滤器的清洗频率。

u                 大排量、小排量、低压、高压相结合，满足试验流程要求。

u                 自动控制或手动控制完成试件的液密封试验，手动和自动可单独使用，互不依赖。同时都能自动采集，显示，记录和分析试压数据。

u                 计算机自动生成压力、时间曲线，实时显示，并将各种数据存储，随时可打印出中英文对照的检验报告。同时安装数据记录仪表，实时记录试压情况。

u                 软件具备人机界面、设置试验项目、压力、时间等各种设置。自定义打印格式，数据可以传到Microsoft Word，用户可以自己修改打印格式，方便实用。

u                 在试验报告中能够随机调出试验过程中时间轴的对应的压力信息，以便分析试验产品的泄漏情况。

u                 试压现场、控制柜分别安装试压三色警示灯，对试验状态进行警示。

u                 设备具有超压报警停机功能。

u                 设备具有紧急卸压停机功能。

试验装置的主要特点如下：

u                    工作和维护成本低：充分利用泵的工作特性，提高设备使用效率，且气动泵维修配件价格经济；

u                    设备核心部件气体增压泵、高压阀门和仪表全部为国际优质品牌，安全可靠；

u                    机柜为整体封闭式箱体，操作按钮集中于面板控制，使用安全；

u                    高压管路采用不锈钢管，布局整洁美观。结构简单，易操作与维护；

u                    所有进入增压系统的水均经过两级过滤，过滤精度分别为5μm和20μm；

u                    气压驱动的增压方式，进口增压泵，噪音小。效率高。试压泵可在满负荷下频繁启动；

u                    管路布局合理，连接高压管件均为HIP扣连接方式，进口产品，无需焊接，连接方便，安全可靠，便于维护。

表2.1    主要技术参数

试压泵采用美国进口气动泵作为动力源。泵的输出压力可现场设定均或在计算机设定。试验压力较高，且控制系统需要长时间运行，选用重载型高压气控阀。为保证系统的安全，进液阀采用常闭气控阀。

根据测试内容的不同需要具备不同的输出压力和流量，选用不同型号增压泵和控制管路，各增压系统的试验原理如下。

井下工具增压系统分为低压灌注和高压增压两部分，试验时首先启动低压灌注泵，快速将试件容腔灌满；自动或手动切换到高压增压泵，将输出液体压力增高到140MPa。

泵的增压比为固定值，通过调节驱动气体的压力，可以得到高压泵的不同输出压力。输出管路设有高压溢流阀，系统压力超过设定压力会自动打开溢流阀泄压。4个输出回路均设截止阀，压力达到试验值时关闭截止阀进行保压。试验完成后可通过排水管路进行泄压排水。

输出端均配高压软管，接口为G1/4”内牙外锥。

地面计量增压系统由低压灌注和高压增压两部分组成，配有有200MPa增压泵和灌注泵分别实现增压和灌注。试验时首先调节驱动气压，实现低压快速将试件容腔灌满；然后将驱动气压调高，将输出液体压力增高到200MPa。

泵的增压比为固定值，通过调节驱动气体的压力，可以得到高压泵的不同输出压力。输出管路设有高压溢流阀，系统压力超过设定压力会自动打开溢流阀泄压。四个输出回路均设截止阀，压力达到试验值时关闭截止阀进行保压。试验完成后可通过排水管路进行泄压排水。

输出端均配高压软管，软管接头为G1/4”内牙外锥。

室外增压系统由140MPa和40MPa两种压力部分组成，140MPa部分有1台增压泵和1台灌注泵实现增压和灌注，40MPa部分有2台增压泵和1台灌注泵实现增压和灌注。试验时首先调节驱动气压，实现低压快速将试件容腔灌满；然后将驱动气压调高，

关键词：车间水压增压系统试压泵综合控制系统技术方案