不压井作业技术就是利用井下管柱封堵工具和井口不压井设备,在不压井状态下进行起下管柱作业的一种井下作业技术,能有效避免压井液对产层的污染,保护地层压力场,使开采潜能和产量得以最大保护,还能缩短作业周期、节约成本。不压井作业设备主要实现油套管环形空间的压力控制和井压对管柱产生的上顶力的控制,通常包括举升加压系统、防喷系统、工作台、液控系统等。由于不压井作业及设备的特殊性,对其液控系统也提出了特殊的要求。
1 不压井液控系统的要求
不压井液控系统用于系统设备的控制与操作,是一套作业装置不可缺少的组成部分,它的功能特点和性能好坏直接影响着整套装置的使用性能。该液控系统在控制对象、系统布置、系统操作、信息显示等方面提出了特殊的要求。
1.1 该液控系统的主要控制对象如下:
(1)举升缸:系统中有两个举升缸需要控制,由举升缸完成井口油管的起升及下降功能。这两个举升缸由一路液压控制回路控制。
(2)防喷器:系统需要控制4个防喷器的开闭,分别是:2个全封闸板防喷器;1个半封闸板防喷器;1个剪切闸板防喷器。
1.2 该液控系统布置要求:
采用橇装式结构,液压控制系统与电气控制系统一同放置在车载式的橇装式控制房中,该橇装式控制房长×宽×高为:7500×2400×2300。
1.3 该液控系统操作要求:
(1)操作方式要求:液控系统中所有执行元件(举升缸、防喷器)的运动均由手动换向阀操作完成。所有操作阀的手柄统一放置在一个操作台架中。
(2)人员操作方向要求:操作台架放置在橇装式控制房的后部,操作人员站在操作台架前面向井台进行操作。
(3)应急回复操作要求:液控系统中要具备应急回复功能,也就是说当系统供电中断时可以通过手工操作将液压系统中所有执行元件(举升缸、防喷器)回复
到指定位置。
四、该液控系统工作条件要求:
(1)工作温度要求:液控系统工作在室外环境,必须考虑室外温度对系统正常工作的影响,要保证低温时能正常启动工作。
(2)防爆要求:液控系统工作在钻井台附近,所以液控系统要具备防爆功能。
五、该液控系统信息显示要求:
液控系统中各泵出口处均要放置压力表,以显示泵的压力工作状态。各执行元件(防喷器、冷却液控阀)控制回路中液压在相应位置放置压力表,以显示泵执行元件的工作状态。
2 液控系统总体设计指标
液控系统总体设计指标为:
供电电压:交流380V-50Hz。
最大功率:35KW。
最大工作压力:21.0MPa。
最大工作流量:240 L/MIN。
各执行元件的具体技术指标如下:
3 液控系统具体设计
液控系统控制8路防喷器、1路举升缸(2个油缸)及一路备用控制回路,每个液压回路均采用手动控制。
液控系统中泵的进出口管道均采用软连接的方式,最大限度的减少橇装式控制房内的噪音。
液控回路中除了举升缸控制回路以外,其它回路中均配有液压减压阀,起到隔离液压回路、减少相互干扰、限定最大工作压力的作用。
液控系统中与电器有关的液压元件均采用防爆模式来满足系统防爆特性的要求,防爆元件包括:防爆电机、防爆电磁阀、防爆比例阀、防爆压力表(压力开关)、防爆液位计等。
液控系统中关键元器件及防爆元器件均采用进口原装产品,其中液压泵采用德国HAWE公司变量柱塞泵;电液比例减压阀及电磁换向阀、电磁溢流阀采用意大利ATOS公司产品。
一组手动换阀组安装在一个液控控制台架上,该控制台架放置在橇装式控制房的后部,操作人员站在操作台架前面向井台进行操作。
液控系统中配置有一种冷却装置来降低油箱的温度,为风式冷却器,液压系统冬季使用时可单独使用风式冷却器即可满足要求。
液控系统中配置有一种冷却装置来降低油箱的温度,为水冷却器,夏季使用时需要共同使用水冷却器。
液控系统中采用蓄能器组配合手动蓄能器专用截止阀的方式,满足应急回复操作要求。
液控油箱中放置有温度传感器以便检测及控制油箱中液压油的工作温度。
液控系统中尽可能使用叠加阀构成液压系统,这样可以减少液压系统的体积及重量,并且在一定程度上减少泄漏的发生。
4 结语
不压井液控系统完成加工制造后,在辽河油田杜84-61-2井和杜813-38-55井进行了现场试验,系统性能稳定、运转正常、满足了不压井设备的控制需要。
摘要：首先阐述了不压井液控系统要求,然后进行了液控系统的总体指标设计和具体设计,最后指出了液控系统的应用。
关键词：不压井作业,液控系统
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