一種不壓井液控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

何傳興 于雷（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

一種不壓井液控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

何傳興 于雷（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤(pán)錦 124010）

首先闡述了不壓井液控系統(tǒng)要求，然后進(jìn)行了液控系統(tǒng)的總體指標(biāo)設(shè)計(jì)和具體設(shè)計(jì)，最后指出了液控系統(tǒng)的應(yīng)用。

不壓井作業(yè)；液控系統(tǒng)

不壓井作業(yè)技術(shù)就是利用井下管柱封堵工具和井口不壓井設(shè)備，在不壓井狀態(tài)下進(jìn)行起下管柱作業(yè)的一種井下作業(yè)技術(shù)，能有效避免壓井液對(duì)產(chǎn)層的污染，保護(hù)地層壓力場(chǎng)，使開(kāi)采潛能和產(chǎn)量得以最大保護(hù)，還能縮短作業(yè)周期、節(jié)約成本。不壓井作業(yè)設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)油套管環(huán)形空間的壓力控制和井壓對(duì)管柱產(chǎn)生的上頂力的控制，通常包括舉升加壓系統(tǒng)、防噴系統(tǒng)、工作臺(tái)、液控系統(tǒng)等。由于不壓井作業(yè)及設(shè)備的特殊性，對(duì)其液控系統(tǒng)也提出了特殊的要求。

1 不壓井液控系統(tǒng)的要求

不壓井液控系統(tǒng)用于系統(tǒng)設(shè)備的控制與操作，是一套作業(yè)裝置不可缺少的組成部分，它的功能特點(diǎn)和性能好壞直接影響著整套裝置的使用性能。該液控系統(tǒng)在控制對(duì)象、系統(tǒng)布置、系統(tǒng)操作、信息顯示等方面提出了特殊的要求。

1.1 該液控系統(tǒng)的主要控制對(duì)象如下：

①舉升缸：系統(tǒng)中有兩個(gè)舉升缸需要控制，由舉升缸完成井口油管的起升及下降功能。這兩個(gè)舉升缸由一路液壓控制回路控制。

②防噴器：系統(tǒng)需要控制4個(gè)防噴器的開(kāi)閉，分別是：2個(gè)全封閘板防噴器；1個(gè)半封閘板防噴器；1個(gè)剪切閘板防噴器。

1.2 該液控系統(tǒng)布置要求：

采用橇裝式結(jié)構(gòu)，液壓控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)一同放置在車(chē)載式的橇裝式控制房中，該橇裝式控制房長(zhǎng)×寬×高為：7500×2400×2300。

1.3 該液控系統(tǒng)操作要求：

①操作方式要求：液控系統(tǒng)中所有執(zhí)行元件（舉升缸、防噴器）的運(yùn)動(dòng)均由手動(dòng)換向閥操作完成。所有操作閥的手柄統(tǒng)一放置在一個(gè)操作臺(tái)架中。

②人員操作方向要求：操作臺(tái)架放置在橇裝式控制房的后部，操作人員站在操作臺(tái)架前面向井臺(tái)進(jìn)行操作。

③應(yīng)急回復(fù)操作要求：液控系統(tǒng)中要具備應(yīng)急回復(fù)功能，也就是說(shuō)當(dāng)系統(tǒng)供電中斷時(shí)可以通過(guò)手工操作將液壓系統(tǒng)中所有執(zhí)行元件（舉升缸、防噴器）回復(fù)到指定位置。

四、該液控系統(tǒng)工作條件要求：

①工作溫度要求：液控系統(tǒng)工作在室外環(huán)境，必須考慮室外溫度對(duì)系統(tǒng)正常工作的影響，要保證低溫時(shí)能正常啟動(dòng)工作。

②防爆要求：液控系統(tǒng)工作在鉆井臺(tái)附近，所以液控系統(tǒng)要具備防爆功能。

五、該液控系統(tǒng)信息顯示要求：

液控系統(tǒng)中各泵出口處均要放置壓力表，以顯示泵的壓力工作狀態(tài)。各執(zhí)行元件（防噴器、冷卻液控閥）控制回路中液壓在相應(yīng)位置放置壓力表，以顯示泵執(zhí)行元件的工作狀態(tài)。

2 液控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)指標(biāo)

液控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)指標(biāo)為：

供電電壓：交流380V-50Hz。

最大功率：35KW。

最大工作壓力：21.0MPa。

最大工作流量：240 L/MIN。

各執(zhí)行元件的具體技術(shù)指標(biāo)如下：

控件名稱(chēng)三閘板防噴器（半封）三閘板防噴器（剪切）三閘板防噴器（全封）環(huán)形防噴器固定卡瓦單閘板防噴器環(huán)形防噴器數(shù)量1 1 2 1 1 1 1工作壓力6.5~8.5MPa 18~20MPa 6.5~8.5MPa 8.5~10.5MPa 8.5~10.5MPa 8.5~10.5MPa 8.5~10.5MPa開(kāi)關(guān)容積V11=2.36、V12=2.65L V11=9.07、V12=20.1L V11=2.26、V12=2.65L V11=13.24、V12=18.14L V11=4.5、V12=5.65L V11=2.26、V12=2.65L V11=13.24L、V12= 18.14L

3 液控系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)

液控系統(tǒng)控制8路防噴器、1路舉升缸（2個(gè)油缸）及一路備用控制回路，每個(gè)液壓回路均采用手動(dòng)控制。

液控系統(tǒng)中泵的進(jìn)出口管道均采用軟連接的方式，最大限度的減少橇裝式控制房?jī)?nèi)的噪音。

液控回路中除了舉升缸控制回路以外，其它回路中均配有液壓減壓閥，起到隔離液壓回路、減少相互干擾、限定最大工作壓力的作用。

液控系統(tǒng)中與電器有關(guān)的液壓元件均采用防爆模式來(lái)滿足系統(tǒng)防爆特性的要求，防爆元件包括：防爆電機(jī)、防爆電磁閥、防爆比例閥、防爆壓力表（壓力開(kāi)關(guān)）、防爆液位計(jì)等。

液控系統(tǒng)中關(guān)鍵元器件及防爆元器件均采用進(jìn)口原裝產(chǎn)品，其中液壓泵采用德國(guó)HAWE公司變量柱塞泵；電液比例減壓閥及電磁換向閥、電磁溢流閥采用意大利ATOS公司產(chǎn)品。

一組手動(dòng)換閥組安裝在一個(gè)液控控制臺(tái)架上，該控制臺(tái)架放置在橇裝式控制房的后部，操作人員站在操作臺(tái)架前面向井臺(tái)進(jìn)行操作。

液控系統(tǒng)中配置有一種冷卻裝置來(lái)降低油箱的溫度，為風(fēng)式冷卻器，液壓系統(tǒng)冬季使用時(shí)可單獨(dú)使用風(fēng)式冷卻器即可滿足要求。

液控系統(tǒng)中配置有一種冷卻裝置來(lái)降低油箱的溫度，為水冷卻器，夏季使用時(shí)需要共同使用水冷卻器。

液控系統(tǒng)中采用蓄能器組配合手動(dòng)蓄能器專(zhuān)用截止閥的方式，滿足應(yīng)急回復(fù)操作要求。

液控油箱中放置有溫度傳感器以便檢測(cè)及控制油箱中液壓油的工作溫度。

液控系統(tǒng)中盡可能使用疊加閥構(gòu)成液壓系統(tǒng)，這樣可以減少液壓系統(tǒng)的體積及重量，并且在一定程度上減少泄漏的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

不壓井液控系統(tǒng)完成加工制造后，在遼河油田杜84-61-23井和杜813-38-55井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、運(yùn)轉(zhuǎn)正常、滿足了不壓井設(shè)備的控制需要。

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