外挂式电泵井防喷器控制装置升级改造

外挂式电泵井防喷器控制装置升级改造

杜延涛

中油辽河油田分公司曙光采油厂工艺研究所

引言

随着安全作业要求的提高，液压防喷器以其动作迅速、性能可靠等优势已经逐步取代了使用中的手动防喷器。而传统的液压防喷器控制装置结构复杂，体积庞大，增加运输和安装工作量，这给修井作业中液压防喷器的推广造成了一定的障碍。针对现场使用中存在的问题和作业过程中遇到的新情况，提出液压控制装置外挂修井机升级改造，把防喷器控制装置小型化，安装在修井机上。

1外挂式电泵井防喷器控制装置

外挂式电泵井控制装置是专门为适应修井作业而设计的一种同修井机配合使用的便携式小型外挂式电泵井防喷器控制装置。该型控制装置具有安全、质量可靠、使用维护方便、适用性强能特点，（常规控制箱外形尺寸长2400×宽1290×高1850mm)。结构紧凑液压油泵与电机串在一起，常规油泵与电机通过链条和链轮传动），为蓄能器提供动力，蓄能器储蓄液压能，关闭或打开防喷器由蓄能器储蓄液压能提供动力。

2、外挂式电泵井防喷器控制装置升级改造

2.1改造背景

FH28-21环形防喷器，关闭所需最大油量46升，开启最大油量33升，液控压力8.4-10.5Mpa。油泵系统工作压力21Mpa，控制对象1个。按蓄能器可用液量比例选用合适蓄能器组即可满足环形防喷器关闭所需最大油量要求。

2.1总体思路

在现有指定修井机上适当位置放置一个蓄能器组，液压泵输出高压油口通过单向阀向蓄能器组供油，电动油泵带有自动启动、停止的控制装置。在正常工作中即使自动控制装置失灵，溢流阀可以迅速溢流，保证系统安全。当蓄能器压力达至设定压力21MPa时，液压泵停止工作，当蓄能器压力达至设定压力17.5MPa时，液压泵启动开始工作，当需要操作打开或关闭防喷器时，由蓄能器组输送压力打开或关闭防喷器，蓄能器组压力经过调压阀设定到防喷器所的控制压力。

2.2控制装置系统总成

油箱与油泵电机组一部份，油箱与油泵电机组底座用8#槽钢制作，方便吊装移动，压力开关安装油箱侧面、电磁换向阀、压力表用支架固定在底座，都油箱有效容积近200升。蓄能器组合在一起，蓄能器液压油汇流φ60管中向防喷器提供压力。蓄能器组固定一块30mm铁板上。

2.3工作零部件

（1）蓄能器：用以储备足量的高压油，为井口防喷器提供可靠油源。另外还具有稳定压力、降低噪声、补偿系统卸漏等功能。蓄能器公称容积为25升、公称压力为31.5Mpa.；充气压力推荐在6-7Mpa。选用小型蓄能器替代常规用的蓄能器外径φ219mm长度1160mm），蓄能器出口压力（系统压力）由操作面板上表显示，本系统工作压力设定为21Mpa。

（2）三位四通换向阀电磁换向阀：是指阀有三个工作位状态，有四个油口（一般两进两出），属于电磁操纵式滑阀，用于使蓄能器高压液压油流入防喷器油缸开、关闭腔，实现开、关井操作，操作时，只需按动面板上的控制按扭，便可迅速实现防喷器的开关动作。三位四通电磁阀为"0"型机能，阀在"中"位时，各腔互不相通，而当手柄处于"开"位或"关"位时，随着压力油进入防喷器中油缸的一端，另一端的油液便经三位四通转阀而回油箱。

（3）直通单向阀：用来控制压力油单向流动，防止倒流。

（4）溢流阀：控制系统的最高工作压力，顺时针旋转手轮，系统压力升高，逆时针旋转手轮，系统压力降低，本系统工作压力设定为21Mpa，防喷器开关控制压力推荐在8.4-10.5Mpa。

（5）油泵电机组：油泵排量16ml/min，防爆电机功率5.5KW，安装方式，立式安装(可卧式双用)。

2.4室内实验

控制装置系统分体完成后，在室内进行了简单的开关防喷器试验，先开启油泵电机向蓄能器充能，在开启电机后1分钟多，蓄能器压力达到21MPa,电机停止工作。启动蓄能器控制防喷器，在20多秒内防喷器关闭，能完全达到正常控制装置防喷器的要求。

2.5安装

控制装置系统分体主要根据XJ405修井机空间定制，油泵电机组安装在驾驶室旁边的空间；储能器组安装车尾操作室旁边。为人员活动留下安全行走的空间。操作按钮安装在操作室外，操作手可以直接操作按钮开关防喷器。

3结论

（1）控制装置系统比较独立，不需要作业系统任务能源提供动力，不受作业机的影响，能单独承担开关防喷器。防喷器控制按钮安装在操作室附近，可以随时开关防喷器，节省关井时间。

（2）控制装置系统主要涉及要求控制电泵井防喷器，内通径大，需液压油量大，所以油箱体积和储能器容量较大，可以根据具体防喷器型号和需液压油量改变储能器个数和油箱体积。

参考文献：

[1]派山林.防喷器控制系统发展趋势的探讨.胜利油田职工大学学报.2005.8

[2]李明枢，雷远明，向云高.石油天然气钻探用地面防喷器电液控制装置研制田.四川联合大学学报，1999(3):72-78，92.