防噴器控制裝置的調試系統(tǒng)方案設計

王龍庭，李 璇，王 斌，秦昊平，王勇勝，祖國強，陸富榮

（中國石油大學（華東）機電工程學院，山東 青島 266580）

在進行石油開采的過程中，為保證開采過程的安全性，防止井噴事故的發(fā)生，需要在作業(yè)的井口上安裝一套防噴器組。防噴器控制裝置是控制井口防噴器組及液動節(jié)流閥、壓井閥的重要設備，是鉆井、修井作業(yè)中不可缺少的裝置，當發(fā)生井噴或井涌時，一般是依靠地面防噴器控制裝置的遠控系統(tǒng)控制防噴器動作，達到控制井噴的目的。若防噴器控制裝置不能及時對防噴器進行控制或出現(xiàn)故障，后果將不堪設想，所以為了確保防噴器控制裝置在使用時的控制能力，在控制裝置使用前，或在使用一段時間后，有必要對其進行功能調試。

現(xiàn)在市面上關于防噴器控制裝置的產(chǎn)品很多，而關于防噴器控制裝置的調試產(chǎn)品很少，并且現(xiàn)有的防噴器控制裝置的調試試驗多是通過控制臺來進行，不但不利于試驗數(shù)據(jù)的處理和保存，而且對于沒有控制臺的手動控制的防噴器控制裝置來說進行調試試驗非常不便。文章針對手動控制的防噴器控制裝置進行調試系統(tǒng)方案設計，以期后續(xù)完成控制裝置整套調試試驗系統(tǒng)的設計。

1 防噴器控制裝置分析

一般防噴器控制裝置的主要組成部分有：蓄能器、電泵、氣泵、換向閥（三位四通閥）、旁通閥（二位四通閥）、安全閥、壓力繼電器、壓力繼氣器、單向閥、高低壓濾清器、油箱、壓力儀表等。防噴器控制裝置根據(jù)不同的使用位置來劃分，可分為陸地控制裝置和海上（包括水上和水下）控制裝置，根據(jù)不同的控制方式來劃分，可分為液壓控制、電-氣控制、電-液控制等控制方式的控制裝置。文章設計的調試系統(tǒng)所針對的防噴器控制裝置為廣州東塑石油鉆采專用設備有限公司生產(chǎn)的FK50-2地面防噴器控制裝置，其沒有遠程控制臺，工作時靠手動去控制。基本參數(shù)：控制數(shù)量為2，蓄能器組的可用液量為25L，工作壓力為21MPa。圖1為FK50-2地面防噴器控制裝置的液壓原理圖。

根據(jù)地面防噴器及控制裝置標準SYT5053.2-2001的規(guī)定，防噴器控制裝置在使用前必須進行一系列的調試試壓，才能投入生產(chǎn)使用，以保證防噴器控制裝置的安全性和可靠性。FK50-2防噴器控制裝置的調試主要包括關閉時間試驗、蓄能器組充壓時間試驗、泵組自動啟停試驗、溢流閥超壓保護試驗、耐壓試驗、油密封試驗等試驗內容。

1.低壓球閥；2.黃銅過濾器；3.軸向柱塞泵；4.單流閥；5.防爆電機；6.防爆磁力啟動器；7.壓力控制器箱；8.溢流閥；9.高壓截止閥；10.高壓濾清器；11.蓄能器；12.壓力表；13.減壓溢流閥；14.二位四通轉閥；15.三位四通轉閥；16.壓力表；17.高壓截止閥；18.三位四通轉閥

2 防噴器控制裝置調試系統(tǒng)方案設計

該調試系統(tǒng)的主體功能是為防噴器控制裝置進行一系列的調試試驗，要完成這一主體功能，該調試系統(tǒng)要具備數(shù)據(jù)實時采集及顯示、數(shù)據(jù)整合與儲存、控制硬件部分與電腦通信等子功能。該調試系統(tǒng)的功能構成如圖2所示。

3 結語

FK系列地面防噴器調試系統(tǒng)方案，包括單片機、繼電器、變壓器、轉換器等硬件設施，后續(xù)還需要完成數(shù)據(jù)采集以及控制方式的設計，其中，采集功能主要是通過傳感器將壓力信號轉換為電信號傳到采集卡中，然后通過串口通信將采集卡中的電信號傳到計算機中，而控制功能主要是通過調試系統(tǒng)的應用程序發(fā)出指令，然后通過串口通信將指令傳到單片機上，通過單片機對繼電器進行控制，通過繼電器來控制裝置中的交流接觸器，進而控制電泵的運行。

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