思凱達(dá)油田油井試壓車控制系統(tǒng)
隨著工業(yè)自動化快速發(fā)展與應(yīng)用的提高，以往的人工操作試壓泵已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)中測試要求。在追求生產(chǎn)效率的同時，對壓力測試的自動化程度、測試參數(shù)精確性、安全性等指標(biāo)提出了更高的要求，我公司生產(chǎn)的智能化壓力測試系統(tǒng)正是適應(yīng)這種發(fā)展要求的產(chǎn)物，系統(tǒng)具有高精度、高可靠性，全自動等特點(diǎn)，具有壓力參數(shù)設(shè)置、壓力測試過程實(shí)時顯示、數(shù)據(jù)記錄、打印、儲存、查詢等功能，它很好地實(shí)現(xiàn)了新的壓力測試工藝與工業(yè)智能控制的*結(jié)合，廣泛運(yùn)用于石油裝備制造、航天、*、船舶、核電、石油化工、冶金等領(lǐng)域。
針對用戶提出的具體要求：測試件-防噴器及壓裂管匯zui大容積大約860L、zui小容積10L，測試壓力小于或等于100Mpa，壓力上升時間控制在30分鐘以內(nèi)的話。高壓泵流量大約為30L/min，高壓泵的功率需要47Kw，由于需要配置防爆電機(jī)等，一是高壓泵的購進(jìn)成本比較高，二是野外接電比較麻煩；三是在測試小容器時，由于高壓泵的流量過大，壓力上升速度過快，很容易發(fā)生壓力過沖現(xiàn)象，埋下了很多安全隱患。一般建議用戶采用低壓注水，高壓小流量泵增壓這種方式，其優(yōu)點(diǎn)：一是壓力上升速度可控；二是成套設(shè)備購進(jìn)成本比較低。
以下是我公司生產(chǎn)的防噴器及壓裂管匯測試系統(tǒng)基本原理及操作工藝。
（1）注水系統(tǒng)：當(dāng)測試zui大容積的時候，低壓注水時間控制在20分鐘以內(nèi)，低壓注水泵的流量選配為50L/min，假如注水壓力為2Mpa話，電機(jī)功率為3Kw。低壓注水泵可以采用柱塞泵，也可以采用多級離心泵。為了降低成套設(shè)備的采購成本，一般建議選配多級離心泵，南方泵業(yè)CDLF3-33全不銹鋼多級離心泵，理論流量55L/h、揚(yáng)程150米、電機(jī)功率3Kw。工作原理：當(dāng)注水泵啟動時，介質(zhì)通過注水單向閥向防噴器或壓裂管匯內(nèi)供水，當(dāng)注水壓力達(dá)到設(shè)定值，注水泵停機(jī)，單向閥自動將注水管路和防噴器或壓裂管匯斷開。二是在加壓過程中單向閥兩端產(chǎn)生的壓差越大，保壓性能越好。
（2）增壓系統(tǒng)：由于測試的防噴器或壓裂管匯的zui大容積大約860L，當(dāng)做靜態(tài)壓力測試時，容器內(nèi)的水有一個壓縮比，當(dāng)壓力加壓到100Mpa時，水的壓縮比理論上為0.04，需要再往容器內(nèi)注水35L，假如升壓時間控制在5-8min的話，高壓泵每分鐘需要提供的流量大約為5-6L，這樣高壓泵的選型應(yīng)該為三柱塞高壓泵，型號：3DSY300/110，技術(shù)參數(shù)：zui高工作壓力110Mpa、流量5L/min、電機(jī)功率11Kw，皮帶傳動。增壓系統(tǒng)和防噴器或壓裂管匯之間需要安裝一套氣動截止閥和單向閥，工作原理：當(dāng)增壓泵啟動時，氣動截止閥通電關(guān)閉，介質(zhì)通過單向閥向防噴器或壓裂管匯內(nèi)增壓，當(dāng)增壓壓力達(dá)到設(shè)定值，增壓泵停機(jī)，單向閥自動將增壓管路和防噴器或壓裂管匯斷開，氣動截止閥斷電打開，一是在保壓過程中，增壓泵不會長時間處于高壓狀態(tài)，延長高壓泵的使用壽命，二是再次加壓時，增壓泵不帶負(fù)荷啟動，同樣也會延長高壓泵的使用壽命；三是單向閥兩端產(chǎn)生的壓差越大，保壓性能越好。
二、工藝流程、主要技術(shù)參數(shù)、配置：
（1）整體采用撬裝箱式底座、遠(yuǎn)程操作
（2）工藝流程：
根據(jù)操作規(guī)程做好壓力測試前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。
=>選擇手動或自動控制旋鈕，在筆記本電腦上設(shè)置好各項(xiàng)目標(biāo)參數(shù)。
=>根據(jù)測試防噴器或壓裂管匯的容積大小選擇是否啟動低壓注水泵，當(dāng)需要低壓注水時，啟動低壓注水泵，注水泵運(yùn)行指示燈亮，當(dāng)注水壓力達(dá)到設(shè)定后，自動停機(jī)并排氣。
=>當(dāng)選擇自動時，啟動高壓泵，高壓泵運(yùn)行指示燈亮，泵端卸荷閥及容器卸荷閥關(guān)閉，當(dāng)防噴器或壓裂管匯內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定的檢測壓力時，高壓泵停機(jī)，泵端閥打開，卸除高壓泵泵頭上的壓力，防噴器或壓裂管匯處于強(qiáng)制保壓狀態(tài)。
=>保壓時間達(dá)到設(shè)定要求后，卸除測試防噴器或壓裂管匯內(nèi)的壓力。
=>測試工作結(jié)束。
=>打印出曲線檢測報(bào)告。
（3）主要技術(shù)參數(shù)：
a、驅(qū)動總功率15Kw、380V；
b、本測試機(jī)zui大工作壓力：110Mpa；
c、試驗(yàn)介質(zhì)：一般為常溫清水，也可使用乳化液、防銹水等；
d、壓力測試精度：±0.5% F.S；
e、高壓泵技術(shù)參數(shù)：zui高輸出壓力110Mpa、輸出流量300L/h、功率11Kw，皮帶輪減速，防爆電機(jī)驅(qū)動。
f、低壓注水泵技術(shù)參數(shù)：zui高輸出壓力2Mpa、zui大輸出流量3.3立方/小時、功率3Kw，防爆電機(jī)驅(qū)動。
（4）壓力測試系統(tǒng)的主要組成部件及特點(diǎn)：
本壓力測試系統(tǒng)主要由電氣控制系統(tǒng)、國產(chǎn)高壓泵、進(jìn)口單向閥、德國MAH氣動截止閥、德國MAH氣動卸荷閥、進(jìn)口手動卸荷閥、高壓過濾器、壓力表、高壓軟硬管、壓力傳感器、低壓注水泵、進(jìn)口低壓注水單向閥、進(jìn)水過濾裝置、不銹鋼水箱、集裝箱體等組成。
a、電氣控制系統(tǒng)是由三菱PLC邏輯控制器、通訊模塊、14寸筆記本電腦、電氣控制元件等組成，主要功能是根據(jù)測試要求能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的自動升壓、保壓、卸壓，并能實(shí)時顯示測試壓力、保壓時間以及儲存，該系統(tǒng)還具有手動、自動轉(zhuǎn)換、急停、超壓報(bào)警、自動卸荷等功能。
b、超高壓泵：型號3DSY300/110，技術(shù)參數(shù)：zui高輸出壓力110Mpa、zui大輸出流量300L/h、功率11Kw。高壓泵采用皮帶輪減速，防爆電機(jī)驅(qū)動。
c、進(jìn)口高壓單向閥：能夠自動斷開輸出端與測試容器之間的壓力。
d、進(jìn)口氣動卸荷閥：在分段壓力測試過程中通過預(yù)先設(shè)置，控制系統(tǒng)可在每段保壓結(jié)束后對容器卸荷與否進(jìn)行設(shè)置（卸荷或不卸荷可控），可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，保障了測試過程中安全性。系統(tǒng)在升壓內(nèi)的任何時間氣動卸荷閥均處于關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)在每次試壓完畢后，均強(qiáng)制卸除容器壓力至卸荷目標(biāo)值，也可以在低壓注水時作為排氣閥使用。
e、泵端氣動截止閥：當(dāng)系統(tǒng)處于保壓狀態(tài)時，泵端氣動截止閥自動卸除高壓泵泵頭上的壓力，避免高壓泵頭*處于高壓狀態(tài)，提高超高壓泵的使用壽命。
f、手動卸荷閥：是截?cái)嗔黧w流向的，作為備用，當(dāng)氣動卸荷閥失去作用時，可以手動緊急卸除系統(tǒng)內(nèi)的壓力。順時針旋轉(zhuǎn)手柄將關(guān)閉針閥，逆時針旋轉(zhuǎn)手柄將打開針閥。
g、高壓表：壓力表是顯示系統(tǒng)的壓力的，使用中不可超過表的量程的2/3。
h、高壓過濾器：防止卸壓時防噴器或管匯內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入到卸荷閥內(nèi)，提高卸荷閥的試用壽命。
i、進(jìn)水過濾器：進(jìn)水過濾器主要是防止雜質(zhì)進(jìn)入高壓泵及執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)，提高成套設(shè)備的使用壽命
j、低壓注水泵：型號CDLF3-33，技術(shù)參數(shù)：zui高輸出壓力2Mpa、zui大輸出流量3.3m立方/小時、功率3Kw，防爆電機(jī)驅(qū)動。
（5）壓力測試裝置具備的功能：
（1）具有人工加壓或自動加壓功能。
（2）壓力測試范圍內(nèi)可設(shè)置分段試驗(yàn)程序（zui多5段），加壓時系統(tǒng)將自動升壓、停機(jī)、保壓。
（3）系統(tǒng)具有自動卸荷功能，容器自動卸荷、急停和超壓自動卸荷功能。
（4）試壓過程中預(yù)設(shè)的保壓時間可自由設(shè)定（單位秒）。
（5）具備實(shí)時壓力顯示、曲線顯示、時間顯示、工作狀態(tài)顯示等。
（6）壓力測試裝置具有記憶功能，可以儲存測試參數(shù)及結(jié)果。
（7）系統(tǒng)具有壓力設(shè)定、標(biāo)定、軟件零位修正功能。
（8）具有系統(tǒng)超壓、故障狀態(tài)反饋等狀態(tài)的報(bào)警功能。
（9）具有對被測容器在保壓階段保壓狀態(tài)作出自動判別功能。
備注：低壓注水泵只能手動控制，注水壓力可以設(shè)定，當(dāng)注水壓力達(dá)到設(shè)定值后，低壓注水泵自動停機(jī)。
（6）壓力測試裝置的電氣控制系統(tǒng)主要配置：
（1）電氣控制柜（主要電氣元件采用正泰） 1套
（2）三菱邏輯可編程控制器 1套
（3）Thinkpad 14寸筆記本電腦 1套
（4）工業(yè)級A/D板（12位高速） 1套
（5）通訊模塊及電纜 1套
（6）佳能A4黑白激光打印機(jī) 1臺
（7）控制線纜、信號線 8套
（8）保溫集裝箱體（撬裝式、長x寬x高:4000x1900x2000mm） 1套
（7）高壓泵主要參數(shù)及相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配置：
（1）高壓泵技術(shù)參數(shù)：
規(guī) 格 型 號 | 壓 力 | 流 量 | 功率 | 備 注 |
3DSY300/110 | 110MPa | 300L/h | 11KW | 防爆電機(jī)驅(qū)動、含0.8立方不銹鋼水箱、進(jìn)水管路、易損件等 |
（2）自控系統(tǒng)附件：
名 稱 | 規(guī)格 | 數(shù)量 | 備 注 |
高壓單向閥 | 15000Psi | 1套 | 進(jìn)口件 |
手動卸壓閥 | 15000Psi | 1套 | 進(jìn)口件 |
氣動截止閥 | 15000Psi | 1套 | 德國MAH |
氣動卸荷閥 | 15000Psi | 1套 | 德國MAH |
高壓過濾器 | 15000Psi | 1套 | 進(jìn)口件 |
防震壓力表 | 160Mpa | 1只 | 精度1.6%，表面150mm |
壓力傳感器 | 150Mpa | 1只 | 精度0.5% |
高壓軟管 | 120Mpa | 1根 | 20米、進(jìn)口件、螺紋M22X1.5（內(nèi)） |
*氣泵 | 0.8Mpa | 1套 |
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儲氣罐 | 0.8Mpa | 1套 |
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備注：用戶需要提供防噴器或管匯的進(jìn)口螺紋尺寸。 |
德國MAH氣動閥 操作控制臺
（3）進(jìn)水過濾裝置：
配南方全不銹鋼高壓多級泵1臺（與低壓注水同用），進(jìn)口注水單向閥、注水管線等，多級離心泵型號：CDLF3-33，技術(shù)參數(shù)：zui大流量3.3立方/小時，zui大輸出壓力2Mpa，配不銹鋼袋式過濾器1件（含2個濾袋）。
進(jìn)水過濾裝置
備注：以上為主要配置，但在細(xì)節(jié)問題上可能會出現(xiàn)與本協(xié)議不*，有可能產(chǎn)生偏離，但不影響成套設(shè)備的使用。
移動式車載壓力測試系統(tǒng)作業(yè)現(xiàn)場（長慶油田）
三、服務(wù)內(nèi)容及其它：
（一）軟件資料：
（1）提供壓力測試裝置操作使用說明書；
（2）提供高壓泵、注水泵及其相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)資料；
（3）提供電氣控制臺電氣原理圖、電氣元件明細(xì)表。
（二）成套設(shè)備售后服務(wù)工作：
（1）供方提供的技術(shù)是可靠和*的，設(shè)備和材料是全新的，并符合合同規(guī)定的要求。
（2）設(shè)備到貨后，整套設(shè)備的質(zhì)量檢驗(yàn)和系統(tǒng)調(diào)試在用戶代表現(xiàn)場監(jiān)督下進(jìn)行，并取得用戶方認(rèn)可。
（3） 設(shè)備到貨后，供方與用戶代表共同在使用現(xiàn)場開箱驗(yàn)收。
（4）售后服務(wù)承諾：壓力測試裝置“三包"期自設(shè)備通過驗(yàn)收之日起12個月，但成套設(shè)備的易損件除外。
（5）在“三包"期內(nèi)發(fā)生質(zhì)量問題，供方免費(fèi)進(jìn)行修理、維護(hù)，包括更換設(shè)備部件，所發(fā)生的技術(shù)服務(wù)費(fèi)用由供方承擔(dān)。正常的易損件的更換以及由需方自身錯誤操作所造成的損壞不包括在內(nèi)。
（6）由于用戶方原因造成的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)不能達(dá)到合同規(guī)定的要求，不在質(zhì)量保證范圍之內(nèi)。但供方有義務(wù)幫助用戶方解決故障，恢復(fù)生產(chǎn)，所發(fā)生費(fèi)用由用戶方負(fù)責(zé)。
（7）整套設(shè)備的調(diào)試工作由供方的技術(shù)人員負(fù)責(zé)，用戶方人員參加調(diào)試并提供必要的幫助。調(diào)試過程中要對控制系統(tǒng)中的所有功能進(jìn)行測試和檢驗(yàn)并應(yīng)達(dá)到合同規(guī)定的技術(shù)要求。
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