一種不壓井液控系統設計

何傳興 于雷（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤錦 124010）

一種不壓井液控系統設計

何傳興 于雷（中油遼河油田公司鉆采院，遼寧 盤錦 124010）

首先闡述了不壓井液控系統要求，然后進行了液控系統的總體指標設計和具體設計，最后指出了液控系統的應用。

不壓井作業；液控系統

不壓井作業技術就是利用井下管柱封堵工具和井口不壓井設備，在不壓井狀態下進行起下管柱作業的一種井下作業技術，能有效避免壓井液對產層的污染，保護地層壓力場，使開采潛能和產量得以最大保護，還能縮短作業周期、節約成本。不壓井作業設備主要實現油套管環形空間的壓力控制和井壓對管柱產生的上頂力的控制，通常包括舉升加壓系統、防噴系統、工作臺、液控系統等。由于不壓井作業及設備的特殊性，對其液控系統也提出了特殊的要求。

1 不壓井液控系統的要求

不壓井液控系統用于系統設備的控制與操作，是一套作業裝置不可缺少的組成部分，它的功能特點和性能好壞直接影響著整套裝置的使用性能。該液控系統在控制對象、系統布置、系統操作、信息顯示等方面提出了特殊的要求。

1.1 該液控系統的主要控制對象如下：

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

②防噴器：系統需要控制4個防噴器的開閉，分別是：2個全封閘板防噴器；1個半封閘板防噴器；1個剪切閘板防噴器。

1.2 該液控系統布置要求：

采用橇裝式結構，液壓控制系統與電氣控制系統一同放置在車載式的橇裝式控制房中，該橇裝式控制房長×寬×高為：7500×2400×2300。

1.3 該液控系統操作要求：

①操作方式要求：液控系統中所有執行元件（舉升缸、防噴器）的運動均由手動換向閥操作完成。所有操作閥的手柄統一放置在一個操作臺架中。

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

③應急回復操作要求：液控系統中要具備應急回復功能，也就是說當系統供電中斷時可以通過手工操作將液壓系統中所有執行元件（舉升缸、防噴器）回復到指定位置。

四、該液控系統工作條件要求：

①工作溫度要求：液控系統工作在室外環境，必須考慮室外溫度對系統正常工作的影響，要保證低溫時能正常啟動工作。

②防爆要求：液控系統工作在鉆井臺附近，所以液控系統要具備防爆功能。

五、該液控系統信息顯示要求：

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

2 液控系統總體設計指標

液控系統總體設計指標為：

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。

各執行元件的具體技術指標如下：

控件名稱三閘板防噴器（半封）三閘板防噴器（剪切）三閘板防噴器（全封）環形防噴器固定卡瓦單閘板防噴器環形防噴器數量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開關容積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 液控系統具體設計

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

液控系統中泵的進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內的噪音。

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。

液控系統中與電器有關的液壓元件均采用防爆模式來滿足系統防爆特性的要求，防爆元件包括：防爆電機、防爆電磁閥、防爆比例閥、防爆壓力表（壓力開關）、防爆液位計等。

液控系統中關鍵元器件及防爆元器件均采用進口原裝產品，其中液壓泵采用德國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公司產品。

一組手動換閥組安裝在一個液控控制臺架上，該控制臺架放置在橇裝式控制房的后部，操作人員站在操作臺架前面向井臺進行操作。

液控系統中配置有一種冷卻裝置來降低油箱的溫度，為風式冷卻器，液壓系統冬季使用時可單獨使用風式冷卻器即可滿足要求。

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

液控系統中采用蓄能器組配合手動蓄能器專用截止閥的方式，滿足應急回復操作要求。

液控油箱中放置有溫度傳感器以便檢測及控制油箱中液壓油的工作溫度。

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

4 結語

不壓井液控系統完成加工制造后，在遼河油田杜84-61-23井和杜813-38-55井進行了現場試驗，系統性能穩定、運轉正常、滿足了不壓井設備的控制需要。

［1］崔彥立.不壓井作業技術發展方向探討［J］.吐哈油氣，2005，10（4）：326-330.

［2］黃小兵，劉清友，王德玉.淺析我國不壓井裝備的現狀及發展趨勢［J］.石油礦場機械，2004，33（增刊）：19-21.

［3］于雷.不壓井作業技術及設備的探討［J］.中國設備工程，2015，（10）：36-38.

［4］謝永金，曹立明.新型不壓井作業設備的研究［J］.石油機械，2007，35（9）：161-164.