近年来,我们经常会听到“专精特新”这个热词。它在技术和产业领域具有重要的意义,是推进科技创新、提高产业竞争力、促进经济转型升级的重要手段。

“专精特新”技术以其自身的特殊性和专业性为特点,往往针对特定的领域,对特定的技术进行深度的研发和运用,对技术水平和专业技能的要求都比较高。

为了能够让大家进一步了解油气行业内的“专精特新”企业和技术,油气社区专门为大家推出“解码专精特新”系列推文。本期就让我们走进斯碧尔思达流体科技(上海)有限公司,了解他们的井口安全控制系统。


⏩ 初步了解井口安全控制系统


井口安全控制系统是油田生产中的重要设备。主要用来控制采油树的安全阀打开和关闭,一般有地面安全阀主阀翼阀、井下安全阀和放气阀,根据一个采油树有多少安全阀来设计控制盘几路压力输出。井口安全控制系统有两种形式1是多井控制盘,是公用模块和单井模块组成,通过公用模块输出压力源,分流多个出口给每个单井模块,一个单井模块控制1个采油树。2是整体式单井控制盘,和公用模块单井模块原理一致,但只能控制一个采油树。井口安全控制系统通过电气接口,还能够实现远程控制。另外,根据需要,井口安全控制系统还兼具其它控制,如紧急关停控制、采油树易熔塞管路控制等


⏩ 井口安全控制系统主要零件功能


气动液体增压泵:对大径空气驱动活塞板施加0.3~0.8MPa压力,在压力的作下带动小面积活塞,会形成一个面积压力比,这个压力比就低压增到高压的过程。泵内部用过二位五通气控换向阀,增压泵能够实现连续运行用,给液压管路输送高压,下面图1是气动液体增压泵示意,图2是液压原理符号。

电动泵:由四部组成,1电机:动力源、2连接法兰:固定电机和泵、3连接器:转动作用、4径向柱塞泵:增压。联轴器和径向柱塞泵是相连接的,通过电机轴承带动径向柱塞泵轴承旋转,可实现柱塞往复运动来输出高压。下面图3是电动泵示意,图4是液压原理符号,图5是径向柱塞泵示意。

手动泵:手动泵手柄向下施压,活塞杆向下运动时,活塞杆和缸体形成的体积减小,油液从体积中挤出,经单向阀到压力出口。当手柄抬起形成一定真空度,油液在大气压力的作用下进入密封体积内。手柄使活塞杆不断地升降,密封体积周期性地减小和增大,泵就不断吸油和排油。下面图6是手动泵示意,图7是液压原理符号。

减压阀:用控制主阀件开度来调节介质的流量,将介质压力降低,同时借助弹簧压力的作用调节主阀件的开度,使阀后压力保持在一定范围内,进口压力不断变化的情况下,保持出口压力值在一定的范围内。

带锁销拉断阀:控制先导压力进出,正常状态下手柄是推进去的,这时阀进口是关闭,出口和卸荷连通,先导口没有压力,当手柄拉出时进出口通,卸荷关闭,先导口上压顶住阀杆防止弹回(注意:在没有先导压力时手柄拉出放手后会弹回,这时可以按下锁销固定)。下面图8是减压阀示意,图9是带锁销拉断阀示意,图10是减压阀液压原理符号,图11是带锁销拉断阀液压原理符号。

防爆电磁阀:二位三通防爆电磁阀是两个位置三个通气口,其中一个为进气口(NC),另两个为出气口(COM/10-32),当电磁阀得电励磁是,NC和COM通,失电时COM和10-32通两位指阀芯有两个位置,三通就是三个口,一个进口,NC口,一个出口,COM口,一个排空口,10-32口。分为常开常闭。常开工作原理就是通电后,阀芯产生动作,开启气路,断电之后阀芯复位,关闭气路。下面图12是防爆电磁阀示意,图13是防爆电磁阀液压原理符号。

先导先导三通阀:(分高压和低压)功能和二位三通防爆电磁阀一样,就是电动被先导替代了。图14是先导先导三通阀示意,图15是先导先导三通阀液压原理符号。

防爆压力开关:机械式压力设定,当达到设定压力后会接通信号,反馈给中控。图17是防爆压力开关液压原理符号。

蓄能器:它的主要功能是保压和稳定压力,缓冲和积累控制管路。

单向节流阀:应用于液压控制系统的调速和延时回路中,其既可以作单向阀使用,又可以作节流阀使用。调整井下安全阀关闭时间。按顺时针方向调整螺母,井下管路压力卸压时间增加,或者相反减少。设置好值后,用锁紧螺母将其锁定。图18是蓄能器示意,图19是单向节流阀示意,图20是蓄能器液压原理符号,图21是单向节流阀液压原理符号。

高低压先导阀:相当于安全阀效果,但不一样的是高低压先导阀可以实现一定范围内的压力不卸压,例:设置压力为200~1000psi在这个范围内就不会卸荷,当超过这个范围的最低或最高都会导致卸压下面图22是高低压先导阀示意。


⏩ 井口安全控制系统的工作原理


在电或手动泵的增压作用下,通过输送高压,经过蓄能器,压力表显示,安全阀过载保护,高压先导三通阀时堵住,需要先导压力换向,才能通过液压进入井下安全阀。再经过四通分流。

四通分流,通过减压阀经过一级减压,正常的采油树的井上使用压力小于井下,压力继续经过蓄能器蓄能,压力表显示,三通分流至先导压力,回到三通分流两路同时经过安全阀过载保护,高压先导三通阀时堵住,需要先导压力换向,才能通过液压进入井上两个安全阀。

三通分流至先导压力,通过减压阀经过二级减压至先导压力,先导压力是控制整个系统的高压打开和关闭,经过蓄能器蓄能,安全阀过载保护,压力表显示,到拉断阀直接控制先导压力流通和卸荷,三通分流至电磁阀,三通分流至三通球阀旁通用,当没电时可开启旁通,再经过单向节流阀到SCSSV先导三通阀先导口,这时先导三通阀进出口通,高压进入开启SCSSV安全阀,当要关闭安全阀时按下拉断阀卸荷先导压力,先导三通阀失去先导压力出口和卸荷通,高压卸荷关井结束。每个安全阀开启是一样操作步骤。


易熔塞:安装在采油树顶端,当着火时易熔塞融化释放先导压力来实现关井。

高低压先导阀:当井上安全阀流线管道处于低压限流阀设定压力之下或高压限流阀设定压力之上时,释放先导压力来实现关井。


⏩ 系统维护说明


对系统维修人员的提醒:维修人员应是设备维护专业人员,具有气动液压设备维修经验,同时能正确判断和检查气动液压设备,并解决所有故障。维修人员应参加专业培训,并取得所要求的资格。严格禁止所有非专业人员服务、维护或检查系统。如果发生这种情况,并导致设备故障或人员伤亡,应由用户承担所有责任和费用。

注意:在系统检查、维护和长期休眠的过程中,必须泄压和关闭系统进口和出口之间的连接。

1 定期检查各部件和部件的工作状态。

2 检查高压油泵是否正常运行。每隔30天检查一次高压油泵进出口是否有残渣,高压油泵是否有泄漏。

3 检查储罐是否充满液压油。储罐中必须有足够的液压油连续运行30天。如果液压油位低于最低值,则必须添加液压油。经过六个月的操作,必须排除过滤液并清洗。用户可根据自己的情况调整检查时间。

4 检查控制阀是否正常工作。定期检查高压阀、节流阀、安全阀和单向阀的运行情况。在手动阀运行期间,操作扭矩应保持在操作范围内,否则可能损坏手动阀。

5 定期检查压力元件。每六个月至一年对压力表、传感器、安全阀进行检查好调节。确保压力表和传感器正常工作,以防不准确的测量或事故。检查高/低压先导阀和安全阀是否正常工作。调节和检查设定的工作压力是否稳定。如果不是,用户应将其发回供应商进行维护。

6 定期检查系统管路。用户不得更改或添加管道本身,特别是高压管路,否则后果均由用户负责。

7 未经制造商许可,用户不得更改设备、控制元件、附件和系统管道;用户也不能更改由制造商批准的附件,否则后果均由用户负责。



⏩ 系统维护项


井口控制系统的定时维护,井口控制系统工作一定时间,要利用生产间隙对设备进行维护与保养,间隔是现场使用环境和使用频次而定,也可根据建议周期进行保养,定期维护保养如下: