全自動壓標(biāo)預(yù)壓和排空系統(tǒng)的研究

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163513)

全自動壓標(biāo)預(yù)壓和排空系統(tǒng)的研究

范欣

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163513)

近年來，由于國家標(biāo)準(zhǔn)對于標(biāo)準(zhǔn)器和傳壓介質(zhì)作出規(guī)定，SL-APGC-060CA型全自動壓力計檢定裝置已經(jīng)慢慢取代了其他檢定裝置，但現(xiàn)有的壓力計的種類較多，為了提高井下電子壓力計的校準(zhǔn)效率，將通過增加預(yù)壓系統(tǒng)解決液體增壓泵絲杠卡死和管線中氣體排空問題，同時在軟件和控制板添加液體增壓泵絲杠卡死問題處理操作按鈕處理液體增壓泵絲杠卡死故障。

液體增壓泵；預(yù)壓系統(tǒng)；氣液增壓泵泵；絲杠

0 引 言

油田試井使用的存儲式電子式井下壓力計[1]數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度直接由儀器本身和校準(zhǔn)[2]決定。目前大慶油田壓力計檢定裝置有DTYJ-2000A型壓力計檢定裝置、SL-APGC-060CA型全自動壓力計檢定裝置、KY-60型活塞式壓力計。由于國家標(biāo)準(zhǔn)[3]對于壓力標(biāo)準(zhǔn)器傳壓介質(zhì)作出規(guī)定，DTYJ-2000A型逐漸被SL-APGC-060CA型全自動壓力計檢定裝置取代。但該裝置氣液增壓泵行程有限，壓力計標(biāo)定時存在大量空氣，會造成液體增壓泵絲杠卡死現(xiàn)象，從而大大降低了校準(zhǔn)效率。SL-APGC-060CA全自動壓力標(biāo)定裝置涉及機、電、氣、液四大技術(shù)，以0.02級活塞壓力計為標(biāo)準(zhǔn)器，癸二酸二酯為傳壓介質(zhì)，精密氣動機械手自動加減砝碼，數(shù)字伺服控制系統(tǒng)驅(qū)動液體增壓泵絲杠旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓力，溫度、壓力控制及采集集于一個控制和軟件平臺，由軟件自動擬定儀器校準(zhǔn)過程，實現(xiàn)校準(zhǔn)過程的自動化，原理圖如圖1所示。

圖1 SL-APGC-060CA型全自動壓力計檢定裝置系統(tǒng)原理框圖

1 故障原因分析及目前處理方法

1.1 故障原因分析

1.1.1 液體增壓泵體積小，絲杠行程小

SL-APGC-060CA型液體增壓泵和DTYJ-2000A型液體增壓泵相比，體積和行程不及DTYJ-2000A型液體增壓泵的1/2。當(dāng)校準(zhǔn)接頭與壓力計連接處空間大時，液體增壓泵行程到滿行程仍不能達到設(shè)置壓力，絲杠就會卡死。

1.1.2 管線中空氣沒有排干凈

導(dǎo)致管線中空氣沒有排干凈的主要因素有兩方面：一方面為校準(zhǔn)接頭高低不一，導(dǎo)致排空不徹底；另一方面儲油箱液面過低，導(dǎo)致整個液壓系統(tǒng)進入空氣，一旦進入很難處理。

1.1.3 校準(zhǔn)接頭與壓力計連接處空間大

校準(zhǔn)接頭與壓力計連接處空間大，需要的癸二酸二酯體積相應(yīng)增加。通過校準(zhǔn)實踐，三江和襄樊偏心電子壓力計與校準(zhǔn)接頭連接處空間大體積相比其他廠家電子壓力計與校準(zhǔn)接頭接處空間大，發(fā)生絲杠卡死的概率：2支壓力計沒有、3支10%、4支30%、5支100%。

目前發(fā)生的卡死由以上3個原因綜合導(dǎo)致，其中液體增壓泵體積小，絲杠行程小是主要原因；其次為校準(zhǔn)接頭與壓力計連接處空間大；校準(zhǔn)接頭高低不一，導(dǎo)致排空不徹底影響最小。

1.1.4 管線及儀器連接處有滲漏

管線及儀器連接處有滲漏自然會導(dǎo)致液體增壓泵絲杠卡死。

1.2 絲杠卡死手動處理方法

1.2.1 手板絲杠

活塞泵行程超限絲杠卡死后，沒有像DTYL-2010型壓力計檢定裝置通過軟件操作和控制板操作按鈕處理活塞泵絲杠卡死現(xiàn)象，只能通過打開加壓軟件，關(guān)閉壓力生成柜和標(biāo)準(zhǔn)源電源開關(guān)；手動順(逆)時針轉(zhuǎn)動液體增壓泵5 mm；打開壓力生成柜和標(biāo)準(zhǔn)源電源開關(guān)，絲杠恢復(fù)到原位，整個過程耗時耗力，時間至少花費30 min，女員工根本無力旋轉(zhuǎn)液體增壓泵絲杠。

如圖2所示為絲杠卡死圖。2013年、2014年、2015年先后發(fā)生絲杠卡死現(xiàn)象25次，處理時間累積25 h，這導(dǎo)致校準(zhǔn)效率降低，同時處理絲杠卡死時有5次，處理人員手臂在壓力生成柜邊磕傷，對員工造成輕傷害。

1.2.2 拆卸絲杠處理

該辦法必須由專業(yè)人員操作，首先用扳手拆下?lián)醢逑露说墓潭菟ǎ瑩醢逅蓜雍螅瑩醢寰涂呻x開限位開關(guān)，打開壓力生成柜和標(biāo)準(zhǔn)源電源開關(guān)，絲杠就可恢復(fù)到原位。調(diào)整擋板位置及行程，安裝螺栓。

2 改造方案優(yōu)化及實現(xiàn)

2.1 改造方案

2.1.1 更換液體增壓泵

很簡單，通過分析液體增壓泵體積小，絲杠行程小是導(dǎo)致液體增壓泵絲杠卡死的主要原因，因此更換大體積的液體增壓泵便可解決液體增壓泵絲杠卡死的問題。但是壓力生成柜空間有限，更換大體積的液體增壓泵必須重新設(shè)計壓力生成柜機構(gòu)和布局，設(shè)計的氣液增壓泵、液體增壓泵、空氣壓縮泵、泄壓閥所有組成部分都得動，成本達8萬元，耗時長，因此該方案不可取。

圖2 絲杠卡死照片

2.1.2 增加預(yù)壓系統(tǒng)

換向思考，能否改變加壓方式，SL-APGC-060CA型全自動壓力計檢定裝置增壓方式由液體增壓泵直接加壓。增加預(yù)壓系統(tǒng)，加壓方式改為預(yù)壓和直接加壓結(jié)合的辦法。由SL-APGC-060CA型全自動壓力計檢定裝置原理可知，氣液增壓泵就具有預(yù)壓功能，不需要改變原有組成，只需改變控制和軟件就可實現(xiàn)。同時經(jīng)氣液增壓泵升壓排空后，安裝儀器后將預(yù)壓設(shè)置為1 MPa，管線中未排凈的空氣經(jīng)計算可壓縮到1/1 000，解決了管線中空氣沒有排干凈的問題。經(jīng)計算成本只有1.4萬元，耗時短。因此該方案可取。

2.2 改造的方案的實現(xiàn)

增加氣液增壓泵的功能，增加預(yù)增壓功能，具體實施是改變控制系統(tǒng)，實現(xiàn)氣液增壓泵預(yù)增壓1 MPa，這樣就把管路中、油桶及壓力計內(nèi)部的空氣進行壓縮，以減少空氣占有的空間；同時實現(xiàn)管線中充滿癸二酸酯，預(yù)壓1 MPa。控制板上同時添加氣液增壓泵預(yù)壓1 MPa控制電路和柱塞泵絲杠卡死正反處理操作按鈕，如圖3所示，軟件上也增加增加氣液增壓泵預(yù)壓1 MPa控制程序和柱塞泵絲杠卡死正反處理操作按鈕，如圖4所示。其次更換信號控制主板，把預(yù)壓的工程實現(xiàn)可控性，具有反饋檢測，以便保證預(yù)壓能夠更穩(wěn)定。第三軟件進行重新編譯，對于標(biāo)定過程增加了預(yù)增壓的軟件控制，而且具有時刻監(jiān)測預(yù)增壓的效果，如失敗，系統(tǒng)會做出二次預(yù)增壓，如再次失敗，軟件會做出相應(yīng)的提示。最后更換數(shù)據(jù)處理控制板，調(diào)整數(shù)據(jù)線，調(diào)試設(shè)備，試壓運行如圖5～圖8所示。

圖3 控制板絲杠卡死處置操作按鈕

圖4 軟件絲杠卡死處置操作按鈕

LT1接線方式

圖5 標(biāo)準(zhǔn)器柜和壓力生成柜布線

在標(biāo)準(zhǔn)器柜后面板的右下方2XT4處加五根接線(圖打綠勾處)，分別接到2XT4的5、6、7、8、9端子處，線另一端接到壓力生成柜的B2：J1處(在壓力生成柜B2的右側(cè)中間部位，此處接頭已做好，直接插上即可)，如圖4所示。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)器柜和壓力生成柜接線

調(diào)試線接線方式

將標(biāo)準(zhǔn)器柜的PC線和壓力生成柜的LT1線取下，然后分別與調(diào)試線的兩端相連接(調(diào)試線沒有方向區(qū)別)，然后即可進行軟件設(shè)置，設(shè)置完請將線路恢復(fù)原樣。接線方式如圖5所示。

圖7 PC線和壓力生成柜的LT1

圖8 調(diào)試線的制作

3 結(jié)束語

改造后，校準(zhǔn)井下電子壓力計200支次，沒有發(fā)生絲杠卡死事故，校準(zhǔn)效率提高10%。這種增加預(yù)壓系統(tǒng)改造方案利用改變增壓的方式解決了SL-APGC-060CA型全自動壓力計標(biāo)定裝置液體增壓泵絲杠卡死問題和管線中氣體排空問題，大大提高了工作效率。

[1] 劉夢園，周元勁.井下電子壓力計的發(fā)展及主要性能指標(biāo)分析[J].油氣井測試，2010，10(5)：51-55.

[2] ST/T 6640-2012,電子式井下壓力計校準(zhǔn)方法[S].北京:石油工業(yè)出版社,2012.

[3] JJG 59 2007,活塞壓力計國家檢定規(guī)程[S].北京:國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,2007.

AutomaticPressurePreloadingandEmptyingSystemResearch

FANXin

(Logging&TestingServiceCompany，DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing，Heilongjiang163513，China)

The SL-APGC-060CA type automatic pressure gauge verification equipment has been gradually replaced by other verification device in recent years due to the provision stipulated by the national standard for the standard and pressure transmission medium. But there are many kinds of existing pressure gauges. In order to improve the efficiency of the downhole electronic pressure gauge calibration, the problems of liquid booster pump screw jammed and pipeline gas emptying are solved by increasing prepress pressure system at the same time in the software and control panel to add liquid booster pump screw stuck problem treatment action button to treat the liquid booster pump screw stuck fault.

liquid booster pump； preloading systems； gas liquid booster pump； screw pump

范 欣，女，1989年生，2014年畢業(yè)于東北石油大學(xué)勘查技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)主要從事井下電子壓力計校準(zhǔn)。E-mail：286641458@qq.com

TH122

A

2096-0077(2017)05-0098-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.05.025

2017-03-15編輯韓德林)