[实用新型]一种固井工具自动控制试压系统

说明书

本实用新型涉及一种固井工具自动控制试压系统，属于石油工程钻井工程技术领域，该系统的额定试压压力最高为50Mpa，可完成对5英吋～9 5/8英吋等各种不同尺寸和压力等级的固井工具的使用前的试压工作。本实用新型的自动控制试压系统包括：试压操作及控制系统、数据采集处理系统、过程监控系统和安全防护与预警系统四个方面。它由试压泵、泄压装置、试压数据采集和处理系统、手动/电动控制系统、微机控制系统、试压监控系统以及安全防护及预警系统组成。该试压控制系统及监控系统具有操作自动化程度高、操作方便、功能齐全、适应性广、系统安全性高和美观实用等特点。

技术领域

本实用新型属于石油工程钻井工程技术领域，涉及一种石油工具类的产品试压技术，具体涉及一种固井工具自动控制试压系统。

背景技术

固井施工作业前，为了确保固井施工作业顺利，需要对参与固井施工作业的地面工具进行试压，试压压力一般要求是固井施工最高压力的1.2～1.3倍，参与试压的固井工具包括：固井水泥头、固井旋塞阀、固井三通、转换接头、固井管线、固井考克等。目前对固井工具试压的方法，大多是采用固井水泥车进行试压，这种试压方法存在的缺陷：

一是试压过程不安全，因为试压管线短，管线内容腔小，试压压力没有缓冲余地，压力上升较快，操作人员在打压时，不好控制压力，压力极易升高，造成试压过程安全隐患，压力地低了，满足不了试压压力要求，这种试压方法不符合中石化公司新的试压作业安全要求；

二是发明人于2005年9月在《钻采工艺》发表的论文“固井工具自动试压系统的研制”中，提到了一种固井工具自动试压系统，该系统虽然改变了上述人工试压的不安全状况，但是在使用过程中也发现了以下问题：

(1)气动泄压阀工作时需要供气系统，供气系统装置较大，占据位置空间较多，工作时噪音大、气压不稳定，造成泄压阀的开启慢及关闭不严，影响试压施工效果；另外不能控制泄压速度；

(2)微机控制软件中的系统是通过试压过程的曲线、图像等模拟控制信号采集的，控制系统的准确性差及控制速度慢，试压测试效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种固井工具自动控制试压系统，用于解决现有试压系统的试压测试效果不佳的问题，实现固井工具试压过程的科学化、数字化、规范化，提高试压作业过程的安全性。

固井工具的自动控制试压系统是为完成现场固井工具的试压而专门研制的一套系统。该系统的额定试压能力为50Mpa，可完成对5～9 5/8英尺吋等各种不同尺寸和压力等级的固井工具的使用前的试压工作。该试压系统装置包括：远程试压控制室、工控机、试压平台、试压泵、泄压装置、试压底座、摄像机、预警声光报警灯、安全防护墙、控制管线、高压管线、安全门等。工控机上控制系统包括：试压操作的手动(电动)控制系统装置和微机自动控制系统、试压数据采集和处理系统、过程监控系统三个方面。

系统的主要功能、原理及特点：

1、固井工具自动控制试压系统构成：

1.1、试压操作及控制系统中的执行装置

执行装置包括试压泵、泄压装置、控制管线、泄压管线、试压底座、高压管线等组成。试压泵选用60Mpa试压泵(带有安全阀)，泄压阀选用与试压泵配套的针型泄压阀。试压能力留有余地，完全保证现场要求的50Mpa的试压能力要求。

1.2、试压操作及控制系统中的泄压系统

由于固井工具试压为高压作业，从安全的角度考虑，对系统的泄压采用了电磁阀控制泄压阀进行远距离的安全泄压，避免了操作人员在泄压的危险范围内进行手动泄压的操作的安全隐患。

该系统的基本过程为：