防喷器试压检测系统优化设计
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【摘要】针对传统防喷器试压檢测存在的缺点，为确保试压检测安全可靠，在传统试压检测系统的基础上，设计一种新型防喷器试压检测系统，解决传统试压检测存在的缺陷，提高检测效率，确保试压安全。
【关键词】防喷器 试压检测系统 优化设计
防喷器是钻井工程施工过程中用于控制井控、防止井喷事故发生的关键设备，为保证其质量安全可靠，在井安装使用的防喷器供井前必须在井控车间做压力检测试验。由于地面试压，不仅噪音大，工作环境还差，而最重要是地面防护设施强度与防喷器的试验检测压力不能匹配，在防喷器地面试压检测过程中，人和试压设备均处于不安全状态，安全风险巨大。因此设计防喷器地下试压系统，采用地下试压方式，可以有效解决防喷器试压安全，提高试压检测效率。
一、地下试压检测系统设计
试压控制与检测系统设计：在传统试压控制与检测系统的基础上，结合以往试压控制系统存在问题，设计新的试压控制与检测系统，新系统主要由控制单元（软件部分）和执行单元（硬件部分）两块组成，具有以下优势：
安装使用方便，界面清晰，显示直观，操作简单;实现整个试压过程的全自动操作，自动化程度高;设置压力超限报警、误操作提示和故障自我保护等功能，安全程度高;精度高，检测灵敏度0.01MPa，满足防喷器低压试压检测要求;检测压力高，可以满足140MPa及以下防喷器的压力检测试验;可输入功能强大，稳压时间、预置压力、报警压力等参数都可以修改，可以满足各种工况的防喷器压力检测要求;可按时间及编号自动保存试压结果和曲线，具备完整的检测结果打印功能，查询和可追溯功能强大;具有较强的抗工业干扰能力。
二、液压控制系统设计
结合防喷器地下试压系统要求，开发新的液控系统。主要进行三各方面的改进。图1和图2分别为原液控系统和新液控系统的油路图。
将控制装置的高压油的制备、储存部分和操控执行部分进行分离。将油泵、电机、油箱、蓄能器等压力油制备、储存部分转移到车间外并隔离，将操控执行部分留在室内，两部分用高压软管联通。这样既防止高压设备直接暴漏的安全风险，也消除控制装置电机启动产生的噪音，节省出有限的车间内空间。
增加调压阀数量和调节范围，共形成四套独立的减压输出系统，不但可以输出不同压力级别的高压源，而且互不影响，极大地提高工作效率。同时增加蓄能器数量，每个蓄能器下部安装高压球阀和泄压法，增强储压量的同时方便维修。
把原来的单电机、油泵改为双电机、双油泵，在提高效率的同时大幅提高工作可靠性，避免因设备部件故障而影响整个检测工作。
操控执行部分采用模块化设计并备有接口，方便添加新的控制单元，可扩展性强。
三、监控系统设计
试压监控采用移动式全方位视频监控系统。镜头能够十倍光学变焦，能够局部放大影像，在保证对防喷器和地下试压区监控的同时，也实现对试压泵、管汇组的监控。监控系统能够清晰观察到防喷器试压的每个部位。所有监控信号全部集中传输到监控室，试压操作员可通过试压控制与检测系统调节摄像头位置，方便其解整个试压过程，保证试压过程安全。
四、配套设计
（一）防喷器试压盲板设计
防喷器的试压时，需要液压卡箍推动试压盲板将防喷器底部法兰部位密封起来。由于不同规格防喷器使用的密封垫环型号不同，在试压检测不同规格防喷器时，就必须频繁的更换试压盲板，大大降低试压效率。而且采用地下试压后，行车操作人员离吊装防喷器的视线距离增加，在把防喷器吊装到试压卡箍盲板上的这一过程也变的比较困难，为此我们设计新型的防喷器试压盲板。新型盲板主要有以下特点：
设计增加自动对中引导斜面，斜面内加工母扣螺纹，可与环形防喷器试压管柱连接，在方便吊装操作同时，可大幅提高环形防喷器试压检测的安全性
高压进水口与卸压口分开，同时将泄压口提高到导向斜面上，具有防堵沉沙作用，可有效防止防喷器内腔泥沙堵塞管线。
设计一种新型垫环密封形式，使一种规格盲板可试验两种不同级别的防喷器，避免盲板频繁更换，提高效率。同时在密封垫环底部增加一道O型密封，在大幅提高密封性能的同时，减少对盲板的磨损，可延长盲板的使用寿命。
（二）试压专用平板阀设计
国内防喷器试压检测用于控制压力截止的管汇组一般都采用通径52mm液动平板阀作为主要元件，该平板阀液控腔体大，反应速度慢，开关过程对压力值的影响很大，很难控制在需要的压力范围。其次是通径大，密封压力级别不高，在频繁的开关过程中容易磨损造成压力泄露。还有体积过大，维修、更换困难，用于防喷器的地下试压，更加不适合。为此我们设计制造一种防喷器试压专用平板阀YPF20-140，公称通径： 20mm，额定工作压力140MPa，主要有以下优点：密封性能更好，压力级别高;重量仅65Kg，方便安装维修;能够有效地节省空间，适合地下试压使用。
为使整个防喷器地下试压系统试压检测效率更高，更加安全，更加方便，还可以设计优选气动试压装置：QSY160SP型双联试压泵系统，最大工作压力160MPa，具有起压速度快，运行平稳，自动化程度高等优点。设计制作防喷器试压防飞管柱，给地下试压区顶部护板加装自动平移机构，这些配套设施的使用，进一步提高整个系统的自动化程度和运行效率，确保试压过程安全。
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