序言:
在本系列文章中,已详细介绍过了FKQ6407这台远控房,其实此型号的远控房已满足了之前区块井的施工,井口封井器加上一个液动4号,此型号的远控房最多控制5个对象。而本次施工的探井,至三开所需要控制的对象有9个,其中井口为双双闸板加环形的5组合,其实就是闸板中多了一副剪切,再加上双105MPa节流管汇、单压井管汇、放喷管线,那么设计上这四条直通管到管汇前都必须带一只液动平板阀,也正因为这个原因,本次所配备的远控房型号应该算是陆地上最高规格的FKQ1440-14。它拥有着豪华的配置,24只60L的钢瓶被分成了2组,两台电泵和三台气泵,最多控制14个对象,电子监测储能器压力、油箱油量、气源压力报警装置,连与之对应的司钻控制台SZQ1114都是双气管束14个对象。
正文:
刚接手这台远控房时,储能器系统就已经表现出氮气压力不足,为了满足甲方对远控房氮气压力的要求,在起运之前对所有钢瓶中的氮气进行了重新充压,几乎是1瓶氮气只能充1瓶半的钢瓶。同时为了保证长途运输的安全,远控房油箱中的油已经被提前抽干净,在搬运至新井场后需要对油箱重新补充液压油。
1440表示为储能器最大储油量,而这台北京石油机械厂的远控房油箱有效容积为2300L,如果使用通用的液压油桶来加油的话,我们需要准备11桶液压油才能将它的油箱装满,因为1桶液压油的重量是170KG而油桶容积为200L。
图1 FKQ1440-14远控房左、右观测图
该远控房电泵型号为:QB21-80,其每分钟输出46L的油量,如果使用双电泵充压,则输出油量为每分钟92L。气动油泵的型号为:QYB-40-165,其每一冲的排量为165mL,如果同时使用三台气动油泵同时充压,则每冲输出0.495L的油量。
图2 气动油泵
针对本井一、二、三各开次需要使用的井口封井器组合,让我们用表来表示出它们的耗油参数:
表1 各封井器开、关耗油量
序号 | 对象型号 | 开启耗油量(L) | 关闭耗油量(L) |
1 | 2FZ53-21 | 4×11.65=46.6 | 4×13.65=54.6 |
2 | FH35-35(神开) | 71.3 | 93.5 |
3 | FZ35-70(神开) | 2×19.9=39.8 | 2×20=40 |
4 | 2FZ35-70(神开) | 4×19.9=79.6 | 4×20=80 |
5 | FH28-70(神开) | 100.2 | 124.3 |
6 | FZ28-105(神开) | 2×14.4=28.8 | 2×16.7=33.4 |
7 | 2FZ28-105(神开) | 4×14.4=57.6 | 4×16.7=66.8 |
8 | 液动平板阀 | 3 | 3 |
储能器的有效排液量对于控制系统来说是至关重要的,在预充氮气的情况下,系统压力从21MPa(额定工作压力)降至8.4MPa(防喷器组最小的操作压力)时的理论排液量和实测排液量如下表:
表2 储能器排液量表
储能器充气压力7MPa,升至21MPa后降至最小工作压力8.4MPa | ||
储能器规格 | 理论排液量(L) | 实测排液量(L) |
25L | 10.5 | 9 |
40L | 16.8 | 16 |
80L | 33.6 | 31 |
11GAL=48.4L | 16.8 | 16 |
15GAL=66L | 23.8 | 20 |
下面我们来确认一下现场储能器钢瓶使用的数量。若以当前三开井口的五组合9对象为例(FH28-70+2FZ28-105+2FZ28-105),井口5组合全部关一次所需的油量为:124.3L+2×66.8L=257.9L,4只液动平板阀开一次所需油量为:4×3=12L,那么极限条件下9个对象各操作一次的总耗油量为:269.9L。
根据储能器的选配原则:在停泵不补油的情况下,只靠储能器本身的有效排油量应能满足操作井口全部控制对象(开或关)一次的需要,那么控制装置的总有效排油量应不少于:269.9L。
而FKQ1440-14使用的是60L的储能器,每个钢瓶实际有效的排油量约20L,则理论所需要待令的钢瓶数至少应是:269.9L÷20L=13.5个。
再根据储能器(单个或一组)失效时容量损失不大于储能器中容积的25%,并且实际操作时会有连接管线造成的油量损失,所以适当增大储能器容积来保证安全,那么本远控房不应由一组钢瓶处于待令状态。
本井使用的FKQ1440-14远控房,厂家提供的储能器24只钢瓶总可用油量约为504L,现场安装的液控管线型号为GNG25×35MPa,其10米的容积为0.005L,那么从远控房接入井口及两侧液动共18条管线,每条管线由4节10米管线组成,则充满所有液控管线的总油量为353.426L。
下面再介绍下气动油泵,以QYB40-165这个型号的气动油泵来说,他是一种高压大排量气动油泵,他的气缸与油缸内腔环形断面积比为50:1,因此,进气压力与排油压力的理论比为1:50。当气源压力为0.6-0.8MPa时,理论上最大的输出油压可达到30-40MPa,单冲排油量可达165mL。为了保护气泵和液压管线的安全,通常限定气源压力不超过0.8MPa,而厂家在制造控制装置时,通常在气泵供气管线上装设有空气减压阀,用来调整供气压力低于0.8MPa。
图3 气动油泵进气入口处的二联体调压阀
不同于FKQ6407远控房,由于FKQ1440-14远控房最多可控制14组对象,那么司钻控制台到远控房的气管束也由两根相联接。
图4 FKQ1440-14远控房气管束接口
由上图可以看出,FKQ1440-14远控房共有四处气管束接口,1号为辅助司钻控制台接口,2号与之相通,但是它才是真正意义上的司钻控制台接口。其实1号接口所接的正是资料上常说的安放在队长门口或者屋内的控制装置,在本井并没有对应的设备可接。剩下的3与4接口是相通的,可以将其中的一个用作备用。
一般我们用到的FKQ6407远控房只有一条气管束,其对应的司钻控制台在外接气源对其供气的状态下,即能将远控房的储能器、管汇、环形压力值显示在司钻控制台上。而此FKQ1440-14远控房与FKQ6407不同,不是因为它有两条气管束连接司钻控制台的不同,而是即使您向司钻控制台供了气,司钻控制台也不会显示出远控房的储能器、管汇、环形压力值,非要远控房的气动油泵的独立气源接通了后,司钻操作台的三表压力值才会显示出来,这是为什么了呢?
原来该远控房在设计时,就考虑到由气动油泵的独立气源引线减压进入三只表的气压变送器减压,然后将压力引至气管束接头处的17、18、19三个对象,再来通过气管束传至辅助控制台和司钻控制台上。为了防止因辅助控制台不接造成的漏气的现象,在1、2气管束接头座的17、18、19三通管之间加了三只旋钮闸门,这样就不会因为辅助控制台未接而漏气,反过来讲,2号气管束坐一定要接气管束,否则就会漏气。
图5 气动油泵独立气源分线气路路线图
从上图不难看出,由气动油泵的独立气源经过滤后的气体进变送器前端的调压阀,一路气路被其转变成0.35MPa的气体进入气动压力变送器,另一路气路直接到远控房的气源压力表示显示气源压力值。而储能器、管汇、环形变送器底部都有一路从远控房专属的各压力表引至此的油压管线,转变后的气体再进入变送气后,将油压值转变成对应的低压力气体值后,再通管线引至气管束1、2号管束坐,也就是对应17、18、19孔传至司钻控制台,这样,司钻控制台才会显示出对应的表值。
图6 气管束1、2号接头坐正、反观察图
现在又有一个问题,如同3、4号接头坐是相通的,若3号接入了第二根气管束,而4号没有任何东西接入或者气孔被盖板堵住,那么在司钻控制台操作手柄对象时,会不会造成与4号相通的对象的气管束中对应对象的气路漏气?同样,现场1号的辅助控制台也未接入,况且只有三表有控制开关,那么,1号坐也会不会在司钻控制台操作对象手柄对象时也会漏气?
在现场卸去远控房的压力后,单纯用司钻控制台来操作对象手柄验证上述问题时,并未出现上述所担心的现象,那么可以说明:1、2号气管束坐与3、4号气管束坐之间的管线连接是梭阀,也就是当一边通气后,梭阀自然断开了另一条气路,使同一组的另一气管束对应对象的气路断开。而这股气来自于司钻控制台的进气管线,操作对象手柄的气发至于司钻控制台的气源。
图7 气管束1、2与3、4之间用梭阀连接
通过上述解释,那么可以知道1号气管束坐可接,而2号气管束是必接,3、4号气管束坐是选接。
连接好远控房与司钻控制台后,最好是在两者全都通气的情况下,卸掉远控房的油压,用司钻控制台的手柄去对应远控房的手柄来操作,这样,方便检验出司钻控制台的手柄所对应远控房的手柄。笔者曾经将旁通阀标记成了液动四号,在防喷演习中,液动4号没有打开,反而旁通阀被打至开位。
图8 司钻控制台对应的控制手柄
请读者无视上面司钻控制台的脏,本井已彻底更换了一台全新的司钻控制台。
笔者曾经遇到过压力控制至电控箱的线路,因磨破泡水短路造成远控房自动打压接近30MPa,幸亏当班副司钻经过远控房时及时观察压力表,而发现电泵在打超高压,及时控制了局面。从此,现场要求晚班将电控箱手柄打至手动位,同时远控房对象手柄还原至中位。
这里需要说明一下如何检验储能器的溢流阀。电泵通向储能器的管线上装有储能器溢流阀,用来保护储能器。储能器溢流阀调定开启压力为23MPa。管路上装有用于系统静压试验及使用超高压力时(高于储能器溢流阀开启压力,此时应将储能器组及储能器溢流阀隔离)的管汇溢阀安全阀,用来保护高压管路。管汇溢流阀调定开启压力为34.5MPa。
图9 管汇溢流阀与管汇溢流阀
通过上述介绍,那么当晚的险情应该是储能器溢流阀失效了。其次,剪切闸板的使用是在10-14MPa的压力下使用的,如果剪不断,要求剪切手柄在关位的情况下,再打开开旁通阀来剪。
补充介绍一下厂家对自己设备检验的一些标准,引导读者去了解一些设备的出厂要求:
1、启动泵组向储能器组充压,所有泵的总输出量必须能再15min内使整个储能器组的压力从预充压力升至最大额定工作压力。
2、溢流阀超压保护试验要求:溢流阀调定压力应不高于系统额定工作压力的10%,溢流装置应能自动复位。也就是说,溢流阀调定压力为23MPa,将电控箱旋钮置于手动,反复试验三次,看看是多少MPa开启,又是多少MPa闭合。
3、环形防喷器控制管汇调压阀出口压力调定到制造厂推荐的动力液压值,调压阀对下游端压力变化的灵敏度应保证调定压力值波动在正负1.05MPa之间。
4、油密封试验:储能器压力21MPa,环形出口压力为10.5MPa,管汇压力21MPa。换向5min后,观察各三位四通阀在“中位”、“开位”及“关位”3min内的压力降。“中位”时压降不大于0.2MPa;“开位”及“关位”时压降不大于0.5MPa。
5、静压试验:关闭储能器截止阀和卸荷阀,打开旁通,各三位四通阀在中位,系统升压至31.5MPa。保压10min,各部件不应有明显的变形及裂纹。再观察3min内的压力降不大于0.35MPa。
6、三位四通液转阀操作力矩试验:三位四通液转阀进口压力为10.5MPa时,扳动阀手柄由“开”到“关”或者由“关”到“开”,标称通径《1in的三位四通液转阀手柄操作力矩应不大于40N.m。
关于FKQ1440-14远控房的使用暂时介绍到这里,内容中没有介绍气动油泵打超高压与气动油泵的液气开关使用的介绍,也正是因为自己未在异常、紧急的情况下操作过气动油泵,没有特殊的体验,所以不再介绍,由读者自己体会吧。
总结:
在自己的岗位生涯中,总共使用过两种远控房:FKQ6407与FKQ1440-14,在安装使用的过程中遇到了一些情况简单的向读者做了个介绍,感谢读者耐心听我唠叨,谢谢了!
参考资料:
1、液压防喷器控制装置。
2、井控装置技术。