油田油井专用试压车控制系统

随着工业自动化快速发展与应用的提高，以往的人工操作试压泵已不能满足工业生产中测试要求。在追求生产效率的同时，对压力测试的自动化程度、测试参数精确性、安全性等指标提出了更高的要求，我公司生产的智能化压力测试系统正是适应这种发展要求的产物，系统具有高精度、高可靠性，全自动等特点，具有压力参数设置、压力测试过程实时显示、数据记录、打印、储存、查询等功能，它很好地实现了新的压力测试工艺与工业智能控制的完美结合，广泛运用于石油装备制造、航天、军工、船舶、核电、石油化工、冶金等领域。

针对用户提出的具体要求：测试件-防喷器及压裂管汇最大容积大约860L、最小容积10L，测试压力小于或等于100Mpa，压力上升时间控制在30分钟以内的话。高压泵流量大约为30L/min，高压泵的功率需要47Kw，由于需要配置防爆电机等，一是高压泵的购进成本比较高，二是野外接电比较麻烦；三是在测试小容器时，由于高压泵的流量过大，压力上升速度过快，很容易发生压力过冲现象，埋下了很多安全隐患。一般建议用户采用低压注水，高压小流量泵增压这种方式，其优点：一是压力上升速度可控；二是成套设备购进成本比较低。

以下是我公司生产的防喷器及压裂管汇测试系统基本原理及操作工艺。

（1）注水系统：当测试最大容积的时候，低压注水时间控制在20分钟以内，低压注水泵的流量选配为50L/min，假如注水压力为2Mpa话，电机功率为3Kw。低压注水泵可以采用柱塞泵，也可以采用多级离心泵。为了降低成套设备的采购成本，一般建议选配多级离心泵，南方泵业CDLF3-33全不锈钢多级离心泵，理论流量55L/h、扬程150米、电机功率3Kw。工作原理：当注水泵启动时，介质通过注水单向阀向防喷器或压裂管汇内供水，当注水压力达到设定值，注水泵停机，单向阀自动将注水管路和防喷器或压裂管汇断开。二是在加压过程中单向阀两端产生的压差越大，保压性能越好。

（2）增压系统：由于测试的防喷器或压裂管汇的最大容积大约860L，当做静态压力测试时，容器内的水有一个压缩比，当压力加压到100Mpa时，水的压缩比理论上为0.04，需要再往容器内注水35L，假如升压时间控制在5-8min的话，高压泵每分钟需要提供的流量大约为5-6L，这样高压泵的选型应该为三柱塞高压泵，型号：3DSY300/110，技术参数：最高工作压力110Mpa、流量5L/min、电机功率11Kw，皮带传动。增压系统和防喷器或压裂管汇之间需要安装一套气动截止阀和单向阀，工作原理：当增压泵启动时，气动截止阀通电关闭，介质通过单向阀向防喷器或压裂管汇内增压，当增压压力达到设定值，增压泵停机，单向阀自动将增压管路和防喷器或压裂管汇断开，气动截止阀断电打开，一是在保压过程中，增压泵不会长时间处于高压状态，延长高压泵的使用寿命，二是再次加压时，增压泵不带负荷启动，同样也会延长高压泵的使用寿命；三是单向阀两端产生的压差越大，保压性能越好。

二、工艺流程、主要技术参数、配置：

（1）整体采用撬装箱式底座、远程操作

（2）工艺流程：

根据操作规程做好压力测试前的各项准备工作。

=>选择手动或自动控制旋钮，在笔记本电脑上设置好各项目标参数。

=>根据测试防喷器或压裂管汇的容积大小选择是否启动低压注水泵，当需要低压注水时，启动低压注水泵，注水泵运行指示灯亮，当注水压力达到设定后，自动停机并排气。

=>当选择自动时，启动高压泵，高压泵运行指示灯亮，泵端卸荷阀及容器卸荷阀关闭，当防喷器或压裂管汇内的压力达到设定的检测压力时，高压泵停机，泵端阀打开，卸除高压泵泵头上的压力，防喷器或压裂管汇处于强制保压状态。

=>保压时间达到设定要求后，卸除测试防喷器或压裂管汇内的压力。

=>测试工作结束。

=>打印出曲线检测报告。

（3）主要技术参数：

a、驱动总功率15Kw、380V； 

b、本测试机最大工作压力：110Mpa；

c、试验介质：一般为常温清水，也可使用乳化液、防锈水等；

d、压力测试精度：±0.5% F.S；

e、高压泵技术参数：最高输出压力110Mpa、输出流量300L/h、功率11Kw，皮带轮减速，防爆电机驱动。

f、低压注水泵技术参数：最高输出压力2Mpa、最大输出流量3.3立方/小时、功率3Kw，防爆电机驱动。

（4）压力测试系统的主要组成部件及特点：  

    本压力测试系统主要由电气控制系统、国产高压泵、进口单向阀、德国MAH气动截止阀、德国MAH气动卸荷阀、进口手动卸荷阀、高压过滤器、压力表、高压软硬管、压力传感器、低压注水泵、进口低压注水单向阀、进水过滤装置、不锈钢水箱、集装箱体等组成。

a、电气控制系统是由三菱PLC逻辑控制器、通讯模块、14寸笔记本电脑、电气控制元件等组成，主要功能是根据测试要求能够实现系统的自动升压、保压、卸压，并能实时显示测试压力、保压时间以及储存，该系统还具有手动、自动转换、急停、超压报警、自动卸荷等功能。

b、超高压泵：型号3DSY300/110，技术参数：最高输出压力110Mpa、最大输出流量300L/h、功率11Kw。高压泵采用皮带轮减速，防爆电机驱动。

c、进口高压单向阀：能够自动断开输出端与测试容器之间的压力。

d、进口气动卸荷阀：在分段压力测试过程中通过预先设置，控制系统可在每段保压结束后对容器卸荷与否进行设置(卸荷或不卸荷可控），可以实现远距离控制，保障了测试过程中安全性。系统在升压内的任何时间气动卸荷阀均处于关闭状态，系统在每次试压完毕后，均强制卸除容器压力至卸荷目标值，也可以在低压注水时作为排气阀使用。

e、泵端气动截止阀：当系统处于保压状态时，泵端气动截止阀自动卸除高压泵泵头上的压力，避免高压泵头长期处于高压状态，提高超高压泵的使用寿命。

f、手动卸荷阀：是截断流体流向的，作为备用，当气动卸荷阀失去作用时，可以手动紧急卸除系统内的压力。顺时针旋转手柄将关闭针阀，逆时针旋转手柄将打开针阀。

g、高压表：压力表是显示系统的压力的，使用中不可超过表的量程的2/3。

h、高压过滤器：防止卸压时防喷器或管汇内的杂质进入到卸荷阀内，提高卸荷阀的试用寿命。

i、进水过滤器：进水过滤器主要是防止杂质进入高压泵及执行机构内，提高成套设备的使用寿命

j、低压注水泵：型号CDLF3-33，技术参数：最高输出压力2Mpa、最大输出流量3.3m立方/小时、功率3Kw，防爆电机驱动。

（5）压力测试装置具备的功能：

（1）具有人工加压或自动加压功能。

（2）压力测试范围内可设置分段试验程序（最多5段），加压时系统将自动升压、停机、保压。

（3）系统具有自动卸荷功能，容器自动卸荷、急停和超压自动卸荷功能。

（4）试压过程中预设的保压时间可自由设定（单位秒）。

（5）具备实时压力显示、曲线显示、时间显示、工作状态显示等。

（6）压力测试装置具有记忆功能，可以储存测试参数及结果。

（7）系统具有压力设定、标定、软件零位修正功能。

（8）具有系统超压、故障状态反馈等状态的报警功能。

（9）具有对被测容器在保压阶段保压状态作出自动判别功能。

备注：低压注水泵只能手动控制，注水压力可以设定，当注水压力达到设定值后，低压注水泵自动停机。

（6）压力测试装置的电气控制系统主要配置：

（1）电气控制柜（主要电气元件采用正泰）                 1套

（2）三菱逻辑可编程控制器                               1套

（3）Thinkpad 14寸笔记本电脑                            1套

（4）工业级A/D板（12位高速）                            1套

（5）通讯模块及电缆                                      1套

（6）佳能A4黑白激光打印机                              1台

（7）控制线缆、信号线                                   8套

（8）保温集装箱体（撬装式、长x宽x高:4000x1900x2000mm）    1套

（7）高压泵主要参数及相关执行机构配置：

（1）高压泵技术参数：

（2）自控系统附件：

（3）进水过滤装置：

配南方全不锈钢高压多级泵1台（与低压注水同用），进口注水单向阀、注水管线等，多级离心泵型号：CDLF3-33，技术参数：最大流量3.3立方/小时，最大输出压力2Mpa，配不锈钢袋式过滤器1件（含2个滤袋）。

备注：以上为主要配置，但在细节问题上可能会出现与本协议不一致，有可能产生偏离，但不影响成套设备的使用。

三、服务内容及其它：

（一）软件资料：

（1）提供压力测试装置操作使用说明书；

（2）提供高压泵、注水泵及其相关执行机构资料；

（3）提供电气控制台电气原理图、电气元件明细表。

（二）成套设备售后服务工作：

（1）供方提供的技术是可靠和先进的，设备和材料是全新的，并符合合同规定的要求。

（2）设备到货后，整套设备的质量检验和系统调试在用户代表现场监督下进行，并取得用户方认可。

（3） 设备到货后，供方与用户代表共同在使用现场开箱验收。

（4）售后服务承诺：压力测试装置“三包”期自设备通过验收之日起12个月，但成套设备的易损件除外。

（5）在“三包”期内发生质量问题，供方免费进行修理、维护，包括更换设备部件，所发生的技术服务费用由供方承担。正常的易损件的更换以及由需方自身错误操作所造成的损坏不包括在内。

（6）由于用户方原因造成的各项技术指标不能达到合同规定的要求，不在质量保证范围之内。但供方有义务帮助用户方解决故障，恢复生产，所发生费用由用户方负责。

（7）整套设备的调试工作由供方的技术人员负责，用户方人员参加调试并提供必要的帮助。调试过程中要对控制系统中的所有功能进行测试和检验并应达到合同规定的技术要求。