RU170187U1 - Станция управления превентором - Google Patents

Abstract

Техническое решение относится к оборудованию по обслуживанию нефтегазовых скважин. Станция управления превентором содержит гидравлический бак 10 с рабочим телом, соединенный с баком насос 14, оснащенный электроприводом 15, напорную гидравлическую магистраль 17, соединенную с насосом, гидрораспределители 29, подключенные к напорной гидравлической магистрали, гидравлические линии управления 32, подключенные к гидрораспределителям, электрическую цепь питания, электрическую линию управления, основной пульт управления и выносной пульт управления, на которых смонтированы органы управления гидрораспределителями и электрооборудованием. Параллельно механическим гидрораспределителям 29 (м) установлены дублирующие электромеханические гидрораспределители 29 (э), связанные по электрической линии управления электрическими переключателями. Выносной пульт управления содержит электрические переключатели и связан электрической линией управления низкого напряжения в пределах от 6 до 36 вольт с электромеханическими гидрораспределителями. Обеспечивается мобильное дистанционное управление подачей рабочего тела в гидравлические линии управления с портативного, компактного, выносной пульта управления. 9 ил.

Description

Область техники.

Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для дистанционного управления превентором, оснащенным гидравлическими приводами рабочих органов.

Предшествующий уровень техники.

Известна гидростанция управления превенторами CГ-24М ([1], интернет-сайт ОАО «Машпром», электронный каталог продукции; адрес страницы http://www.mashprom.net/SG/). Станция содержит блок-бокс (корпус, контейнер), в котором установлен бак с рабочей жидкостью (рабочим телом), гидравлический аксиально поршневой насос с электродвигателем, гидравлические линии (магистрали), механические гидрораспределители, пневмогидроаккумуляторы, 6 постов управления, электрическую цепь питания напряжением 380 вольт, ручной насос, манометры, рукава высокого давления, основной пульт с органами ручного управления подачей рабочей жидкости, выносной пульт управления массой 80 кг.

Недостатки данного аналога [1] заключаются в том, что выносной пульт выполнен громоздким, тяжелым, маломобильным имеет массу 80 кг. Это обусловлено конструктивными особенностями станции. Управление с выносного пульта по гидравлической связи не позволяют выполнить его меньше. Условный проход напорных гидравлических линий к элементам питания выносного пульта 16 мм. Кроме того, в станции не обеспечен подогрев рабочей жидкости, и не предусмотрена система обогрева превентора, что необходимо для эксплуатации при низких температурах. Рукава высокого давления не имеют механизмов для сматывания-разматывания, это неудобно при использовании, увеличивает затраты времени на подключение-отключение и сборку, возможно повреждение рукавов при транспортировке. Станция [1] громоздкая и немобильная.

Известна станция гидравлическая управления превентором СГ-14-370 ([2], интернет-сайт ЗАО «Буровое нефтепромысловое оборудование», электронный каталог продукции, станции управления превенторами; адрес страницы http://bno.website/magazin/product/stantsiya-gidravlicheskaya-upravleniya-preventorov-sg-14-370). Станция [2] содержит, раму, гидробак, насосный агрегат в виде шестеренчатого насоса с электродвигателем и цепью питания напряжением 380 вольт, ручной насос, электрооборудование, размещенное в шкафу управления, трубчатый электронагреватель (ТЭН) обогрева рабочей жидкости, гидрораспределители, соединительную арматуру, контрольную аппаратуру, два пневмогидроаккумулятора, два взаимно сблокированных пульта управления: основной и выносной, 3 поста управления. Основной пульт управления включает в себя силовую установку, раму с пневмогидроаккумуляторами, запорную арматуру, соединительные трубопроводы и внешнее укрытие. С основного пульта выведены трубопроводы для подсоединения рукавов высокого давления для управления превенторами и подключения выносного пульта. Выносной пульт, с массой 80 кг и габаритами 916х615х264 мм, содержит распределители ГР-8х21, которые позволяют дистанционно управлять гидрораспределителями в основном пульте. Предусмотрена возможность комплектации встроенным модулем обогрева превенторов.

Данный аналог [2] содержит выносной пульт дистанционного управления соединенный с основным пультом по гидравлической связи. От основного пульта к выносному пульту протянуты рукава высокого давления, а управление осуществляется ручными механическими гидрораспределителями. Гидрораспределители обеспечивают большую массу выносного пульта, а рукава высокого давления ограничивают его мобильность. Механические гидрораспределители не позволяют выполнить его компактным и легким, ограничивают его мобильность, удобство транспортировки и эксплуатации. Кроме того, использование гидравлической линии связи между основным и выносным пультом уязвимо к механическим повреждениям, требует контроля целостности, а также требует дополнительного объема рабочей жидкости в системе.

Известна станция гидропривода СГП-10,5-2 ([3], интернет-сайт ОАО "Станкотехника", электронный каталог продукции; адрес страницы http://www.stankotechnika.ru/groups/page-41.htm). Станция [3] монтируются на открытом жестком каркасе или в утепленном блок-боксе на санях, содержит гидравлический бак, заполненный рабочей жидкостью, насос с электродвигателем, гидравлические линии, гидрораспределители механические с плоскими золотниками, основной и выносной пульт управления, пневмогидроаккумуляторы поршневого типа, датчик уровня рабочей жидкости, датчик температуры рабочей жидкости в баке, датчики давления в гидросистеме, аварийную световую и звуковую сигнализацию, модуль обогрева, с системой автоматического поддержания температуры теплоносителя и его принудительной циркуляции, систему автоматического включения и отключения модуля обогрева, рукава высокого давления для подключения гидроприводов превентора и выносного пульта, электрошкаф, электрооборудование во взрывозащищенном исполнении. Количество постов управления от 2 до 3.

Указанный аналог [3] содержит выносной пульт управления с механическими гидрораспределителями, подключен к основному пульту управления через рукава высокого давления, это не позволяет обеспечить мобильность выносного пульта, он громоздкий и тяжелый. Кроме того, не обеспечено удобство использования рукавов высокого давления, нет механизмов для сматывания-разматывания, хранения рукавов. Модуль обогрева совмещен с системой управления, теплоносителем является рабочая жидкость системы гидропривода, которая нагревается в гидравлическом баке. Жидкости для системы управления и обогрева для эффективной работы должны иметь определенные характеристики, эти характеристики для жидкости системы обогрева и жидкости системы гидроуправления отличаются, предпочтительно иметь разные жидкости для разных целей.

Известна станция управления превенторами с электрогидравлическим управлением FKDY640-6 ([4], интернет-сайт ООО «НПП “Новые технологии”», электронный каталог продукции, станции управления; адрес страницы http://ntechnologies.ru/pages/stantsii-upravleniya/fkdq640-6-kitaj.html). Электрогидравлическая станция управления [4] состоит из следующих компонентов: основание (каркас), масляный резервуар (бак), группа накопителей (аккумуляторов), электронасос (электрический трёхплунжерный насос), электродвигатель, электронный контроллер давления, группа пневмонасосов, регулятор давления, группа трехпозиционных четырехпроходных поворотных клапанов, двухпозиционного четырехпроходного клапана, пневмоцилиндр, группа гидравлических цилиндров, взрывобезопасная зарядно-распределительная коробка, взрывобезопасный электромагнитный клапан, дистанционный пульт управления, трубопровод высокого давления, 6 постов управления, звуковая сигнализация. Предусмотрен нагрев рабочей жидкости.

Данный аналог [4] имеет большие габаритные размеры, элементы конструкции не закрыты от окружающей среды и подвержены ее вредному воздействию, дистанционный пульт управления имеет большие габаритные размеры и массу, не обеспечивает портативность, выполнен в виде шкафа, устанавливается на отдельной подставке, каркасе из труб. Не содержит ручного насоса для автономной работы при отсутствии внешнего источника электрической и пневматической энергии. Рукава высокого давления не имеют мест для хранения и механизма для сматывания-разматывания, что увеличивает трудозатраты при эксплуатации.

Известен пульт управления превенторами ([5], интернет-сайт ООО "НЕФТЕПРОМЦЕНТР", электронный каталог продукции; адрес http://www.neftepromcentr.ru/pul't_upravlenija_preventorami.htm). Пульт управления превенторами [5] содержит гидравлический бак, шестерёнчатый насос НШ-10, который приводится в действие электрическим двигателем, автономный источник электроэнергии - две аккумуляторные батареи 6СТ-190, соединенные последовательно, гидравлическую линию, рукава высокого давления, ручной насос НГ-200 , установленный параллельно шестерёнчатому (электрическому) насосу в гидравлической линии, электрическую цепь питания напряжением 24 вольта.

Данный аналог [5] содержит электрическую цепь питания 24 Вольта, что обеспечивает экономию электроэнергии, обеспечивает снижение массы электронных компонентов, повышает искровзрывобезопастность. искровзрывобезопастность. Аналог [5] не оборудован портативным дублирующим пультом управления, что не позволяет оператору управлять гидроприводами с более удобной позиции, например, находясь непосредственно возле превентора или передвигаясь по площадке. Но аналог [5] не имеет закрытого корпуса, его конструктивные элементы постоянно находятся под разрушающим воздействием окружающей среды. Рукава высокого давления должны обеспечивать расстояние от устья скважины до станции управления 10…25 м. Аналог [5] не оборудован механизмами для хранения и сматывания-разматывания рукавов высокого давления, это неудобно при эксплуатации, увеличивает трудозатраты.

Техническая задача - обеспечить мобильность оператора в процессе управления, бесперебойность подачи рабочего тела, безопасность, возможность дублирования и гибкость управления.

Технический результат - обеспечена бесперебойная контролируемая дистанционно управляемая с двух пультов управления, стационарного и портативного, подача рабочего тела в гидравлические линии управления. Дополнительно обеспечено снижение трудозатрат при эксплуатации.

Технический результат обеспечивается тем, что станция управления превентором содержит гидравлический бак с рабочим телом, соединенный с баком насос, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль, соединенную с насосом, пневмогидроаккумулятор, дополнительный насос, механические гидрораспределители, подключенные к напорной гидравлической магистрали, гидравлические линии управления, подключенные к гидрораспределителям, электрическую цепь питания, основной и выносной пульты управления на которых смонтированы органы управления гидрораспределителями и электрооборудованием. Параллельно механическим гидрораспределителям установлены дублирующие электромеханические гидрораспределители, связанные по электрической линии управления с электрическими переключателями. Выносной пульт управления связан электрической линией управления низкого напряжения в пределах от 6 до 36 вольт с электромеханическими гидрораспределителями, содержит электрические переключатели и электрические индикаторы.

Вышеуказанная сущность технического решения обеспечивает указанный технический результат.

Осуществление технического решения.

Сущность технического решения не ограничивается приведенным ниже описанием, так как полезная модель, в пределах заявленной формулы, может быть осуществлена в различных частных исполнениях станций управления превенторами, с обеспечением заявленного технического результата.

Ниже описана станция управления СУПЭГ-16 (далее станция) превентором плашечным гидравлическим сдвоенным, типа ПП2Г-185х35 (далее превентор), оснащенным рабочими органами в виде двух плашечных затворов из пары глухих плашек, и пары трубных плашек. Станция обеспечивает дистанционное управление рабочими органами превентора, в том числе при отсутствии внешних источников гидравлической и электрической энергии. Станция обеспечивает образование, аккумулирование и распределение энергии гидравлического рабочего тела, по команде оператора (бурильщика) с основного и/или вспомогательного пульта управления, в гидравлические приводы рабочих органов превентора и обогрев превентора. Станцией обеспечивается подача рабочего тела с требуемыми характеристиками в гидравлические приводы рабочих органов превентора.

Полезная модель поясняется описанием и схемами, на которых изображено:

фиг.1- Станция, аксонометрическая проекция, 3D модель, станция показана в закрытом корпусе, вид сбоку на переднюю часть;

фиг.2- Станция, аксонометрическая проекция, 3D модель, станция показана без стенок корпуса, вид сбоку на переднюю часть;

фиг.3- Станция, аксонометрическая проекция, 3D модель, станция показана без стенок корпуса, вид с другого боку на переднюю часть;

фиг.4- Станция, аксонометрическая проекция, 3D модель, станция показана в закрытом корпусе, вид сбоку на заднюю часть;

фиг.5- Станция, аксонометрическая проекция, 3D модель, станция показана без стенок корпуса, вид сбоку на заднюю часть;

фиг.6- Станция, аксонометрическая проекция, 3D модель, станция показана без стенок корпуса, вид с другого боку на заднюю часть;

фиг.7 - Станция, схема гидравлическая;

фиг.8 - Станция, 3D модель, вид спереди на основной пульт управления;

фиг.9- Станция, 3D модель, вид спереди на выносной пульт управления.

Элементы станции установлены в закрытом корпусе 1 (фиг.1; 4). Корпус 1 станции состоит из металлического каркаса 2 (фиг.1; 2; 3) закрытого теплоизолированными металлическими листами 3 (фиг.1; 4). Корпус 1 оснащен грузозахватными петлями 4 (фиг.1; 2; 3), предназначенными для транспортировки, окнами 5 (фиг.4) закрытыми эластичными (резиновыми) шторками и предназначенными для выпуска гидравлических рукавов и электрических кабелей, теплоизолированными металлическими дверями (люками) 6 (фиг.1; 4) предназначенными для доступа внутрь корпуса 1. Двери 6 оснащены замками 7 (фиг.1). Каркас 2 собран из профилированной трубы посредством сварки и/или болтовых соединений. В корпусе 1 оборудовано место для хранения и транспортировки инструмента и запчастей (не обозначено на схемах). Станция содержит следующие взаимосвязанные конструктивные элементы. Основной пульт управления 8 (фиг. 2; 3), выносной пульт управления 9 (фиг. 2; 3), гидравлический бак 10 (фиг. 2; 3; 5; 6; 7), объемом 180 л, с рабочим телом (рабочей жидкостью). В качестве рабочего тела используется всесезонное масло гидравлическое загущенное ВМГЗ. Бак 10 оснащён датчиками уровня, выполненными в виде визуального индикатора 11 (фиг. 8) и электронного датчика уровня (не обозначен на схемах), датчиком температуры 12 (не обозначен на схемах), электрическим нагревательным элементом 13 (фиг.3; 5; 7). Бак 10 оснащен заливной горловиной и сливным вентилем (не обозначены на схемах). Станция содержит соединенный с баком 10 насос 14 (фиг.7), оснащенный электроприводом 15 (фиг.2; 3; 5; 6; 7). Электропривод 15 выполнен в виде электродвигателя, мощностью 5кВт напряжением питания 380 Вольт. Насос 14 шестеренчатый, производительностью 16 л/мин, обеспечивает быстрое закрытие и открытие плашек превентора, не более 10 секунд. Станция содержит модуль 16 (фиг. 2; 3; 5; 6) для автоматического обогрева превентора при низких температурах. Модуль обогрева 16 конструктивно выполнен в виде отдельного блока, который свободно устанавливается в корпус 1.

К насосу 14 подключена напорная гидравлическая магистраль 17 (фиг. 7), выполненная в виде металлических трубок и/или гибких рукавов высокого давления. Напорная гидравлическая магистраль 17 содержит следующие элементы (фиг.7): фильтр всасывающий 18, фильтр сливной 19, тройники 20, крестовина 21, адаптеры 22, переходники 23, краны шаровые 24, 25, вентиль игольчатый 26, обратный клапан 27. Станция содержит обратную гидравлическую линию 28, для слива в бак 10 рабочей жидкости. К напорной гидравлической магистрали 17 подключены гидрораспределители 29 (фиг.7). Гидрораспределители 29 установлены двух типов - параллельно механическим 29 (м) смонтированы электромеханические гидрораспределители 29 (э). Каждый механический гидрораспределитель 29 (м) содержит механические органы управления потоком рабочего тела, в виде механического рычага связанного с рукояткой 30. Каждый электромеханический гидрораспределитель 29 (э) содержит электромеханические органы управления потоком рабочего тела в виде электромагнитов, связанных с электрическим переключателем 31 (фиг.2, 8, 9). Органы управления связаны с золотником, направляющим поток рабочего тела. К гидрораспределителям 29 подключены гидравлические линии управления 32 (фиг. 7). Рабочее тело из напорной гидравлической магистрали 17, может поступать в каждую отдельную гидравлическую линию управления 32 либо через механический гидрораспределитель 29 (м), либо через электромеханический гидрораспределитель 29 (э). Гидравлические линии управления 32 оснащены гибкими рукавами высокого давления 33 (фиг.7) с быстроразъемным соединением 34 (фиг.7), для подключения к гидроприводам превентора. Рукава высокого давления 33 установлены на смоточном барабане 35 (фиг.2; 3; 5; 6). Максимальное рабочее давление масла ВМГЗ в гидравлической линии управления 25 МПа.

Станция содержит приборы контроля давления рабочего тела: вибростойкие манометры 36 (фиг.7), установленные в гидравлические линии управления 32, электроконтактный манометр 37 (фиг.8), установленный в напорную гидравлическую магистраль 17. Электроконтактный манометр 37, электрически связан с электроприводом 15 насоса 14. В напорную гидравлическую магистраль 17, через кран шаровой 24 (фиг.7; 8), подключен дополнительный ручной насос 38 (фиг.7). В напорную гидравлическую магистраль 17, через кран шаровой 25 (фиг.7; 8), подключен пневмогидроаккумулятор 39 (фиг.2; 5; 6; 7). Пневмогидроаккамулятор 39 выполнен в виде одного баллона, а также может быть выполнен в виде двух или более, соединенных между собой баллонов небольшого размера. Это делает конструкцию проще в изготовлении и надежнее в эксплуатации.

Станция содержит электрическую цепь питания (на схемах не показана), электрическую линию управления (на схемах не показана). Электрическая цепь питания выполнена напряжением 220/380 вольт. К электрической цепи питания подключены: электродвигатель электропривода 15 (напряжением 380В); электрический нагревательный элемент 13, выполненный в виде взрывозащищенного блока трубчатых электронагревателей (БЭВ-2, 380В, 3кВт) с электронной системой автоматического поддержания заданной температуры; электронный датчик уровня рабочей жидкости, выполненный на основе реле контроля уровня токопроводящей жидкости (не показан на схемах); электронное реле контроля напряжения (не показано на схемах); датчик температуры 12 в виде электроконтактного термометра с регулятором температуры 40 (фиг.8). Реле контроля уровня токопроводящей жидкости электронного датчика уровня связано с электрической линией управления, электрической цепью питания электропривода 15 и основным пультом управления 8. Электрическая цепь питания содержит элементы управления электрооборудованием, а именно: электрический переключатель 41 (фиг. 8) предназначенный для вкл./выкл. питания от электросети (кнопка «пуск»); электрический переключатель 42 (фиг.8) - для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 15 (кнопка «пуск насос/стоп насос»); электрический переключатель 43 (фиг.8) - для вкл./выкл. электрического нагревательного элемента 13 (кнопка «ТЭН вкл/выкл»); электрический переключатель 44 (фиг.8), для подключения электропитания выносного пульта управления 9, электрический переключатель 45 (фиг.8), для включения осветительных приборов 46. Электрическая цепь питания содержит электрические индикаторы, а именно: индикатор 47 (фиг.8) сигнализирующий о подключении питания сети (индикатор «сеть»), индикатор 48 (фиг.8) сигнализирующий об аварии в электрической цепи (индикатор «фаза»), индикатор 49 (фиг.8) сигнализирующий о низком уровне рабочего тела в баке 10 (индикатор «уровень»), индикатор 50 (фиг.8) сигнализирующий о включении электропривода 15, выполненные в виде ламп. Электрические индикаторы выполнены световыми и/или звуковыми: электрический индикатор 49 уровня рабочего тела выполнен с акустическим элементом (т.е. световой сигнал дублируется звуковым). Электрические индикаторы могут быть выполнены в виде жидкокристаллического дисплея и/или цифрового табло. Электрический нагревательный элемент 13 связан с электрическим переключателем 43 (фиг.8) и датчиком температуры 12 с регулятором температуры 40. Электрическая цепь питания подключается к источнику электрического тока (электросети). К электрической цепи питания подключены осветительные приборы 46. К электрической цепи питания подключен источник низкого напряжения (не показан на схемах) выдающий напряжение 24 вольта. Источник низкого напряжения выполнен в виде сетевого преобразователя напряжения, типа AMR5-24. Источник низкого напряжения может быть выполнен в виде аккумуляторной батареи. Электрическая линия управления соединяет источник низкого напряжения, электромеханические гидрораспределители 29 (э), электрические переключатели 31 (фиг.8), предназначенные для управления подачей рабочего тела в каждую из гидравлических линий управления 32, электрические индикаторы 51 (индикаторы «откр./закр.» фиг.8; 9; 10) отдельно сигнализирующие о подаче рабочего тела в каждую из гидравлических линий управления 32. Источник низкого напряжения по электрической линии управления обеспечивает питание электронного датчика уровня. Электрическая линия управления выполнена в виде гибкого бронированного многожильного электрического кабеля, оснащенного взрывозащищенным кабельным вводом 52 (фиг.9; 10). Электрическая цепь питания и электрическая линия управления, электронный датчик уровня, датчик температуры 12, электрический нагревательный элемент 13, электропривод 15, электрические переключатели 41, 42, 43, 44, 45, 31 электрические индикаторы 47, 48, 49, 50, 51 электроконтактный манометр 37, осветительные приборы 46, корпус 53 выносного пульта 9, выполнены в искробезопасном и взрывозащищенном исполнении. Это обеспечивает безопасность эксплуатации.

Основной пульт управления 8 подключен к электрической цепи питания и к электрической линии управления. На основном пульте управления 8 (фиг.8), смонтированы следующие конструктивные элементы: электрический переключатель 41, для вкл./выкл. питания от электросети; электрический переключатель 42 для вкл./выкл. электродвигателя; электрический переключатель 43 для вкл./выкл. электрического нагревательного элемента 13; электрический переключатель 44, для подключения выносного пульта управления 9; электрический переключатель 45 предназначенный для включения/выключения осветительных приборов 46; регулятор температуры 40; визуальный индикатор 11 уровня рабочей жидкости; индикатор 47 сигнализирующий о подключении питания сети; индикатор 48 сигнализирующий об аварии в электрической цепи; индикатор 49 сигнализирующий о низком уровне рабочего тела; индикатор 50 сигнализирующий о включении электропривода 15 насоса 14. Основной пульт управления 8 конструктивно содержит рукоятки 30 механических гидрораспределителей, электрические переключатели 31 электромеханических гидрораспределителей 29 (э), индикаторы 51 сигнализирующие о подаче рабочего тела в каждую из гидравлических линий управления 30, сформированные в два поста управления: первый пост, предназначен для управления гидроприводами трубных плашек превентора, второй пост - для управления гидроприводами глухих плашек превентора. Первый пост содержит электрические переключатели 31, электрически связанные с электромеханическими гидрораспределителями 29, предназначенные для управления потоком рабочего тела в гидроприводы трубных плашек превентора и рукоятки 30 механических гидрораспределителей 29 (м), дублирующие управление потоком рабочего тела. Второй пост содержит электрические переключатели 31 электрически связанные с гидрораспределителями 29, для управления потоком рабочего тела в гидроприводы глухих плашек превентора, и рукоятки 30 механических гидрораспределителей 29 (м), дублирующие управление потоком рабочего тела. Электрические переключатели 31, аналогичны для первого и второго поста управления, имеют три положения: положение «Нейтраль» - нет подачи рабочей жидкости к гидроприводам глухих/трубных плашек превентора; положение «Открытие глухих/трубных плашек» - подачи рабочей жидкости к гидроприводам для открытия глухих/трубных плашек превентора; положение «Закрытие глухих/трубных плашек» - подачи рабочей жидкости к гидроприводам для закрытия глухих/трубных плашек превентора.

Рукоятки 30 механических гидрораспределителей 29 (м) механически связаны с золотниками. Рукоятки 30 (фиг.8) позволяют управлять пуском, остановкой и прямым потоком рабочего тела в механических гидрораспределителях 29 (м), в случае отсутствия электроэнергии и невозможности работы электромеханических гидрораспределителей 29 (э). При отсутствии электроэнергии электромеханические гидрораспределители 29 (э) не пропускают рабочее тело из напорной гидравлической магистрали 17 в гидравлические линии управления 32. Рукоятки 30 аналогичны для первого и второго поста, имеют три положения: положение «Нейтраль» - в этом положении нет подачи рабочей жидкости, по гидравлическим линиям управления 11, к гидроприводам глухих/трубных плашек превентора; положение «Открытие глухих/трубных плашек» - в этом положении есть подача рабочей жидкости к гидроприводам превентора для открытия глухих/трубных плашек; положение «Закрытие глухих/трубных плашек» - в этом положении есть подача рабочей жидкости к гидроприводам превентора для закрытия глухих/трубных плашек.

Основной пульт управления 8 содержит манометры 36 (фиг.8) для контроля давления в гидравлической линии управления 32 на открытие глухих плашек превентора, для контроля давления в гидравлической линии управления 32 на закрытие глухих плашек превентора, для контроля давления в гидравлической линии управления 32 на открытие трубных плашек превентора, для контроля давления в гидравлической линии управления 32 на закрытие трубных плашек превентора, а также для контроля давления пневмогидроаккумулятора 39, электроконтактный манометр 37 взрывозащищенного исполнения, позволяющий выставлять, контролировать и автоматически поддерживать заданный диапазон рабочего давления. Кроме того, на основном пульте управления расположены: кран шаровой 24 для подключения ручного насоса 38; кран шаровой 25 для подключения пневмогидроаккумулятора 39; вентиль игольчатый 26, для сброса гидравлического давления; рукоятка съемная 54 (фиг.3), для управления ручным насосом 38.

Выносной пульт управления 9, который выполнен в герметичном взрывозащищенном корпусе 53 (фиг. 9), с ручкой 55 (фиг.10) для переноса, связан по электрической линии управления с основным пультом управления 8.

На выносном пульте управления 9 смонтированы электрические индикаторы 51, электрические переключатели 31 (фиг.9; 10) которые связаны по электрической линии управления с электромеханическими гидрораспределителями 29 (э). Электромеханические гидрораспределители 29 (э) связаны по электрической линии управления с электрическими переключателями 31. Такое решение, с использованием низковольтных компонентов, позволяет реализовать портативный выносной пульт управления 9, массой не более 4 кг, и использовать управление с выносного пульта 9 по низковольтной электрической связи. Выносной пульт управления 9 (фиг.9) конструктивно также содержит два поста управления: первый пост предназначен для управления гидроприводами глухих плашек превентора, второй пост - для управления гидроприводам трубных плашек превентора. Первый пост на выносном пульте управления 9 содержит электрический переключатель 31 для управления потоком рабочего тела в гидроприводы глухих плашек превентора, индикаторы 51 отдельно сигнализирующие о подаче рабочего тела в каждую из гидравлических линий управления 32, индикатор 56 (фиг. 9;10) сигнализирующий о подключении питания к выносному пульту управления 9. Второй пост управления содержит электрический переключатель 31 управления потоком рабочего тела в гидроприводы трубных плашек превентора, индикаторы 51 сигнализирующие о подаче рабочего тела в каждую из гидравлических линий управления 32. В целом это обеспечивает широкие возможности управления и удобство управления. Электрические переключатели 51, аналогичны для первого и второго поста управления, для основного 8 и выносного пульта управления 9, имеют три положения: положение «Нейтраль» - нет подачи рабочей жидкости к гидроприводам глухих/трубных плашек превентора; положение «Открытие глухих/трубных плашек» - подачи рабочей жидкости к гидроприводам для открытия глухих/трубных плашек превентора; положение «Закрытие глухих/трубных плашек» - подачи рабочей жидкости к гидроприводам для закрытия глухих/трубных плашек превентора.

Описание работы станции.

Станция обеспечивает образование, аккумулирование, и дистанционно управляемое распределение энергии гидравлического рабочего тела под заданным давлением и температурой в гидравлических линиях управления подключаемых к гидравлическим приводам рабочих органов превентора.

Станцию устанавливают возле устья нефтегазовой скважины, в соответствии с требованиями безопасности. Электрическую цепь питания станции подключают к внешней электросети. Бак 10, через заливную горловину, заполняют рабочим телом (жидкостью) – маслом ВМГЗ. Для слива масла из бака 10 используют сливной вентиль. Контроль уровня заполнения бака 10, осуществляют по визуальному индикатору 11 на основном пульте управления 8.

Со смоточного барабана 35 развертывают на требуемую длину рукава высокого давления 33 гидравлических линий управления 32, и подключают быстроразъемными соединениями 34 к гидроприводам превентора. Станция обеспечивает удобное подключение к гидроприводам рабочих органов превентора за счет того, что гидравлическая линия управления 32 содержит гибкие рукава высокого давления 33 с быстроразъемным соединением 34, и рукава высокого давления 33 установлены на смоточном барабане 35. Смоточный барабан 35 обеспечивает снижение трудозатрат на подключение/отключение и транспортировку рукавов высокого давления 33, сокращение времени на сматывание-разматывание рукавов высокого давления 33, упрощается обслуживание станции. Гибкие рукава высокого давления 33 с четырехслойной стальной оплеткой с быстроразъемными соединениями 34, исключают утечку рабочей жидкости в окружающую среду при стыковке и расстыковке трубопроводов. Применение быстроразъемных соединений 34 обеспечивает сокращение времени на монтаж-демонтаж станции на скважине.

Для включения станции нажимают электрический переключатель 41 «пуск», на основном пульте управления 8. При нажатии электрического переключателя 41 «пуск» включается световой индикатор 47 («сеть»), который сигнализирует готовность станции к работе в штатном режиме. Электронное реле контроля напряжения по электрической цепи питания получает сигналы от реле контроля уровня токопроводящей жидкости электронного датчика уровня. При отсутствии в баке 10 требуемого объема рабочей жидкости электропитание электродвигателя электропривода 15 и электрического нагревательного элемента 13 блокируется электронным реле контроля напряжения, индикатор 47 не включается, включается индикатор 49 сигнализирующий о низком уровне рабочего тела (красный световой сигнал «уровень» и звуковая сирена аварийного режима). При неправильном подключений к внешней электросети или при неисправностях в электрической цепи также происходит блокировка (отключение) электропитания станции электронным реле контроля напряжения, световой индикатор 47, не включается, в этом случае включается световой индикатор 48 (сигнализирующий об аварии в электрической цепи питания, индикатор «фаза»). При наличии неисправностей их устраняют (доливают рабочую жидкость, проверяют электрическую сеть). При отсутствии неисправностей, или после их устранения, включают электропривод 15 насоса 14. Для этого нажимают электрический переключатель 42 в положение «пуск насос», электрический ток поступает к электродвигателю электропривода 15, при этом включается зеленый световой индикатор 50 сигнализирующий о включении электропривода 15. Электропривод 15 приводит в действие насос 14. Насос 14 создает гидравлическое давление, передает энергию рабочей жидкости, рабочая жидкость, под давлением, по напорной гидравлической магистрали 17 поступает к механическим гидрораспределителям 29 м, и параллельно к электромеханическим гидрораспределителям 29 э. Через один из гидрораспределителей 29 (через механический или через электромеханический) рабочая жидкость поступает по гидравлическим линиям управления 32, и по рукавам высокого давления 33, к гидроприводам превентора, обеспечивая закрытие или открытие трубных и глухих плашек превентора.

Для выключения насоса 14, выключают электродвигатель электропривода 15, переключая электрический переключатель 42 в положение «стоп насос». Для аварийного сброса давления в системе используют вентиль игольчатый 26, расположенный на основном пульте управления 8, он применяется также для подстройки давления в ручном режиме. Образование энергии гидравлического рабочего тела (рабочей жидкости) в станции обеспечивается тем, что станция содержит гидравлический бак 10 с рабочим телом, насос 14, оснащенный электроприводом 15, дополнительный ручной насос 38, напорную гидравлическую магистраль 17, электрическую цепь питания. Станция обеспечивает техническую возможность управления гидроприводами рабочих органов превентора при отсутствии электроэнергии от внешней электросети за счет аккумулирования энергии. Аккумулирование энергии гидравлического рабочего тела обеспечивается тем, что станция содержит пневмогидроаккумулятор 39, насосы 14, 38, напорную гидравлическую магистраль 17, причем насосы 14, 38 и пневмогидроаккумулятор 39 связаны напорной гидравлической магистралью 17. При включении питания электропривода 15 насоса 14, на основном пульте управления 8 открывают кран шаровой 25, рабочая жидкость из бака 10 поступает в пневмогидроаккумулятор 39. Работающий насос 14, направляет рабочую жидкость по напорной гидравлической магистрали 17 к гидроприводам превентора через гидрораспределители 29 и в пневмогидроаккумулятор 39. Этим обеспечивается работа гидроприводов превентора и одновременно зарядка пневмогидроаккумулятора 39 гидравлической энергией. При неработающем насосе 14, открывают кран шаровой 25 на основном пульте управления 8, рабочая жидкость по напорной гидравлической магистрали 17 от пневмогидроаккумулятора 39 поступает к гидроприводам превентора, происходит разрядка пневмогидроаккумулятора 39, этим обеспечивается автономная работа станции. При неработающем насосе 14 и разряженном пневмогидроаккумуляторе 39, при открытом кране шаровом 24, рабочая жидкость поступает по напорной гидравлической магистрали 17 от ручного насоса 38 к гидроприводам превентора и/или в пневмогидроаккумулятор 39. Таким образом, обеспечивается зарядка пневмогидроаккумулятора 39 гидравлической энергией и автономная работа гидроприводов превентора, без внешних источников энергии. Аккумулирование гидравлической энергии (зарядка посредством увеличения давления рабочей жидкости) в пневмогидроаккумулятор 39 осуществляется как от насоса 14, так и от ручного насоса 38, контроль давления осуществляется по манометру пневмогидроаккумулятора 36. При разряде пневмогидроаккумулятора 39 и отсутствии электроэнергии (от внешнего источника), для работы в аварийном режиме, подключают ручной насос 38 в напорную гидравлическую магистраль 17. Ручной насос 38 позволяет быстро создать необходимое давление рабочей жидкости, обеспечивая работоспособность станции в ручном режиме (аварийном, в отсутствие электроэнергии). Для этого на основном пульте управления 8 открывают кран шаровой 24, устанавливают рукоятку 54, и прикладывая механические усилия к рукоятке ручного насоса 38 передают энергию рабочей жидкости, создавая давление. Станция обеспечивает работоспособность в условиях длительного отсутствия внешних источников энергии, позволяет произвести экстренное перекрытие ствола скважины за счет энергии сжатого газа пневмогидроаккумулятора 39. При неработающем насосе 14, ручной насос 38 обеспечивает зарядку гидравлической энергией пневмогидроаккумулятора 39 и позволяет осуществить автономную работу гидроприводов превентора.

Необходимое давление рабочего тела устанавливают с помощью электроконтактного манометра 37. Контроль давления в системе обеспечивается тем, что станция оснащена насосом 14, манометрами 36, 37 бак 10 оснащен, как минимум, одним датчиком уровня, на основном пульте управления 8 смонтированы электрические индикаторы 51, электроконтактный манометр 37 связан с электроприводом 15 насоса 14. Электроконтактный манометр 37 позволяет выставлять, контролировать и автоматически поддерживать заданный диапазон давления рабочего тела. Оператор устанавливает необходимое давление на электроконтактном манометре 37, включается электропривод 15 насоса 14, при достижении заданного оператором максимального значения давления рабочего тела электроконтактный манометр 37 передает электрический сигнал на отключение электропривода 15, насос 14 прекращает работать. При достижении, заданного оператором, минимального значения давления рабочего тела, электроконтактный манометр 37 передает электрический сигнал на включение электропривода 15, насос 14 начинает работать и повышает давление.

При работе в условиях низких температур станция обеспечивает подогрев и поддержание требуемой температуры рабочего тела. Необходимая температура рабочего тела обеспечивается тем, что станция установлена в закрытом корпусе 1, содержит модуль обогрева 16, гидравлический бак 10 с рабочим телом, оснащённый как минимум одним датчиком температуры 12 с регулятором температуры 40 и электрическим нагревательным элементом 13, который связан с электрическим переключателем 43. Для подогрева рабочей жидкости в баке 10 включают электрический нагревательный элемент 13, для этого электрический переключатель 43, переключают в положение «вкл», для выключения электрического нагревательного элемента 13 электрический переключатель 43, переключают в положение «выкл». При включении электрического нагревательного элемента 13 происходит нагрев рабочей жидкости в баке 10 с автоматическим поддержанием заданной температуры. Температура рабочего тела определяется через датчик температуры 12, контролируется и управляется через регулятор температуры 40. Регулятор температуры 40 связан с электрическим нагревательным элементом 13 и датчиком температуры 12, позволяет выставлять и контролировать требуемую температуру рабочего тела в баке 10. Для дополнительного обогрева превентора используют модуль обогрева 16, рукава высокого давления модуля обогрева 16 подключают к полости обогрева превентора, включают нагревательный элемент и насос модуля обогрева. Модуль обогрева 16 в автоматическом режиме поддерживает заданную температуру. Обогрев превентора с помощью модуля обогрева обеспечивает быстрое достижение оптимальной температуры для работы гидроприводов превентора.

Управление гидроприводами глухих/трубных плашек превентора осуществляется с основного пульта управления 8 и выносного пульта управления 9 путем изменения, через электрические переключатели 31, положения органов управления потоком рабочего тела электромеханических гидрораспределителей 29 (э) или через рукоятки 30 положения органов управления потоком рабочего тела механических гидрораспределителей 29 (м). Дистанционно управляемое распределение энергии гидравлического рабочего тела в гидравлические приводы рабочих органов превентора обеспечивается тем, что в станции механические и электромеханические гидрораспределители 29 связывают напорную гидравлическую магистраль 17 с гидравлическим линиями управления 32. Станция содержит электрическую цепь питания, электрическую линию управления, элементы управления. Механические гидрораспределители 29 (м) содержат органы управления потоком рабочего тела связанные с рукоятками 30. Электромеханические гидрораспределители 29 (э) содержат органы управления потоком рабочего тела связанные с электрическими переключателями 31 на основном 8 и выносном 9 пультах управления. На основном пульте управления 8 смонтированы электрические переключатели 31 электромеханических гидрораспределителей 29 (э), рукоятки 30 механических гидрораспределителей 29 (м), манометры 36,37, краны шаровые 24, 25, вентиль игольчатый 26 электрические индикаторы 47, 48, 49, 50, 51, сформировано два поста управления. Основной пульт управления 8 подключен к электрической цепи питания и к электрической линии управления. На выносном пульте управления 9, который выполнен в металлическом корпусе 53, смонтированы электрические переключатели 31 электромеханических гидрораспределителей 29 (э) и электрические индикаторы 51. Выносной пульт 9 содержит, как минимум, два поста управления. Выносной пульт управления 9 связан с электромеханическими гидрораспределителями 29 (э) электрической линией управления постоянного напряжения, установленного в пределах 24 вольт. Электрическая линия управления выполнена в виде гибкого бронированного многожильного электрического кабеля, оснащенного кабельным вводом 52. Напорная гидравлическая магистраль 17 содержит электроконтактный манометр 37, связанный с электрическими индикаторами и электроприводом 15 насоса 14. Гидравлические линии управления 32 оснащены манометрами 36.

Для открытия трубных плашек превентора, на основном пульте управления 8, на первом посту, электрический переключатель 31 из положения «Нейтраль» переводят в левое положение «Открытие трубных плашек». Электрический переключатель 31 замыкает электрическую линию управления, по которой передается электрический сигнал на электромеханические органы управления электромеханического гидрораспределителя 29 (э). Электромеханические органы управления путем электромагнитного взаимодействия перемещают золотник электромеханического гидрораспределителя 29 (э). Соответствующий индикатор 51 на основном пульте управления 8 сигнализирует о подаче рабочего тела в гидравлическую линию управления 32 открытием трубных плашек превентора. Рабочее тело, под давлением, поступает из бака 10, по напорной гидравлической линии 17, через электромеханический гидрораспределитель 29 (э), в гидравлическую линию управления 32 открытием трубных плашек превентора. Величина давления рабочего тела отражается на манометре 36 основного пульта управления 8.

Для закрытия трубных плашек превентора, на основном пульте управления 8, на первом посту, электрический переключатель 31 переводят в правое положение «Закрытие трубных плашек». Соответствующий индикатор 51 на основном пульте управления 8 сигнализирует о подаче рабочего тела в гидравлическую линию управления 32 закрытием трубных плашек превентора. Рабочее тело, под давлением, поступает из бака 10, по напорной гидравлической линии 17, через электромеханический гидрораспределитель 29 (э), в гидравлическую линию управления 32 закрытием трубных плашек превентора. Величина давления рабочего тела отражается на манометре 36 основного пульта управления 8.

Для открытия/закрытия глухих плашек превентора, на основном пульте управления 8, на втором посту, электрический переключатель 31, из положения «Нейтраль» переводят в левое положение «Открытие глухих плашек» или в правое положение «Закрытие глухих плашек», процесс работы аналогичен работе с трубными плашками.

При отсутствии электроэнергии, неисправности электрической линии управления, электрических переключателей 31, электромеханических гидрораспределителей 29 (э) или в других случаях, при необходимости, для открытия и/или закрытия трубных и/или глухих плашек превентора используют рукоятки 30 механических гидрораспределителей 29 (м). Для открытия трубных плашек превентора, на основном пульте управления 8, на первом посту, рукоятку 30, из положения «Нейтраль», переводят в левое положение «Открытие трубных плашек». Рукоятка 30 путем механического воздействия перемещает золотник механического гидрораспределителя 29 (м). Рабочее тело, под давлением, поступает из бака 10 по напорной гидравлической линии 17, через механический гидрораспределитель 29 (м), в гидравлическую линию управления 32 открытием трубных плашек превентора. Величина давления рабочего тела отражается на манометре 36 основного пульта управления 8. Для закрытия трубных плашек превентора, на основном пульте управления 8, на первом посту, рукоятку 30 переводят в правое положение «Закрытие трубных плашек». Рабочее тело, под давлением, поступает из бака 10 по напорной гидравлической линии 17, через механический гидрораспределитель 29 (м), в гидравлическую линию управления 17 закрытием трубных плашек превентора. Величина давления рабочего тела отражается на манометре 36 основного пульта управления 8. Для открытия/закрытия глухих плашек превентора, на основном пульте управления 8, на втором посту, рукоятку 30 переводят в левое положение «Открытие глухих плашек» или в правое положение «Закрытие глухих плашек». Для работы в темное время суток включают осветительные приборы 46, используя электрический переключатель 45 (фиг.8).

Для дистанционного мобильного управления открытием/закрытием трубных и/или глухих плашек используют выносной пульт управления 9. Разворачивают на необходимую длину электрическую линию управления, выполненную в виде бронированного многожильного кабеля. Оператор (бурильщик) удерживает выносной пульт управления за ручку 55 и свободно перемещается по площадке. Для подключения выносного пульта управления 9, на основном пульте управления 8 включают электрический переключатель 44, при этом на выносном пульте управления 9 загорается световой индикатор 56, сигнализирующий о подключении питания. Для открытия/закрытия трубных плашек превентора на первом посту выносного пульта управления 9 используют электрические переключатели 31 электромеханических гидрораспределителей 29 (э). Для открытия трубных плашек превентора, электрический переключатель 31, из положения «Нейтраль» переводят в левое положение «Открытие трубных плашек». Электрический переключатель 31 замыкает электрическую линию управления, по которой передается электрический сигнал на электромеханические органы управления электромеханических гидрораспределителей 29 (э). Электромеханические органы управления электромеханических гидрораспределителей 29 (э) путем электромагнитного взаимодействия перемещают золотник. Рабочее тело, под давлением, поступает из бака 10 по напорной гидравлической магистрали 17, через электромеханический гидрораспределитель 29 (э), в гидравлическую линию управления 32 открытия трубных плашек превентора. Соответствующий индикатор 51 на выносном пульте управления 9 сигнализирует о подаче рабочего тела в гидравлическую линию управления 32 открытия трубных плашек превентора. Для закрытия трубных плашек превентора, электрический переключатель 31 переводят в правое положение «Закрытие трубных плашек». Рабочее тело, под давлением, поступает из бака 10 по напорной гидравлической линии 17, через электромеханический гидрораспределитель 29 (э), в гидравлическую линию управления 32 закрытия трубных плашек превентора. Соответствующий индикатор 51 на выносном пульте управления 9 сигнализирует о подаче рабочего тела в гидравлическую линию управления 17 закрытия трубных плашек превентора. Открытие/закрытие глухих плашек превентора, на втором посту выносного пульта управления 9, осуществляется аналогично.

Использование в конструкции станции механических 29 (м) и электромеханических 29 (э) гидрораспределителей 29, которые установлены параллельно, позволяет реализовать управление с выносного пульта 9 по электрической связи и возможность аварийного механического управления. Также обеспечено мобильное дистанционное управление подачей рабочего тела в гидравлические линии управления 17 с портативного выносного пульта управления 9. Выносной пульт управления 9 имеет малые габариты, массу не более 4 кг, ручку 55 для удобства переноса, и связан одним кабелем низкого напряжения с основным пультом управления 8, что обеспечивает реальную мобильность оператора (бурильщика) в процессе управления гидроприводами превентора, возможность менять свое положение возле устья скважины.

Кроме того, обеспечено удобство эксплуатации станции, за счет применения закрытого корпуса 1, не требуется сооружения каких либо дополнительных укрытий и не допускается вредное воздействие окружающей среды. Обеспечивается безопасность эксплуатации, за счет применения искробезопасных и взрывозащищенных элементов электрооборудования, электрической линии управления с бронированным кабелем. Применяемый в полезной модели, конструктивно отделённый от гидросистемы управления, модуль обогрева 16, обеспечивает при отрицательных температурах автоматический подогрев теплоносителя (жидкости, расположенной в собственном баке) и его циркуляцию через теплообменные полости превентора. Разделение гидравлической линии управления и гидравлической линии для обогрева в отдельные системы, устраняет возможность отказа системы гидроуправления в результате утечки жидкости из полости обогрева превентора.

Таким образом, обеспечивается дистанционная управляемая подача рабочей жидкости с заданными параметрами к гидроприводам превентора.

Заявляемое техническое решение реализовано в ООО «ТЮМЕНЬНЕФТЕОБОРУДОВАНИЕ» г. Тюмень с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, его элементы могут быть изготовлены и собраны на современных промышленных предприятиях. Полезная модель применима по указанному назначению и обеспечивает заявленный технический результат.

Claims (1)

1. Станция управления превентором, характеризующаяся тем, что содержит гидравлический бак с рабочим телом, соединенный с баком насос, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль, соединенную с насосом, пневмогидроаккумулятор, дополнительный насос, механические гидрораспределители, подключенные к напорной гидравлической магистрали, гидравлические линии управления, подключенные к гидрораспределителям, электрическую цепь питания, основной и выносной пульты управления, на которых смонтированы органы управления гидрораспределителями и электрооборудованием, параллельно механическим гидрораспределителям установлены дублирующие электромеханические гидрораспределители, связанные по электрической линии управления с электрическими переключателями, выносной пульт управления связан электрической линией управления низкого напряжения в пределах от 6 до 36 вольт с электромеханическими гидрораспределителями, содержит электрические переключатели и электрические индикаторы, гидравлическая линия управления содержит гибкие рукава высокого давления с быстроразъемным соединением, рукава высокого давления установлены на смоточном барабане.

Images