遠程液壓節流閥控制系統的功能,是從一個或多個遙控點對鉆井節流閥提供可靠的控制,以所需的靈敏度和分辨率使節流閥提供預定的所有控制程序,包括:
a)關井程序;
b)阻止鉆井液、氣體、液態碳氫化合物及地層碎屑以任何速度流過內部導流管線。
1、功能要求
控制系統應提供:
a)驅動器能使節流閥的節流孔在任何壓力(最高達額定工作壓力)下達到從全開到全閉的任何尺寸。
b)用于節流閥驅動器的動力液壓油要有足夠的壓力和流量,使節流孔在 30s 內從全閉到全開。
c)操作控制系統能使操作者把節流孔打開到任何尺寸位置,從而得到從 0MPa(0psi)到節流額定工作壓力范圍內,任何想得到的環流壓力 ±0.07MPa(±10psi)。控制設備上應適當標出其控制方向。
d)控制臺上有一個節流閥位置指示器,指明節流孔的相對位置或相對于全開的相對開度百分比。
c)裝在鉆機壓縮空氣控制臺上的一個壓力計用于顯示驅動控制泵工作的空氣或氣體的壓力。
f)控制臺上的壓力表應顯示液壓泵或蓄能器系統的系統液壓壓力。
g)鉆桿和套管壓力計刻度為 0MPa(0psi)到節流閥額定工作壓力,這些壓力計上應清晰地標出"鉆桿壓力"或"套管壓力"并且獨立于其他壓力計系統。壓力計的附加要求如下:
1)最大的容許誤差為全量程的 ±0.5%。要求使用包端管式壓力計,但可以附加諸如電子傳感器和顯示系統等,并且也可提供全量程比節流系統額定壓力低的任何類型的壓力表,以便低壓時具有較好分辨率,但在這種情況下應提供手動的或自動的隔離閥,以防止超過這些壓力計的量程。
2)最小刻度盤直徑為 152.4mm(6in),讀數字碼應高 12.7mm(0.5in),在環境亮度下從 3000mm(10ft)的高處可看得見 0.07MPa(10psi)刻度。
3)壓力表的精度為 0.2MPa(25psi)或更小,并且指針的寬度或形狀應有助于看得見 0.2MPa(25psi)或更小的刻度。
4)在鉆桿和套管壓力敏感的地方,應使用一個活塞分隔型壓力傳感器,使壓力液不與壓力計系統的液壓液或氣體接觸。
5)傳感器應與節流系統的額定工作壓力和額定溫度一致。
6)在壓力表的全量程時應考慮到膨脹,活塞分隔型傳感器的流量能力應等于整個軟管的流量及壓力表管道流量之和的 1.5 倍。在本體上有一個永久性的金屬標簽警告使用者,傳感器不能驅動額外的軟管或壓力計。
7)當額定工作壓力高達 69.0MPa(10 000psi)時,可以采用 1:1 的活塞比;當額定壓力為 69.0MPa(10 000psi)?138.0MPa(20 000psi)時,應采用工作壓力與壓力計液壓油壓力之比為 4:1。
8)1:1 的隔離器靈敏度應為 0.07MPa(10psi);在等于接受器壓力計中間刻度所指壓力時,4:1 的隔離器靈敏度應為 0.2MPa(25psi)。
9)活塞應設計成這樣,萬一液壓系統出現泄漏和液壓油流失時,活塞將碰到行程的上限,并且密封圈或輔助密封將繼續分隔工作油與液壓系統,并且能防止工作油流入液壓壓力敏感系統。
10)壓力傳感器使用的材料應該根據井內容納的流體來確定。
11)接入鉆機管路的連接件應使用既沒有管螺紋也沒有焊接管螺紋接頭的 6BX 法蘭。任何用于傳感器或轉接器的焊接應符合本標準中的焊接標準。
12)構成傳感器一部分的活接頭應符合本標準的有關規定。
13)液壓油的操作溫度應從 -29℃?93℃(-20℉?200℉),并應符合制造商關于傳感器彈性體特性和金屬特性的適應性標準。
14)壓力計系統軟管的額定壓力應與最大的系統工作壓力相匹配。
h)控制臺上應有用于監測兩臺鉆井泵中任一臺(有開關選擇)的泵沖數計數器;
1)泵沖數顯示儀應顯示累加的泵沖數,并應具有讓操作者調零的性能,但當達到它的最大計數能力時,它應自動調零并繼續計數。
2)如果不能同時顯示兩臺泵的"每分鐘沖程數",控制臺上應有一個開關能選擇顯示各臺泵的沖數。
3)該每分鐘沖數選擇如果是數字式的,應至少達到每分鐘1沖的分辨率。
4)所有的計數器/速率器的導線(電源、泵微型按鈕等)應滿足 NFPA 496,APS(所有可用的條款)。
5)如果使用數字顯示,數字字碼應最少 12.7mm(0.5in)高,并在任意環境亮度下能從 3000mm(10ft)處看清楚。
i)緊急操作措施:
1)萬一鉆機壓縮空氣出現故障,操作控制系統應給替換氣源(如氮氣瓶)以及能操作節流閥12h所推薦的瓶數提供接頭和連接件。
2)萬一主液壓泵出現故障,應采用手動泵、閥件和其他組件,以便手動為節流閥控制系統提供液壓壓力。
2、指示板
節流閥控制臺應包括在正常方式和緊急方式下操作節流閥的指示板,這個指示板也應顯示查對系統狀態的步驟。
3、液壓軟管
用于節流閥操作的液壓軟管應做如下規定:
a)軟管應有只能用正確方法裝配的接頭,并且禁止裝入壓力計系統。
b)壓力計系統軟管同樣也應有只能用正確方法裝配的接頭,并且不能裝在節流閥操作液壓回路中。
c)應在控制板上和節流閥上注明所有軟管的位置。
d)設計用于多個節流閥/控制板的系統,應符合全部前述要求,但多個控制臺裝置除外。允許每個控制臺分別同時連接多個鉆桿壓力表和多個套管壓力表。
4、操作(保養)手冊
制造商應對按本標準生產的每種型號和尺寸的節流閥系統準備和提供操作手冊。操作手冊最少包括以下內容:
a)安裝說明;
b)操作說明,包括所有節流閥所需的正常操作,以及萬一外部動力源或設備出現故障或在任何內部組件出現故障時進行的全部緊急操作說明;
c)主要組件的尺寸及物理數據;
cl)維修保養和試驗說明及程序,包括拆卸和裝配說明;
e)零件說明;
f)貯存說明。
