ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СДВОЕННЫМ ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРЕВЕНТОРОМ "СГП-МИНИ-2"

Область техники.
Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности, может быть использовано в составе с агрегатом подъемным для ремонта скважин АПРС или в составе с подъемником каротажным скважинным ПКС (далее скважинные подъемники), расширяя их функциональные возможности и обеспечивающего дистанционное управление сдвоенным гидравлическим превентором. Применяется при обслуживании нефтяных и газовых скважин, при проведении ремонта скважин, геофизических работ на скважине.
Предшествующий уровень техники.
Известна автономная станция дистанционного управления гидроприводами устьевого и противовыбросового оборудования нефтегазовой скважины (Источник [1]: патент RU 166733). Станция включает гидравлические, пневматические, электрические составляющие, смонтированные в контейнере. Содержит, связанные гидравлическими линиями: бак, наполненный рабочей жидкостью, пневмогидронасос, гидроаккумулятор, основной пульт управления, выполненный с ручными гидрораспределителями, манометрами, и ручным гидравлическим насосом, дублирующий переносной пульт, выполненный с ручными гидрораспределителями и манометрами, рукава высокого давления (РВД), размещенные на барабанном смоточном механизме. Гидравлические линии оснащены регулирующими, фильтрующими, измерительными, распределительными, запорными элементами. Часть регулирующих, измерительных, распределительных и запорных элементов, смонтирована на основном пульте управления. Другая часть регулирующих, измерительных, распределительных и запорных элементов, смонтирована на дублирующем переносном пульте управления. Распределительные и регулирующие элементы в гидравлических линиях смонтированы так, что при работающем пневмогидронасосе, направляют рабочую жидкость по гидравлическим линиям к гидроприводам оборудования и/или в гидроаккумулятор, при неработающем пневмогидронасосе, направляют рабочую жидкость по гидравлическим линиям от гидроаккумулятора к гидроприводам оборудования и от ручного гидравлического насоса по гидравлическим линиям к гидроприводам оборудования и/или в гидроаккумулятор. При этом пневмогидронасос соединен по пневматической линии с внутренним источником пневматической энергии. Пневматическая линия оснащена регулирующими, фильтрующими, измерительными, распределительными, запорными элементами, маслораспылителем и обеспечивает подключение внешнего источника пневматической энергии. Кроме того, в контейнере установлены - аккумуляторная батарея, связанная по электрическим линиям с датчиком уровня рабочей жидкости, звуковой сигнализацией, световой сигнализацией, осветительными элементами, распределительный автомат включенный в электрическую линию, обеспечивающий распределение электрического тока от аккумуляторной батареи и подключение внешнего источника электроэнергии.
Аналог [1] это автономная станция, включающая гидравлические, пневматические, электрические компоненты и самостоятельно обеспечивающая образование, аккумулирование энергии рабочей жидкости (рабочая жидкость под давлением), и ее доставку и распределение к гидроприводам исполнительных механизмов противовыбросового оборудования. Аналог [1] конструктивно не обеспечивает возможность установки непосредственно на скважинные подъемники. Аналог не предназначен для расширения функциональных возможностей скважинных подъемников и не предполагает агрегирование с ними. Для обеспечения автономности аналог [1] содержит бак, наполненный рабочей жидкостью, ручной гидравлический насос, пневмогидронасос соединен по пневматической линии с внутренним источником пневматической энергии, что увеличивает габариты и массу станции, конструктивно усложняет ее. При этом на скважине при ее обслуживании (исследовании, ремонте) всегда присутствуют другие источники рабочей жидкости (баки скважинных подъемников с рабочей жидкостью), источники гидравлической и пневматической энергии (гидравлическая система скважинного подъемника, оснащенная насосом, пневматическая система скважинного подъемника, оснащенная компрессором и ресивером) которые могут быть использованы и фактически дублируются в конструкции станции [1]. Аналог [1] содержит два пульта управления основной пульт управления и дублирующий переносной пульт, что увеличивает сложность конструкции станции [1] и ее габариты. Кроме того, в контейнере установлены - аккумуляторная батарея, связанная по электрическим линиям с датчиком уровня рабочей жидкости, звуковой сигнализацией, световой сигнализацией, осветительными элементами, распределительный автомат включенный в электрическую линию, обеспечивающий распределение электрического тока от аккумуляторной батареи и подключение внешнего источника электроэнергии. Наличие электрической цепи и электрических компонентов требует специальных мер для обеспечения взрывобезопасности станции [1].
Известна гидростанция управления превенторами СГ-24М-2-2 (Источник [2]: интернет сайт ОАО «Машпром», электронный каталог продукции; адрес страницы http://www.mashprom.net/SG/). Станция имеет габаритные размеры 3200×2100×2000 мм и массу 2700 кг, 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.
Станция [2] громоздкая и не мобильная, не обеспечивает возможность установки непосредственно на скважинные подъемники, выполненные на базе грузовых транспортных средств, автомобилей, тягачей, оснащенных гидравлической системой, пневматической системой с возможностью подключения внешних потребителей рабочей жидкости, гидравлической и пневматической энергии. Содержит бак с рабочей жидкостью (рабочим телом), гидравлический аксиально поршневой насос с электродвигателем, 6 постов управления, электрическую цепь питания напряжением 380 вольт, ручной насос, основной пульт и выносной пульт управления. Аналог [2] это автономная станция самостоятельно обеспечивающая образование, аккумулирование энергии рабочей жидкости, и ее доставку и распределение к гидроприводам исполнительных механизмов противовыбросового оборудования.
Аналог не предназначен для расширения функциональных возможностей скважинных подъемников и не предполагает агрегирование с ними. При этом на скважине при ее обслуживании (исследовании, ремонте) всегда присутствуют другие источники рабочей жидкости (баки скважинных подъемников с рабочей жидкостью), источники гидравлической и пневматической энергии (гидравлическая система скважинного подъемника, оснащенная насосом, пневматическая система скважинного подъемника, оснащенная компрессором и ресивером) которые могут быть использованы и фактически дублируются в конструкции станции [2]. Наличие электрической цепи и электрических компонентов требует специальных мер для обеспечения взрывобезопасности станции [2].
Известна станция гидравлическая управления превентором СГ-14-370 (Источник [3]: 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 [3] имеет габаритные размеры 2873×1508×2216 мм и массу 2000 кг, содержит, раму, гидравлический бак, 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 916×615×264 мм, содержит распределители ГР-8×21, которые позволяют дистанционно управлять гидрораспределителями в основном пульте. Предусмотрена возможность комплектации встроенным модулем обогрева превенторов.
Данный аналог [3] имеет габаритные размеры 2873×1508×2216 мм и массу 2000 кг. Аналог [3] конструктивно не обеспечивает возможность установки непосредственно на АПРС или ПКС. Для обеспечения автономности аналог [3] содержит гидробак, наполненный рабочей жидкостью, ручной насос, электрооборудование, размещенное в шкафу управления, ТЭН обогрева рабочей жидкости, что увеличивает габариты и массу станции, конструктивно усложняет ее. Это так же автономная станция, включающая гидравлические, пневматические, электрические компоненты и самостоятельно обеспечивающая образование, аккумулирование и распределение энергии рабочей жидкости к гидроприводам. Аналог не предназначен для расширения функциональных возможностей скважинных подъемников и не предполагает агрегирование с ними. При этом на скважине при ее обслуживании (исследовании, ремонте) всегда присутствуют другие источники рабочей жидкости (баки скважинных подъемников с рабочей жидкостью), источники гидравлической и пневматической энергии (гидравлическая система скважинного подъемника, оснащенная насосом, пневматическая система скважинного подъемника, оснащенная компрессором и ресивером) которые могут быть использованы и фактически дублируются в конструкции станции [3].
Наличие электрической цепи и электрических компонентов требует специальных мер для обеспечения взрывобезопасности станции [3].
Известна станция гидропривода СГП-10,5-2 ([4], интернет сайт ОАО "Станкотехника", электронный каталог продукции; адрес страницы http://www.stankotechnika.ru/groups/page-41.htm). Станция [4] монтируются на открытом жестком каркасе или в утепленном блок-боксе (корпусе) 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 установленный в гидравлическом баке, 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 [4] имеет габариты 1700×1200×1800 мм и сухую массу 1500 кг, монтируются на открытом жестком каркасе или в утепленном блок-боксе на санях, содержит гидравлический бак, электрошкаф, электрооборудование, модуль обогрева, два пульта управления. Это не позволяет обеспечить мобильность и возможность агрегирования в единую систему с иной техникой (скважинные подъемники, транспортные средства, оснащенные гидравлической системой, пневматической системой с возможностью подключения внешних потребителей гидравлической и пневматической энергии) присутствующей на скважине при ее ремонте и обслуживании.
Таким образом, техническая проблема заключается в том, что существующие станции управления имеют электрические цепи, требуют внешнего источника электроэнергии (кроме аналога [1]) и не позволяют расширить функциональные возможности скважинных подъемников, оснащенных гидравлической и пневматической системами, дополняя их малогабаритной установкой, позволяющей управлять гидравлическими приводами сдвоенного превентора. Станция управления, не требующего внешнего источника электроэнергии и позволяющая использовать гидравлическую и пневматическую системы скважинных подъемников для управления сдвоенным гидравлическим превентором, и при этом обеспечивающая возможность ее агрегации со скважинными подъемниками не известна.
Раскрытие сущности технического решения.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель - обеспечить возможность управления гидравлическими приводами сдвоенного превентора за счет использования энергии пневматической системы скважинных подъемников, обеспечить возможность монтажа непосредственно на скважинный подъемник, упростить конструкцию, снизить габариты и вес за счет исключения гидробака и использования рабочей жидкости из гидравлической системы скважинного подъемника, при этом полностью исключить использование электроэнергии, максимально повысив взрывобезопасность станции управления.
Технический результат - устройство позволяет дистанционно нагнетать, аккумулировать и управлять, распределяя рабочую жидкость от внешнего источника (бак гидравлической системы скважинного подъемника с рабочей жидкостью) к гидравлическим приводам сдвоенного превентора, только за счет использования пневматической энергии внешнего источника (компрессор, ресивер пневматической системы скважинного подъемника), и в случае аварийного отключения внешнего источника пневматической энергии позволяет управлять гидравлическими приводами сдвоенного превентора с запасом на 4 цикла открытия и закрытия рабочих органов превентора. При этом устройство не требует применения электрической энергии, малогабаритное, способно к агрегированию (монтажу и использованию) непосредственно на скважинных подъемниках. Монтаж возможен на любой свободной площадке размером 500×600 мм. Для использования в темное время устройство не требует собственного освещения, т.к. используется освещение скважинного подъемника. Для использования в холодное время устройство не требует подогрева рабочей жидкости, т.к. используется подогреваемая рабочая жидкость гидравлической системы скважинного подъемника.
Технический результат достигается тем, гидропневматическая станция управления сдвоенным гидравлическим превентором содержит насосно-аккумуляторный блок и переносной пульт управления. Насосно-аккумуляторный блок выполнен в закрытом корпусе и включает гидропневматический насос, два пневмогидроаккумулятора, блок подготовки воздуха, пневматическую магистраль, всасывающую гидравлическую магистраль, напорную гидравлическую магистраль и обратную гидравлическую магистраль, соединенную с всасывающей гидравлической магистралью, краны шаровые, фильтры, манометры, установленные в пневматической и гидравлических магистралях. Гидропневматический насос соединен с пневматической магистралью, предназначенной для подачи сжатого воздуха от внешнего источника через блок подготовки воздуха в гидропневматический насос, соединен с всасывающей гидравлической магистралью, предназначенной для подключения к внешнему источнику рабочей жидкости, соединен с напорной гидравлической магистралью, предназначенной для подачи рабочей жидкости в пневмогидроаккумуляторы и в пульт управления. Пневмогидроаккумуляторы соединены с напорной гидравлической магистралью. Переносной пульт управления выполнен в закрытом корпусе, соединен гибкими рукавами высокого давления с напорной и обратной гидравлическими магистралями насосно-аккумуляторного блока, включает гидрораспределитель двухсекционный, подключенный к напорной гидравлической магистрали, четыре гидравлических линии управления с быстроразъемными соединениями для подключения рукавов высокого давления, соединяемых с превентором, предохранительный клапан и вентиль игольчатый, установленные между напорной гидравлической магистралью и обратной гидравлической магистралью, кран шаровый и манометр установленные в напорной гидравлической магистрали перед гидрораспределителем, обратные клапаны, установленные в обратной гидравлической магистрали и в гидравлических линиях управления.
Вышеуказанная сущность обеспечивает достижение указанного технического результата.
Пневматическая магистраль насосно-аккумуляторного блока служит для подвода сжатого воздуха от внешнего источника через блок подготовки воздуха в гидропневматический насос.
Блок подготовки воздуха служит для контроля и регулировки рабочего давления подачи воздуха в гидропневматический насос, при этом блок подготовки осуществляет фильтрацию и осушку воздуха перед подачей его в гидропневматический насос. Регулировка рабочего давления сжатого воздуха позволяет регулировать и настраивать необходимое давление рабочей жидкости нагнетаемой гидропневматическим насосом.
Всасывающая гидравлическая магистраль обеспечивает подключение к внешнему источнику рабочей жидкости (к гидравлическому баку скважинного агрегата) и подачи ее в гидропневматический насос.
Напорная гидравлическая магистраль обеспечивает подачу рабочей жидкости под давлением от гидропневматического насоса в два пневмогидроаккумулятора и в пульт управления.
Первый пневмогидроаккумулятор имеет больший объем рабочей жидкости (20-40 л), оснащен шаровым краном и манометром, служит для запаса (аккумулирования) гидравлической энергии, позволяющей автономно управлять гидроприводами превентора с ресурсом не менее 4-х циклов открытия и закрытия рабочих органов превентора.
Второй пневмогидроаккумулятор имеет меньший объем рабочей жидкости (5 л) и служит для увеличения гидравлической энергии, позволяющей увеличить поток рабочей жидкости и соответственно сократить время открытия или закрытия рабочих органов превентора.
Переносной пульт управления обеспечивает распределение и контроль рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора. Переносной пульт управления выполнен в закрытом корпусе, соединен гибкими рукавами высокого давления с напорной и обратной гидравлическими магистралями насосно-аккумуляторного блока, включает гидрораспределитель двухсекционный, подключенный к напорной гидравлической магистрали, четыре гидравлических линии управления с быстроразъемными соединениями для подключения рукавов высокого давления, соединенных с превентором, предохранительный клапан и вентиль игольчатый, установленные между напорной гидравлической магистралью и обратной гидравлической магистралью, кран шаровый и манометр, установленные в напорной гидравлической магистрали перед гидрораспределителем, обратные клапаны, установленные в обратной гидравлической магистрали и в гидравлических линиях управления.
Габаритные размеры корпуса насосно-аккумуляторного блока 500×600×900 мм, снаряженная масса насосно-аккумуляторного блока 135 кг, габаритные размеры корпуса переносного пульта управления 400×400×200 мм, снаряженная масса переносного пульта управления 25 кг.
Осуществление технического решения.
Сущность технического решения не ограничивается приведенным ниже описанием, так как полезная модель, в пределах заявленной формулы, может быть выполнена в различных частных исполнениях, обеспечивающих заявленный технический результат.
Полезная модель поясняется описанием и схемами, на которых изображено:
фиг. 1 - Станция, схема принципиальная;
фиг. 2 - Станция, аксонометрическая проекция, вид спереди сбоку, 3D модель;
фиг. 3 - Станция, вид спереди, 3D модель;
фиг. 4 - Станция, вид сбоку, 3D модель;
фиг. 5 - Станция, аксонометрическая проекция, вид сзади сбоку, 3D модель;
фиг. 6 - Переносной пульт управления, вид спереди, 3D модель;
фиг. 7 - Фотография, насосно-аккумуляторный блок, в закрытом корпусе;
фиг. 8 - Фотография, переносной пульт управления, в закрытом корпусе, подключений к превентору;
фиг. 9 - Таблица, технические характеристики станции.
Спецификация:
1 - насосно-аккумуляторный блок;
2 - переносной пульт управления;
3 - внешний источник рабочей жидкости;
4 - всасывающая гидравлическая магистраль;
5 - кран шаровый;
6 - фильтр гидравлический;
7 - гидропневматический насос;
8 - напорная гидравлическая магистраль;
9 - кран высокого давления;
10 - манометр;
11 - первый пневмогидроаккумулятор;
12 - второй пневмогидроаккумулятор;
13 - обратная гидравлическая магистраль;
14 - пневматическая магистраль;
15 - кран шаровый;
16 - блок подготовки воздуха;
17 - фильтр пневматический;
18 - регулятор давления;
19 - манометр;
20 - пневмоглушитель;
21 - кран высокого давления;
22 - манометр гидравлический;
23 - гидрораспределитель двухсекционный;
24 - гидравлическая линия управления;
25 - предохранительный клапан;
26 - обратный клапан;
27 - вентиль игольчатый высокого давления;
28 - быстроразъемное соединение;
29 - гибкие рукава высокого давления;
30 - превентор.
Ниже описана гидропневматическая станция управления сдвоенным гидравлическим превентором «СГП-МИНИ-2» (далее станция) которая предназначена для управления превентором плашечным гидравлическим сдвоенным 30 (фиг. 8), типа ПП2Г-162×21 (далее превентор), оснащенным рабочими органами в виде двух плашечных затворов из пары глухих плашек, и пары трубных плашек, снабженных гидроприводами. Технические характеристики станции приведены на фиг. 9.
Станция состоит из двух основных узлов: насосно-аккумуляторного блока 1 и переносного пульт управления 2. Аккумулирование и подача рабочей жидкости, а также автоматическое поддержание рабочего давления рабочей жидкости осуществляется насосно-аккумуляторным блоком 1 (фиг. 1; 2; 3; 4; 5; 7), работа которого осуществляется за счет энергии сжатого воздуха пневматической системы (компрессора, ресивера) скважинного подъемника, за счет энергии сжатого воздуха пневматической системы иной техники предназначенной для проведения геофизических работ, исследований на скважинах, обслуживания и ремонта скважин. Распределение и контроль рабочей жидкости для открытия и закрытия гидроприводов сдвоенного превентора (управление глухими и трубными плашечными затворами) производится по команде с малогабаритного переносного пульта управления 2 (фиг. 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8), который размещается в удобном месте на площадке оператора (бурильщика) КРС. В качестве рабочей жидкости используется гидравлическое масло из гидравлической системы скважинного подъемника. При внештатной ситуации (в отсутствии подачи сжатого воздуха и/или в отсутствии подачи рабочей жидкости из гидравлической системы скважинного подъемника) работа и управление сдвоенным превентором осуществляется за счет запаса энергии сжатого воздуха пневмогидроаккумуляторов 11, 12 (фиг. 1), обеспечивающих не менее 4-х циклов открытия/закрытия плашечных затворов с необходимым усилием и скоростью.
Насосно-аккумуляторный блок 1 выполнен в закрытом корпусе, представляет собой компактный металлический блок. Габаритные размеры корпуса насосно-аккумуляторного блока 500×600×900 мм, снаряженная масса 135 кг. Насосно-аккумуляторный блок 1 содержит гидравлическую магистраль, состоящую из всасывающей гидравлической магистрали 4, подключаемой к внешнему источнику рабочей жидкости 3 (фиг. 1), напорной гидравлической магистрали 8 (фиг. 1), обратной гидравлической магистрали 13 (фиг. 1), пневматическую магистраль 14 (фиг. 1), кран шаровый 5 (фиг. 1), фильтр гидравлический 6 (фиг. 1), гидропневматический насос 7 (фиг. 1), кран шаровый высокого давления 9 (фиг. 1), манометр 10 (фиг. 1), первый пневмогидроаккумулятор 11, второй пневмогидроаккумулятор 12, кран шаровый 15 (фиг. 1), блок подготовки воздуха 16 (фиг. 1), пневмоглушитель 20 (фиг. 1), кран шаровый высокого давления 21 (фиг. 1; 6). Гидропневматический насос 7 соединен с всасывающей гидравлической магистралью 4, приспособленной для подключения к внешнему источнику 3 рабочей жидкости (подключение к баку гидравлической системы скважинного подъемника), соединен с напорной гидравлической магистралью 8 для подачи рабочей жидкости в пневмогидроаккумуляторы 11, 12 и в переносной пульт управления 2, соединен с пневматической магистралью 14, предназначенной для подачи сжатого воздуха от внешнего источника через блок подготовки воздуха 16 в гидропневматический насос 7. Пневмогидроаккумуляторы 11, 12 соединены с напорной гидравлической магистралью 8. Обратная гидравлическая магистраль 13, соединена с всасывающей гидравлической магистралью 4. Всасывающая гидравлическая магистраль 4 предназначена для подачи рабочей жидкости от внешнего источника, содержит кран шаровый 5 и фильтр гидравлический 6. Всасывающая гидравлическая магистраль 4, напорная гидравлическая магистраль 8, пневматическая магистраль 14 подключены к гидропневматическому насосу 7 с коэффициентом преобразования 1:25. Пневматическая магистраль 14 обеспечивает подключение к пневматической системе скважинного подъемника. Первый пневмогидроаккумулятор 11 подключен в напорную гидравлическую магистраль 8 для обеспечения автономной работы станции на четыре цикла без гидропневматического насоса 7. Рабочий гидравлический объем пневмогидроаккумулятора 11 от 20 л до 40 л. Кран шаровый высокого давления 9 установлен на напорной гидравлической магистрали 8 предназначенной для подачи рабочей жидкости от гидропневматического насоса 7 к первому пневмогидроаккумулятору 11. Манометр 10 предназначен для контроля давления в первом пневмогидроаккумуляторе 11. Второй пневмогидроаккумулятор 12, подключен в напорную гидравлическую магистраль 8 для обеспечения необходимой скорости работы гидроприводов превентора 30. Рабочий гидравлический объем пневмогидроаккумулятора 12 составляет 5 л. Пневматическая магистраль 14 предназначена для контроля, регулировки и подачи сжатого воздуха в гидропневматический насос 7. Пневматическая магистраль 14 содержит кран шаровый 15 на пневматической магистрали подачи воздуха, блок подготовки воздуха 16 рассчитанный на рабочее давление до 1,2 МПа, содержащий фильтры пневматические 17, регулятор давления 18 (от 0 до 1,2 МПа), предназначенный для настройки величины давления сжатого воздуха для подачи в гидропневматический насос 7, манометр 19 (от 0 до 1,6 Мпа) предназначенный для контроля величины давления сжатого воздуха для подачи в гидропневматический насос 7, пневмоглушитель 20 для сброса отработанного сжатого воздуха из гидропневматического насоса 7.
Переносной пульт управления 2 выполнен в закрытом корпусе. Представляет собой компактный ящик из коррозионностойкой стали искро-взрывобезопасного исполнения, в котором размещаются органы управления и контроля рабочей жидкости. Габаритные размеры корпуса переносного пульта управления 200×400×400 мм снаряженная масса 25 кг. Переносной пульт управления 2 соединен гибкими рукавами высокого давления 29 (фиг. 8) с напорной 8 и обратной 13 гидравлическими магистралями насосно-аккумуляторного блока 2. Возврат рабочей жидкости производится по обратной гидравлической магистрали 13 во всасывающую гидравлическую магистраль 4 на участок перед гидропневматическим насосом 7. Переносной пульт управления 2 содержит кран шаровый 21 высокого давления, установленный на входе напорной гидравлической магистрали 8 в корпус переносного пульта управления, манометр гидравлический 22 (от 0 до 25 Мпа) (фиг. 1; 6; 8), предназначенный для контроля давления в напорной гидравлической магистрали 8, гидрораспределитель двухсекционный 23 (фиг. 1; 6; 8), подключенный к напорной гидравлической магистрали 8, к обратной гидравлической магистрали 13, и к четырем гидравлическим линиям управления 24 (фиг. 1; 3; 5; 8). Переносной пульт управления 2 содержит предохранительный клапан 25 (фиг. 1), регулируемый на давление от 0 до 25 МПа. Напорная гидравлическая магистраль 8 через предохранительный клапан 25 соединена с обратной гидравлической магистралью 13, так что при превышении установленного давления рабочей жидкости, предохранительный клапан 25 перепускает рабочую жидкость из напорной гидравлической магистрали 8 в обратную гидравлическую магистраль 13. Обратные клапаны 26 (фиг. 1) установлены в обратной гидравлической магистрали 13 и на выходе к гидравлическим линиям управления 24. Вентиль игольчатый высокого давления 27 (фиг. 1) установлен в напорной гидравлической магистрали 8, предназначен для ручного сброса давления рабочей жидкости путем направления рабочей жидкости в обратную гидравлическую магистраль 13. Быстроразъемные соединения 28 (фиг. 8) предназначены для подключения рукавов высокого давления 29 (фиг. 8) на подачу рабочей жидкости в гидроприводы превентора 30 (фиг. 8). Применение быстроразъемных соединений 28 (БРС) позволяет сократить время подключения станции к превентору.
Станция обеспечивает дистанционное управление рабочими органами превентора, в том числе при отсутствии внешних источников гидравлической и пневматической энергии. Станция обеспечивает образование, аккумулирование и распределение энергии рабочей жидкости, по команде оператора (бурильщика) с переносного пульта управления 2, в гидравлические приводы рабочих органов превентора 30. Обеспечивается подача рабочей жидкости с требуемыми характеристиками в гидравлические приводы рабочих органов превентора 30. Станция содержит необходимый запасной объем рабочей жидкости для реализации функций превентора в случае срочной необходимости при отсутствии внешнего источника 3 рабочей жидкости, пневматической и гидравлической энергии. Станция позволяет нагнетать необходимое давление рабочей жидкости в напорной гидравлической магистрали 8 для получения требуемых усилий на гидроприводах превентора 30, осуществляя за короткое время (менее 10 сек) закрытие превентора и надежную герметичность плашечных затворов. Станция обеспечивает работу превентора 30 без электрической энергии и автоматически поддерживает необходимое давление в гидроприводах превентора 30.
Описание работы станции.
Насосно-аккумуляторный блок 1 устанавливают на скважинном подъемнике или иной технике используемой при обслуживании скважины. Насосно-аккумуляторный блок 1 выполнен в едином компактном закрытом корпусе, с габаритами 500×600×900 мм, и массой 135 кг, что позволяет легко разместить его на любой удобной площадке. Переносной пульт управления 2 устанавливают на пост оператора (бурильщика, каротажника), который ведет спускоподъемные операции на скважине. Перед запуском станции насосно-аккумуляторный блок 1 через всасывающую гидравлическую магистраль 4 подключают посредством РВД к гидравлическому баку 3 скважинного подъемника и через пневматическую магистраль 14 к внешнему источнику сжатого воздуха (ресиверу, компрессору на скважинном подъемнике). Переносной пульт управления 2 подключают к насосно-аккумуляторному блоку 1 двумя РВД (подключают напорную гидравлическую магистраль 8 и обратную гидравлическую магистраль 13) и подключают через быстроразъемные соединения 28 к гидроприводам превентора 30 четыре гидравлических линии управления 24. РВД с маркировкой: открытие глухих плашек, закрытие глухих плашек; открытие трубных плашек, закрытие трубных плашек.
После соединения РВД открывают кран шаровой 5 для подачи рабочей жидкости из гидравлического бака 3 через фильтр 6 в гидропневматический насос 7. Открывают кран шаровой 15 для подачи сжатого воздуха, который через блок подготовки воздуха 16, поступает с установленным значением давления сжатого воздуха в гидропневматический насос 7 и запускает его работу. Для установки требуемого давления рабочей жидкости производят настройку давления подачи сжатого воздуха регулятором давления 18, контроль давления сжатого воздуха осуществляют по манометру 19. Для подачи рабочей жидкости давлением 10 МПа устанавливается значение давления сжатого воздуха равным 0,4 МПа, так как коэффициент преобразования в применяемом в гидропневматическом насосе 7 равен 1:25. Сброс отработанного сжатого воздуха из гидропневматического насоса 7 производится через пневмоглушитель 20. После запуска гидропневматического насоса 7 открывают кран шаровой высокого давления 9, и производится зарядка рабочей жидкостью (установленного давления) пневмогидроаккумулятора 11 для обеспечения автономной работы при отключении внешних источников рабочей жидкости и сжатого воздуха. Контроль гидравлического давления зарядки пневмогидроаккумулятора 11 осуществляется по манометру 10. После установления заданного значения рабочего давления в напорной гидравлической магистрали и соответственно в пневмогидроаккумуляторах 11 и 12 гидропневматический насос 7 автоматически останавливается, кран высокого давления 9 закрывают, тем самым сохраняя запас гидравлической энергии в пневмогидроаккумуляторе 11. Открывают кран высокого давления 21, и рабочая жидкость поступает в переносной пульт управления 2. Так как давление начинает падать, гидропневматический насос 7 автоматически запускается, поддерживая заданное значение давления рабочей жидкости в напорной гидравлической магистрали 8. Давление рабочей жидкости в напорной гидравлической магистрали 8 пульта управления 2 контролируют по манометру 22. После установления на манометре 22 заданного рабочего давления пульт управления 2 управления готов к работе. Проверяют подключение гидравлических линий превентора 30 к гидравлическим линиям управления 24 на переносном пульте управления 2. РВД гидравлических линий превентора должны быть подключены через БРС 28 согласно маркировке: открытие глухих плашек, закрытие глухих плашек; открытие трубных плашек, закрытие трубных плашек.
Для открытия глухих плашек превентора рукоятку гидрораспределителя 23 переводят в положение «ГЛУХИЕ ОТКР» после чего производят визуальный контроль открытия глухих плашек на превентором 30 и ожидают установление рабочего давления на манометре 22 до требуемого значения. В это время гидропневматический насос 7 нагнетает рабочую жидкость в напорную гидравлическую магистраль 8. В случае если гидропневматический насос 7 отключен от внешнего источника рабочей жидкости и сжатого воздуха, открывают кран шаровой 9, и давление в напорной гидравлической магистрали поддерживается пневмогидроаккумулятором 11. Для закрытия глухих плашек рукоятку гидрораспределителя 23 переводят в положение «ГЛУХИЕ ЗАКР» после чего производят визуальный контроль закрытия глухих плашек на превенторе 30 и ожидают установление рабочего давления на манометре 22 до требуемого значения.
Аналогично, для открытия трубных плашек превентора 30 рукоятку гидрораспределителя 23 переводят в положение «ТРУБНЫЕ ОТКР», после чего производят визуальный контроль открытия трубных плашек на превенторе 30, и ожидают установление рабочего давления на манометре 22 до требуемого значения. Для закрытия трубных плашек превентора рукоятку гидрораспределителя 23 переводят в положение «ТРУБНЫЕ ЗАКР», после чего производят визуальный контроль закрытия трубных плашек на превенторе 30, и ожидают установление рабочего давления на манометре 22 до требуемого значения.
Защита от превышения рабочего давления рабочей жидкости в напорной гидравлической магистрали 8, гидравлических линиях управления 24, и соответственно в гидроприводах превентора 30 осуществляют регулируемым на заданное значение предохранительным клапаном 25. Для уменьшения времени закрытия или открытия плашек превентора 30 в напорной гидравлической магистрали 8 установлен вспомогательный пневмогидроаккумулятор 12. При работе гидроприводов превентора слив рабочей жидкости осуществляется по обратной гидравлической магистрали 13, которая через клапан 26 и РВД соединена с насосно-аккумуляторным блоком 1. Сброс давления рабочей жидкости в напорной гидравлической магистрали 8, гидравлических линиях управления 24 и соответственно в гидроприводах превентора 30 производят вентилем высокого давления 27. Для полного сброса давления рабочей жидкости в гидроприводах превентора 30 при открытом вентиле 27 все рукоятки гидрораспределителя 23 поочередно переводят в рабочие положения. В аварийном режиме, при отсутствии подачи сжатого воздуха и/или при отсутствии подачи рабочей жидкости от внешнего источника 3 (из бака скважинного подъемника) работа станции переводится в автономный режим. Для этого открывают кран высокого давления 9, и пневмогидроаккумулятор 11 создает заданное рабочее давление, контроль которого осуществляется по манометру 22 на переносном пульте управления 2.
Таким образом, гидропневматическая станция управления СГП-МИНИ-2 обеспечивает образование, аккумулирование и распределения рабочей жидкости под давлением для управления сдвоенным гидравлическим превентором при проведении ремонта скважин, и при проведении геофизических работ на скважине. СГП-МИНИ-2 обеспечивает работу превентора без электрической энергии и автоматически поддерживает необходимое давление в гидроприводах превентора. Обеспечено, удобство эксплуатации станции, за счет малых габаритов и веса, закрытого исполнения. Обеспечивается безопасность эксплуатации, отсутствуют взрывоопасные элементы электрооборудования и электрических цепей. Обеспечивается агрегирование с подъемниками скважинными.
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.