目前,国内现场使用的控制装置,它们的工作原理与结构组成以及操作要领基本相同,操作者使用具体设备时可按设备说明书的提示,熟悉结构,正确操作。
FKQ4805型控制装置是国内常用的一种类型。图2-5-7和图2-5-8为该装置组成示意图和工作原理。
图2-5-7 FKQ4005A蓄能器装置组成示意图
1—分水滤气器;2—油雾器;3—气路旁通截止阀;4—压力继气器;5—气泵进气阀;6—气泵;7—气泵进油阀;8—滤清器;9—单向阀;10—电泵;11—压力继电器;12—电控箱;13—电泵进油阀;14—滤清器;15—单向阀;16—截止阀;17—蓄能器安全阀;18—精滤器;19—手动减压阀;20—单向阀;21—旁通阀;22—换向阀;23—二位汽缸;24—管汇安全阀;25—泄压阀;26—精滤器;27—手动减压阀;28—蓄能器压力表;29—闸板防喷器供油压力表;30—环形防喷器供油压力表;31,32,33,34,35,36—空气调压阀;37—蓄能器钢瓶;38,39—截止阀;40—接线盒。
控制对象是指该装置所能控制的液压防喷器等液动机构的数量。该控制装置可以控制一台环形防喷器;一台双闸板防喷器;一个液动阀;一个备用控制线路,共计可控制4个对象。
该装置的蓄能器由10个立式钢瓶组成,单瓶公称容积40升,因此蓄能器公称总容积为400升。井口防喷器开关动作所需的压力油由蓄能器提供,蓄能器所储存的压力油则由电泵或气泵供应与补充。
电泵一台,电源由井场发电机组提供并由压力继电器实行自动控制,压力继电器上限压力调定为21MPa,下限压力调定为18MPa。当蓄能器油压升至21MPa时,压力继电器自动切断电源,电泵停止工作;当蓄能器油压降至18MPa时,压力继电器自动接通电源,电泵启动运转,蓄能器里液压油的油压始终保持在18~21MPa范围内。
气泵两台作为备用、辅助泵使用。气源来自井场钻机气控系统制备的压缩空气。0.65~0.8MPa压力的压缩空气经分水滤气器、油雾器、压力继气器、气泵进气阀进入气泵。压力继气器对气泵的启停进行自动控制,控制压力调定为21MPa。当蓄能器油压过低时,压力继气器接通气源,气泵运转;当蓄能器油压升至21MPa时压力继气器切断气源,气泵停止工作。
蓄能器的压力油流经截止阀,一路经精滤器、气动减压阀输至控制环形防喷器的换向阀;另一路则经精滤器、手动减压阀、单向阀输至控制诸闸板防喷器的换向阀管汇。
该装置所控制的5个对象分别由相应的换向阀操纵,扳动换向阀手柄使之处于开位或关位即可使井口环形防喷器、闸板防喷器、液动阀开关动作。换向阀手柄连接有二位气缸,因此可在遥控装置上操纵气控阀件遥控换向阀手柄,实现井口防喷器开关动作。
图2-5-8 FKQ4005工作原理
闸板防喷器与环形防喷器供油管路上装有减压阀,其二次油压(输出油压)调定为10.5MPa。当闸板防喷器的闸板遇阻,10.5MPa的油压推不动闸板时,可手动操纵旁通阀或在遥控装置上遥控旁通阀使之处于开位,直接利用蓄能器里18~21MPa的高压油迫使闸板动作。
电泵通向蓄能器的管路上装有蓄能器安全阀,藉以保护蓄能器。蓄能器安全阀调定开启压力24MPa。环形防喷器的减压阀管路上装有管汇安全阀,藉以保护高压管路。管汇安全阀调定开启压力36.5MPa。(www.xing528.com)
控制闸板防喷器的换向阀供油管路上装有泄压阀。当控制装置停用搬迁时,利用泄压阀将蓄能器里的压力油排回油箱。
电泵、气泵的进油管路上都装有进油阀与滤清器,输出管路上装有单向阀。
蓄能器的钢瓶里装有充氮胶囊,钢瓶下部装有截止阀,单瓶检修时不影响整套系统工作。
蓄能器装置上除气源压力表外还装有3个油压表,即蓄能器压力表、环形防喷器供油压力表、闸板防喷器供油压力表。为使遥控装置上的操作者能随时了解蓄能器装置上的油压变化情况,蓄能器装置上装有3个气动压力变送器。气动压力变送器的作用是将油压的变化转变为气压讯号。气管线将气压讯号传输至遥控装置上的二次仪表,由二次仪表显示油压值。
油箱容积850升,液压油选用20号液压油或22号汽轮机油,北方冬季选用低凝液压油。
电泵进油管路上设计有外接油口并备有软管附件,可将油桶中的油抽入油箱。
该装置有制备36.5MPa高压油的能力,以便为井场其他设施与工具提供压力试验的油源。制备高压油的操作要领是:将电泵与气泵输油管线汇合处的截止阀关闭;开启旁通阀;打开气泵进气管路上的旁通截止阀;开启气泵进气阀;气泵运转。就可以得到高达36.5MPa的压力油。油路恢复常态的操作要领是:关闭气泵进气阀,气泵停止运转;关闭气泵进气管路上的旁通截止阀;打开泄压阀,当闸板防喷器供油压力表显示10.5MPa时即关闭泄压阀;关闭旁通阀;打开气泵与电泵输油管线交汇处的截止阀;一切恢复正常。气泵输油管线上设计有外接油口,可临时连接高压管线将高压油引出;亦可将备用液压源的高压油引入。
蓄能器装置保护房的房顶可以液控打开,以便于维修蓄能器钢瓶。蓄能器进出油的主管路上设置有2个截止阀组成的液压支路,利用该支路的油压推动房顶的二位气缸使房顶打开与关闭。
遥控装置由气控阀件组成,利用压缩空气遥控蓄能器装置上的5个换向阀以及旁通阀。气源仍然来自钻机气控系统。压缩空气经分水滤气器、油雾器、气源总阀进入诸空气换向阀。当需井口防喷器开关动作时,司钻一手扳动气源总阀手柄;另一手操纵相应空气换向阀手柄使压缩空气输往蓄能器装置上的二位气缸,推动换向阀手柄动作。
通常,井口防喷器的开关动作都是由司钻在钻台上遥控操作的,只是在气控失灵或是井口严重井喷,钻台上不能容人时才在地面蓄能器装置上操作控制。务请注意:在钻台上操作遥控装置只能使蓄能器装置上的换向阀处于开位或关位,却不能使之处于中位。
遥控装置上的空气换向阀都设有弹簧复位机构,操作者动作完毕松手后,空气换向阀会自动恢复中位,蓄能器装置上二位气缸里的压缩空气立即逸入大气,因此蓄能器装置上的换向阀随时可以手动操作。这样就保证了遥控装置与蓄能器装置对井口防喷器的控制各自独立,互不干涉。
操作者在遥控装置上同时操作气源总阀与空气换向阀时才能对蓄能器装置实行遥控。这样就避免了由于偶然碰撞、扳动空气换向阀手柄而引起井口防喷器误动作事故。
遥控装置上装有4个压力表,显示气源气压、环形防喷器液控油压,闸板防喷器液控油压以及蓄能器油压。
遥控装置上的防喷器开关位置显示器可以指示井口防喷器的开关工况。
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