通用液密技術(shù)方案-油井防噴器計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT

1、油井防噴器計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT-2000A V3.0通用技術(shù)方案（液密封部分）保定市合力綜合技術(shù)有限公司前 言油井防噴器計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT-2000A V3.0可以完成井控設(shè)備檢測系統(tǒng)中的所有壓力測試功能。此系統(tǒng)由保定市合力綜合技術(shù)有限公司（原名保定市合力綜合技術(shù)研究所）在1998年首家開發(fā)研制成功，并成功地用于華北石油第二機械廠的出廠檢驗，從此把井控檢測系統(tǒng)由單板機時代推向工控計算機時代。我公司為適應(yīng)客戶的需求，通過不斷的硬件改進和軟件升級，系統(tǒng)性能日臻完善,現(xiàn)在油井防噴器計算機智能壓力測試系統(tǒng)軟件已升級到V3.0+版本。2000年，我公司率先把系統(tǒng)集成技術(shù)用于油井防噴器計

2、算機智能壓力測試系統(tǒng)的建設(shè)。以其先進的設(shè)計思想，一切為客戶著想的經(jīng)營理念贏得了石油系統(tǒng)中大量的客戶，市場占有率遙遙領(lǐng)先，并以其先進的技術(shù)獨領(lǐng)風(fēng)騷。由于每位客戶的現(xiàn)狀不同，設(shè)備配置千差萬別，我們有心為客戶按照系統(tǒng)集成的技術(shù)思路提供一套壓力測試系統(tǒng)方案，但很難適用于所有客戶，為此我們提供一套通用技術(shù)方案，供廣大用戶了解系統(tǒng)整體概況，明確設(shè)計思路，以便我們能夠更好地溝通交流，更好地利用系統(tǒng)集成的方法建設(shè)壓力測試系統(tǒng)，實現(xiàn)在最短的時間內(nèi)、最低的投入情況下達到最佳的效果。目 錄1概述2 系統(tǒng)設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計2.2子系統(tǒng)組成及功能2.2.1試壓檢測控制子系統(tǒng)2.2.2加壓控制子系統(tǒng)：2.2.3電氣

3、/液控制子系統(tǒng)2.2.4工業(yè)電視監(jiān)視子系統(tǒng)2.2.5 試壓及控制軟件系統(tǒng)3 系統(tǒng)特點3. 1數(shù)據(jù)采集快速準(zhǔn)確3. 2試壓過程自動化程度高3.3控制方式靈活3.4超壓保護3.5各種設(shè)備集中控制3.6監(jiān)視圖像清晰3.7對講系統(tǒng)3.8網(wǎng)絡(luò)功能3.9 安全措施齊全3.10 控制軟件3.11試壓過程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)4方案實施步驟和要求5 系統(tǒng)設(shè)備明細(xì)6 附件6.1計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT-2000A V3.0+設(shè)備外形圖6.2 軟件產(chǎn)品測試報告和登記證書1概述1.1 系統(tǒng)名稱油井防噴器計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT-2000A V3.0，以下簡稱IPT-2000A智能壓力測試系統(tǒng)。1.2應(yīng)用范圍鉆井公司、

4、井下作業(yè)公司、壓裂公司、試油、試采公司、管子站、生產(chǎn)廠、檢測站、檢測中心等需進行壓力測試的單位。1.3測試對象對油井防噴器（單、雙、環(huán)）、節(jié)流管匯、壓井管匯、閥門、井口設(shè)備、承壓工具進行強度試驗及液密封試驗。1.4壓力范圍加壓系統(tǒng)最大設(shè)計工作壓力可達300MPa以上，具體參數(shù)可根據(jù)用戶需求調(diào)整。1.5數(shù)據(jù)自動采集壓力測試系統(tǒng)可對被測工件試壓過程中各種試壓數(shù)據(jù)進行遠(yuǎn)程自動采集、顯示、記錄和存儲，并保證其可靠性和準(zhǔn)確性，其中壓力數(shù)據(jù)采集精度不低于0.2%。1.6試壓標(biāo)準(zhǔn)壓力測試系統(tǒng)過程控制符合SY行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家壓力容器檢測標(biāo)準(zhǔn)以及API規(guī)范中對承壓工件的檢測標(biāo)準(zhǔn)。1.7系統(tǒng)功能 1.7.1安全隔離

5、壓力測試系統(tǒng)可對防噴器液壓卡箍、防噴器系統(tǒng)、加壓泵、液控裝置及控制執(zhí)行機構(gòu)、攝像機等控制對象和試壓過程進行有效遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視，可實現(xiàn)操作人員與高壓現(xiàn)場完全隔離，保證操作人員的人身安全。1.7.2集中控制壓力測試系統(tǒng)將液壓控制、加壓泵組控制、卸壓閥組等控制有機地集成，設(shè)計在控制室中，實現(xiàn)集中控制，節(jié)省了人力，降低了勞動強度。該系統(tǒng)技術(shù)先進，自動化程度高，操作方便。1.7.3液路控制壓力測試系統(tǒng)通過控制液控裝置可滿足液壓卡箍控制，試壓管匯控制，液路強度/密封試驗及防噴器組合試驗（單、雙閘板和環(huán)形膠芯）的過程控制。1.7.4遠(yuǎn)程監(jiān)視壓力測試系統(tǒng)中的試壓監(jiān)視子系統(tǒng)可對試壓過程進行有效地全方位遠(yuǎn)程監(jiān)視和

6、控制，監(jiān)視圖像清晰，操作方便。1.7.5超壓保護 在試壓過程中，系統(tǒng)異常超壓時，壓力測試系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，屏幕出現(xiàn)提示，并自動停泵卸壓，保證人身設(shè)備安全，減少損失。2 系統(tǒng)設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成：Ø 試壓檢測控制子系統(tǒng)Ø 加壓控制子系統(tǒng)Ø 電氣/液控制子系統(tǒng)Ø 工業(yè)電視監(jiān)視子系統(tǒng)Ø 試壓及控制軟件系統(tǒng)IPT-2000A油井節(jié)流壓井管匯、防噴器智能壓力測試系統(tǒng)框圖水源加壓泵系統(tǒng)液密封專用試壓管匯試壓工件液壓卡箍液壓遠(yuǎn)控臺工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)IPT-2000A V3.0控制軟件數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)試壓安全警示系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理 2.2子系

7、統(tǒng)組成及功能 2.2.1試壓檢測控制子系統(tǒng)試壓檢測控制子系統(tǒng)是用于執(zhí)行和完成試壓工作的核心部分, 主要用于完成試壓檢測全過程，并對最終試壓結(jié)果進行打印輸出，保存等。試壓檢測子系統(tǒng)的性能直接影響到試壓系統(tǒng)的總體性能。根據(jù)試壓系統(tǒng)所要完成的工作可分為以下幾大部分。2.2.1.1數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)² 系統(tǒng)主控微機（配顯示器、打印機及配套外設(shè)）：工控機采用P4，主板選型留有備用插槽及接口。² 輸入輸出接口系統(tǒng)： 采用專用光電隔離接口模塊，電源及板卡等完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程。² 壓力傳感器：壓力傳感器的采集精度為0.1%，并配高精度傳感器電源，其紋波電壓1mv。數(shù)據(jù)采集精度不低于

8、0.2%，采樣速度20kHz。2.2.1.2遠(yuǎn)程手動控制伺服子系統(tǒng)：遠(yuǎn)程手動控制按鈕、切換開關(guān)及繼電器、接觸器等控制元件裝于主控柜內(nèi)。配合數(shù)字顯示表，可實現(xiàn)手動對試壓泵控制，試壓管匯控制，液控裝置控制，防護裝置控制，閉鎖聯(lián)動控制、超壓報警及保護控制等多路控制。2.2.2加壓控制子系統(tǒng)：加壓控制子系統(tǒng)液密封試壓加壓部分主要由試壓泵、試壓管匯和試壓管線等組成，其主要完成液密封試壓的加壓、保壓及卸荷等功能。Ø 液密封試壓加壓框圖B2 C2停泵卸荷 閥單流閥試壓卸荷閥手動卸荷 閥液控隔離 閥水 源加壓泵加壓泵B1 C1試壓工件試壓管匯加壓控制子系統(tǒng)框圖2.2.3電氣/液控制子系統(tǒng)由于防噴器閘

9、板/膠芯的開關(guān)控制及卸荷閥等均采用液壓驅(qū)動方式,故在試壓系統(tǒng)中配置液控站來完成防噴器閘板/膠芯及卸荷閥的動作。液控站由電/液/氣控制閥組及液控裝置等組成，試壓檢測系統(tǒng)通過對液控裝置的控制來完成對整個試壓過程的控制。該液控裝置可滿足試壓管匯控制，防噴器組合試驗（單、雙閘板和環(huán)形膠芯），并預(yù)留備用控制回路?？刂葡到y(tǒng)示意圖如圖所示：液控系統(tǒng)示意圖2.2.4工業(yè)電視監(jiān)視子系統(tǒng)工業(yè)電視監(jiān)視子系統(tǒng)可實現(xiàn)全方位過程監(jiān)視和控制，視頻顯示器圖像清晰，操作方便，并且圖像可記錄在服務(wù)器硬盤。為保存永久記錄，可以將硬盤上的圖像文件轉(zhuǎn)存到另外的存儲介質(zhì)上長期保存?zhèn)洳?。監(jiān)視系統(tǒng)主要由工業(yè)級監(jiān)視器、視頻服務(wù)器、工業(yè)化彩色一

10、體化攝像機、垂直升降及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)等組成。其組成如圖所示：試壓工件視頻顯示 器視頻服務(wù)器圖像轉(zhuǎn)存圖像記錄升降及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)2.2.4.1視頻服務(wù)器一臺視頻服務(wù)器，可記錄4臺攝像機80天的工況（每天8小時），并且可進行多畫面顯示。攝像機的圖像在監(jiān)視器上直接顯示，嵌套的視頻軟件能控制攝像機的變焦、光圈和參數(shù)設(shè)置及云臺的轉(zhuǎn)動、俯仰。2.2.4.2攝像機攝像機為彩色一體化攝像機，可變自動光圈，自動調(diào)焦，自動白平衡，帶有電動云臺，防護罩，同步照明。2.2.4.3升降及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠通過升降及旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)攝像機全方位移動，以取得對泄漏點的最佳觀測角度。2.2.5 試壓及控制軟件系統(tǒng)試壓及控制軟件系統(tǒng)

11、是保證整個井控裝備試壓監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得以順利運行的關(guān)鍵所在。整套系統(tǒng)軟件包括IPT2000A V3.0+專用試壓軟件、數(shù)據(jù)采集及輔助試壓設(shè)備控制軟件及歷史數(shù)據(jù)管理軟件等。2.2.5.1軟件環(huán)境本系統(tǒng)軟件V3.0的運行環(huán)境為Windows98平臺，采用C+語言進行程序開發(fā)，采樣周期0.05ms，采用專用數(shù)據(jù)庫獨立開發(fā)。2.2.5.2軟件功能系統(tǒng)軟件的開發(fā)使井控裝備試壓監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集等全面實現(xiàn)自動控制的功能，更方便了試壓信息的處理和管理、試壓報告生成及打印輸出等。以下為試壓過程中部分操作控制界面和輸出的中英文報告單：3 系統(tǒng)特點3. 1數(shù)據(jù)采集快速準(zhǔn)確數(shù)據(jù)采集可快速有效地完成對各種試壓數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)

12、程自動采集，其中壓力數(shù)據(jù)采樣周期為0.05ms，較之其它軟件的1ms時基更加快速可靠，從而來保證采樣的及時性。采用高精度壓力傳感器和與之配套的高精度、高穩(wěn)定度的紋波電壓小于1mv的傳感器專用電源，以此來保證了壓力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，降低了電源污染和紋波對自動控制的擾動，大大提高了試壓自動化的可靠性。3. 2試壓過程自動化程度高試壓過程可根據(jù)選定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)編程自動試壓，并可定義非常規(guī)產(chǎn)品的試壓過程，對試驗數(shù)據(jù)進行實時記錄，試壓結(jié)束后可自動生成試壓報告，以便打印或存儲，且報告一旦生成不可更改，保證數(shù)據(jù)的真實有效。3.3控制方式靈活試壓系統(tǒng)控制方式采用手/自動兩種控制方式，一種是計算機編程自動控制；另

13、一種是借助監(jiān)視器上被測工件的圖像和機柜上數(shù)字壓力表顯示數(shù)據(jù)，人工手動控制，適用于小批量無報告的試壓，方便迅速。3.4超壓保護試壓系統(tǒng)設(shè)有超壓保護系統(tǒng)，當(dāng)加壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，異常超壓時工業(yè)計算機自動智能識別，自動卸壓，有效保障試壓過程中人員和設(shè)備的安全無憂。在加壓系統(tǒng)中還可引入高壓溢流閥，根據(jù)設(shè)定壓力雙重保證試驗系統(tǒng)壓力在控制范圍內(nèi)。3.5各種設(shè)備集中控制系統(tǒng)控制臺可對卡箍、卸荷閥、液控裝置、壓力泵等現(xiàn)場試壓設(shè)備實現(xiàn)集中控制，操作員在主控制室就可以操作控制試壓過程中所有相關(guān)設(shè)備，解決了異地操作不便的問題。3.6監(jiān)視圖像清晰試壓監(jiān)視系統(tǒng)采用高清晰度彩色一體化攝像機，配以云臺和升降及旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，對試壓工

14、件進行全方位無盲點監(jiān)視，確保操作人員與試壓工件在安全隔離時也能觀察到任何細(xì)小的油、水卸漏情況。3.7對講系統(tǒng)為方便現(xiàn)場工作人員與操作室工作人員之間聯(lián)系，有利于試壓安全生產(chǎn)的有序進行，提高工作效率，系統(tǒng)設(shè)計納入了對講系統(tǒng)。3.8網(wǎng)絡(luò)功能為便于生產(chǎn)管理，檔案管理和質(zhì)量監(jiān)督，可遠(yuǎn)程監(jiān)視試壓人員的工作進程和現(xiàn)場情況?？梢愿鶕?jù)用戶目前的現(xiàn)狀，安裝網(wǎng)絡(luò)管理功能模塊。 3.9 安全措施齊全 一是系統(tǒng)在操作臺可對防噴器系統(tǒng)、加壓泵、液控裝置及控制執(zhí)行機構(gòu)、攝像機等控制對象和試壓過程進行有效控制和監(jiān)視，可實現(xiàn)操作人員與高壓現(xiàn)場完全隔離，保證操作人員的人身安全。二是系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視功能，從而保證操作人員的安

15、全。 3.10 控制軟件系統(tǒng)中控制軟件設(shè)計合理，功能完善，符合軟件工程規(guī)范。是我國石油系統(tǒng)試壓軟件中唯一通過了國家軟件中心的測評的軟件，能有效的實現(xiàn)和完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、控制、顯示、存儲和處理，能夠?qū)⒃噳哼^程中的信息自動生成報告，具有中英文兩種打印輸出格式。3.11試壓過程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的壓力測試過程控制、數(shù)據(jù)采集及報告符合SY5053.1和API產(chǎn)品規(guī)范要求。4方案實施步驟和要求方案實施規(guī)劃表序號項 目內(nèi) 容計 劃 時 間實 施 部 門配 合 部 門備 注前期第1月第2月第3月結(jié)束1技術(shù)要求需方*2技術(shù)方案保定合力3實施方案、合同保定合力需方4配套采購保定合力配套供應(yīng)商5生產(chǎn)、制作保定合力

16、6調(diào)試保定合力7配套基建完工、設(shè)備就位需方8運輸保定合力9現(xiàn)場安裝保定合力需方10調(diào)試培訓(xùn)保定合力需方11驗收保定合力需方12用戶手冊及使用說明書保定合力*注：需方應(yīng)提供以下條件：1、試壓場地的平面布置圖和新廠房的平面布置圖；2、提供足夠容量的電源、氣源、水源、液壓源和現(xiàn)場照明；3、控制室、防護墻（坑）及行吊、軌道車等；我公司可提供整體方案集成設(shè)計，以及制造、采購配套和施工服務(wù)的一攬子交鑰匙方式。5 系統(tǒng)設(shè)備明細(xì)計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT-2000A V3.0設(shè)備明細(xì)系統(tǒng)類別系統(tǒng)項目項 目 明 細(xì)數(shù)量備注系統(tǒng)硬件檢測控制子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集控制子系統(tǒng)1套遠(yuǎn)程手動控制伺服子系統(tǒng)1套試壓檢測輔助裝置伺

17、服子系統(tǒng)1套工業(yè)監(jiān)視子系統(tǒng)監(jiān)視器，云臺控制器，畫面分割器1套升降，旋轉(zhuǎn)，同步照明控制硬盤錄像選擇項加壓控制子系統(tǒng)高壓小排量與低壓大排量組合，高壓采用氣驅(qū)動液泵1套電氣/液控制子系統(tǒng)各液動元件控制，液控裝置氣液轉(zhuǎn)換控制1套遠(yuǎn)控臺改造選擇專用液壓站液動開關(guān)控制，液動卸荷控制卡箍液動控制電纜及輔助材料1套系統(tǒng)軟件IPT-2000A測控系統(tǒng)軟件歷史數(shù)據(jù)管理軟件監(jiān)視系統(tǒng)控制軟件1套1套1套專用工裝液壓卡箍根據(jù)用戶測試設(shè)備型號選擇選擇項盲板法蘭根據(jù)用戶測試設(shè)備型號選擇選擇項服務(wù)承諾：1、免費培訓(xùn)用戶操作人員2名和維修人員1名。（食宿費自理）2、免費同樣操作項目的軟件升級。6 附件 6.1計算機智能壓力測試系統(tǒng)IPT-2000A V3.0設(shè)備外形圖 立式主控機柜右側(cè)區(qū)域是工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。功能是觀察試壓現(xiàn)場和防噴器油水泄漏情況。左側(cè)區(qū)域是工業(yè)計算機測控系統(tǒng)。功能是采集記錄防噴器試壓過程中的壓力數(shù)據(jù)，并自動生成試壓報告。臥式主控機柜上部右側(cè)區(qū)域是工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)。配備17寸工業(yè)液晶監(jiān)視器，對應(yīng)下部按鈕及鍵盤用于控制監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備。上部左側(cè)區(qū)域是工業(yè)計算機測控系統(tǒng)。配備17寸工業(yè)液晶顯示器，對應(yīng)下部按鈕及鍵盤用于控制