專利名稱：井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)，屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油氣田的防噴器控制系統(tǒng)是多系統(tǒng)控制工作模式，各個(gè)分系統(tǒng)的工作狀態(tài)是否處于良好，對(duì)防噴器的使用和控制至關(guān)重要的。而系統(tǒng)中大量使用液、氣元件，只要一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障將可能使井控作業(yè)失敗。因此，現(xiàn)場(chǎng)井控作業(yè)中的控制可靠性成為最大的不確定因素，給油氣生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)井控風(fēng)險(xiǎn)。再則液壓、氣動(dòng)傳驅(qū)和控制系統(tǒng)在石油工程裝備中特別是井控裝置控制系統(tǒng)中占有極其重要的地位，其失效率比較高，經(jīng)常需要維修。然而受諸因素的制約，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)油田企業(yè)對(duì)液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)的修理僅停留在經(jīng)驗(yàn)修理階段，無(wú)法準(zhǔn)確地把握故障點(diǎn)，各類液壓元件修理無(wú)法判斷是否達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)，僅將元件多次裝入系統(tǒng)中進(jìn)行在線試驗(yàn)，觀察系統(tǒng)是否正常工作來(lái)進(jìn)行判斷。這種做法既不科學(xué)，也不安全， 更是費(fèi)工費(fèi)時(shí)，難以滿足裝備對(duì)快速保障的要求，極易造成重大損失。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)象，本實(shí)用新型提供一種井控裝置液氣元件綜合檢測(cè)設(shè)備，以滿足涉及液壓、氣動(dòng)元件設(shè)備檢修的需要。技術(shù)解決方案是一種井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)，包括液壓元件檢測(cè)單元、氣動(dòng)元件檢測(cè)單元、 電氣控制單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元；所述液壓元件檢測(cè)單元包括順序連接的油箱、泵組、油液過(guò)濾器、液壓方向控制器，以及被試閥件檢測(cè)工作臺(tái)、被試泵馬達(dá)對(duì)拖裝置和壓力傳感器，所述被試泵馬達(dá)對(duì)拖裝置配有模擬負(fù)載發(fā)生裝置，所述液壓方向控制器的出口連接被試閥件和被試泵，擇一向被試閥件或被試泵供油；由壓力傳感器檢測(cè)被試閥件或被試泵的試驗(yàn)壓力；所述泵組包括并聯(lián)的A高壓泵機(jī)組、B高壓泵機(jī)組、供油泵機(jī)組、控制泵機(jī)組；所述油箱配有溫度控制器；所述氣動(dòng)元件檢測(cè)單元報(bào)括順序連接的空氣壓縮機(jī)組、空氣過(guò)濾器、氣體緩沖器、 空氣干燥器、被試元件檢測(cè)工作臺(tái)，所述被試元件檢測(cè)工作臺(tái)配有模擬負(fù)載發(fā)生裝置、增壓機(jī)、壓力傳感器；由壓力傳感器檢測(cè)被試元件的試驗(yàn)壓力；所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元采集并處理上述壓力傳感器的信號(hào)數(shù)據(jù)，顯示和記錄輸出信號(hào)；所述電氣控制單元包括動(dòng)力配電裝置、PLC控制器、執(zhí)行器；由動(dòng)力配電裝置向上述各單元的動(dòng)力負(fù)載供電，由PLC控制器和執(zhí)行器控制各單元的動(dòng)力負(fù)載的工作順序。用上述系統(tǒng)模擬液氣動(dòng)元件的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行離線檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷元件的安全性能，克服了常規(guī)在線試驗(yàn)的弊端，既安全、又省時(shí)。


3[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖圖2是液壓元件檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)圖圖3是氣動(dòng)元件檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)圖圖4是油箱溫度控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖5是氣體過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖圖6是動(dòng)力配電圖圖7是部分PLC基本控制原理圖圖8是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)硬件配置框圖圖9是計(jì)算機(jī)軟件流程圖圖2、圖3中代號(hào)含義1、主油泵2、單向閥3、濾油器4、調(diào)速閥5、電磁換向閥 6、比例溢流閥7、溫度傳感器8、壓力表9、壓力傳感器10、溢流閥 11、補(bǔ)油泵12、控制油泵13、流量計(jì)14、
微流量計(jì)15、被試泵16、被試馬達(dá)17、單向閥組18、控溫水箱19、冷卻器20、被試油缸21、氣驅(qū)三位四通轉(zhuǎn)閥 22、電磁氣體換向閥23、電磁截至閥24、壓縮機(jī) 25、儲(chǔ)氣瓶26、過(guò)濾器27、干燥器28、增壓機(jī)29、壓力表30、壓力傳感器、31、溫度傳感器32、電磁截止閥33、氣動(dòng)截止閥 34、調(diào)速閥35、比例調(diào)壓閥 36、流量計(jì)37、電磁換向閥38、被試氣馬達(dá) 39、馬達(dá)輸出軸連接器 40、被試氣缸 41、單流閥。
具體實(shí)施方式
本系統(tǒng)由兩大系統(tǒng)、六個(gè)單元組成，兩大系統(tǒng)即液壓元件檢測(cè)系統(tǒng)和氣動(dòng)元件檢測(cè)系統(tǒng)。六個(gè)單元是液壓元件檢測(cè)單元、氣動(dòng)元件檢測(cè)單元、介質(zhì)參數(shù)控制單元、電氣控制單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元和輔助裝置。根據(jù)國(guó)內(nèi)多家液氣元件和井控裝置系統(tǒng)生產(chǎn)廠家近幾年來(lái)制造的同類設(shè)備和液氣元件，對(duì)國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)相同試驗(yàn)裝置的文獻(xiàn)資料，技術(shù)參數(shù)，綜合國(guó)內(nèi)外液壓元件檢測(cè)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)適合井控裝置控制系統(tǒng)和油田工程液氣傳驅(qū)設(shè)備中使用的液氣元件檢測(cè)的綜合檢測(cè)系統(tǒng)方案。參見(jiàn)圖1，系統(tǒng)分為液壓元件檢測(cè)子系統(tǒng)、氣動(dòng)元件檢測(cè)子系統(tǒng)和介質(zhì)參數(shù)控制單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元、電氣控制單元、輔助裝置六部分組成，其中(1)液壓元件檢測(cè)單元主要由以下幾個(gè)部份組成油箱，A高壓泵機(jī)組、B高壓泵機(jī)組、供油泵機(jī)組，控制泵機(jī)組，油液過(guò)濾系統(tǒng)、液壓方向控制系統(tǒng)、被試泵和馬達(dá)對(duì)拖系統(tǒng)，模擬負(fù)載系統(tǒng)；(2)氣動(dòng)元件檢測(cè)單元空氣壓縮機(jī)組、低壓氣體緩沖裝置、模擬負(fù)載系統(tǒng)；(3)介質(zhì)參數(shù)控制單元溫度控制模塊，油液過(guò)濾模塊、氣體過(guò)濾模塊；(4)電氣控制單元?jiǎng)恿ε潆娤到y(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)；(5)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元參數(shù)傳感器、數(shù)字顯示器、計(jì)算機(jī)及其軟件；[0037](6)輔助裝置工作房、測(cè)試工件載物工作臺(tái)(液壓元件載物工作臺(tái)和氣動(dòng)元件載物工作臺(tái)、控制室(含控制臺(tái))、工具備件臺(tái)、液氣工作接口組、備件部件固定平臺(tái)、管道系統(tǒng)、吊裝裝置。系統(tǒng)通過(guò)管路，線路、氣路、機(jī)械結(jié)構(gòu)將各部件連接成整體，形成完善的系統(tǒng)。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定是根據(jù)國(guó)內(nèi)外石油工程企業(yè)能夠涉及到的液、氣壓元件的類型和參數(shù)，確定液、氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下系統(tǒng)泵站壓力31. 5 MPa[0042]系統(tǒng)泵站流量>160L/min[0043]控制油源壓力0-10 MPa[0044]控制油源流量15L/min[0045]供油壓力0-3 MPa[0046]供油流量120L/min[0047]油液過(guò)濾精度< IOum[0048]冷卻水流量>600L/min[0049]空氣系統(tǒng)壓力IMPa[0050]空氣流量5500NL/min[0051]空氣等熵指數(shù)1. 40[0052]空氣過(guò)濾精度^ 0. 01[0053]空氣露點(diǎn)-50 °C[0054]排氣含油量>3ppm以上參數(shù)基本覆蓋了石油工程設(shè)計(jì)油、氣傳驅(qū)和控制系統(tǒng)中所有液、氣元件的額定工況。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，參見(jiàn)圖2 (1)液壓系統(tǒng)的方案確定根據(jù)液壓元件試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中各試驗(yàn)回路進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，如圖2所示檢測(cè)系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)液壓泵，液壓馬達(dá)，液壓閥和液壓缸的出廠試驗(yàn)。(2)液壓系統(tǒng)的工作原理Q換向閥試驗(yàn)。用閥板(板式閥)或管路(管式閥)將被試閥安裝于系統(tǒng)中，將
被試換向閥5x替換系統(tǒng)中的閥5，閥的出液口分別與模擬負(fù)載油路的"A "、“B"相連。由柱塞油泵組成的系統(tǒng)泵站為其供油；通過(guò)油路中的4-1和4-2兩個(gè)調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)口和旁路調(diào)速，控制進(jìn)入被試閥的流量；由6-2調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口壓力；用模擬負(fù)載油路中的10-3和10-4 兩個(gè)溢流閥為其加載；由9-1、9-5和9-6、9-2分別采集換向閥的進(jìn)出口壓力和背壓；由流量計(jì)13-2測(cè)量其流量；由7-1測(cè)量其進(jìn)口油溫。防噴器控制裝置的氣驅(qū)(或電驅(qū))三位四通轉(zhuǎn)閥試驗(yàn)時(shí)，由22控制氣體方向驅(qū)動(dòng)氣缸使21轉(zhuǎn)動(dòng)換向，通過(guò)氣體進(jìn)出口壓力傳感器測(cè)量壓差和閥柄臂長(zhǎng)計(jì)算三位四通閥的開關(guān)力矩。對(duì)于板式安裝和管式安裝的閥測(cè)試時(shí)，分別接至5-1或5-2。[0062]②壓力控制閥、流量控制閥和單向閥的試驗(yàn)。用閥板(板式閥)或管路(管式
閥)將被試閥安裝于系統(tǒng)中，將被試閥5x替換閥5，使進(jìn)口與調(diào)速閥4-1的出口相通，出口與比例溢流閥6-1 (開至最大)的進(jìn)口相通。若試驗(yàn)分流閥，將其另一出口連到"L"位，打開截至閥23-1，用管路將其外控口與系統(tǒng)的"K" 口連接，由控制泵12為其提供控制油液。φ液壓泵試驗(yàn)。將被試液壓泵15χ取代系統(tǒng)中的15，由馬達(dá)16驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。馬
達(dá)的進(jìn)出口與系統(tǒng)中的換向閥5的出油口相連，用補(bǔ)油泵11為被試泵提供進(jìn)油；由6-3為其加載；由整流閥組17，實(shí)現(xiàn)被試泵正反轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)出油，而不需要換向閥；由7-2測(cè)量被試泵的進(jìn)出口油溫；由9-3、9-4分別測(cè)量其進(jìn)出口壓力；由13-1測(cè)量其流量；由轉(zhuǎn)速扭矩儀 "Μ"測(cè)量其轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)功率。電動(dòng)柱塞泵試驗(yàn)時(shí)，被試泵15-Χ替換油泵15，出口接測(cè)試回路，入口直接接到油箱吸油口 W或接到X端。(J)液壓馬達(dá)試驗(yàn)。將被試馬達(dá)取代系統(tǒng)中的16，由泵15作為其輸出軸負(fù)載；調(diào)
整6-3增建負(fù)載載荷；由換向閥5為其供油和換向；由9-1和9-2測(cè)量其進(jìn)出口壓力；由 13-2測(cè)量其出口流量；由微流量計(jì)14測(cè)量其泄漏量；由轉(zhuǎn)速扭矩儀"Μ"測(cè)量其輸出轉(zhuǎn)速和功率。 油缸試驗(yàn)。將被試缸20的進(jìn)出口和換向閥5的出口相連。調(diào)節(jié)4-1和4_2
改變其運(yùn)動(dòng)速度，由9-1和9-2測(cè)量其進(jìn)口壓力和背壓。根據(jù)油缸試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，油缸出廠試驗(yàn)不包括對(duì)頂試驗(yàn)。氣動(dòng)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，參見(jiàn)圖3 氣動(dòng)系統(tǒng)的工作原理φ氣馬達(dá)試驗(yàn)。被試氣馬達(dá)38進(jìn)出口接至換向閥37-1出口，為被試馬達(dá)供氣，
切換閥37-1可改變進(jìn)氣方向使馬達(dá)正反轉(zhuǎn)；輸出軸通過(guò)連接器39與液壓系統(tǒng)油泵輸入軸連接，驅(qū)動(dòng)油泵15工作，負(fù)荷加載與油泵試驗(yàn)性同，調(diào)解流量閥35-2控制馬達(dá)背壓，通過(guò) 29-2、31-2測(cè)量入口壓力和溫度，29-3測(cè)量出口背壓，36-1可以測(cè)量輸入氣體流量。運(yùn)用系統(tǒng)可以檢測(cè)氣馬達(dá)的輸入功率、輸出功率、最佳驅(qū)動(dòng)氣壓、額定耗氣量、氣體流量與輸出轉(zhuǎn)速關(guān)系等。φ單、雙向氣缸試驗(yàn)。被試氣缸17出入口接至電磁換向閥37-2的出口。通過(guò)
換向閥37-2換向，可使氣缸不同方向進(jìn)氣。調(diào)節(jié)調(diào)速閥34-1、34-2調(diào)節(jié)氣缸運(yùn)動(dòng)速度，調(diào)節(jié)35-1、35-2輸入壓力和被壓，通過(guò)檢測(cè)出入口壓差可以得到氣缸推力。@換向閥試驗(yàn)。用集成塊(板式安裝閥)或管路(管式閥)將被試閥安裝于系統(tǒng)
中，替換換向閥37-2，被試閥的輸出口分別與模擬負(fù)載氣路的"Α "、“B"相連。通過(guò)氣路中的345-1和34-2兩個(gè)調(diào)速閥實(shí)現(xiàn)進(jìn)口和旁路調(diào)速，控制進(jìn)入被試閥的流量；由35-1調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口壓力；用模擬負(fù)載氣路中的35-3和35-4兩個(gè)溢流閥為其加載；由30-2、30-4分別采集換向閥的進(jìn)出口壓力和背壓；由流量計(jì)36-1測(cè)量其流量；由31-2測(cè)量其進(jìn)口油溫。@氣液泵。氣液泵進(jìn)氣口接37-3的“P” 口，出口接37-3的“T” 口，進(jìn)油口接
油箱的“W”，出油口接油路系統(tǒng)的5-2 "T ”口，調(diào)節(jié)油路系統(tǒng)6-1加載，通過(guò)油路系8-2和 13-2測(cè)量氣液泵排液壓力和排量。通過(guò)30-2、36-1和液路系統(tǒng)的8_2、13_2測(cè)量數(shù)據(jù)，得到驅(qū)動(dòng)氣壓一輸出油壓關(guān)系曲線和驅(qū)動(dòng)氣體流量一氣液泵排出流量關(guān)系曲線。 流量控制閥。用集成塊(板式閥)或管路(管式閥)將被試閥安裝于系統(tǒng)
中，將被試閥進(jìn)出口‘‘P”、‘‘T”分別接至閥37-3中的“P”、“Τ” 口，關(guān)閉電磁截止閥32-5，調(diào)節(jié)被試閥由36-2采集被試閥調(diào)制后的流量。 壓力控制閥。用集成塊(板式閥)或管路(管式閥)將被試閥安裝于系統(tǒng)
中，將被試閥進(jìn)出口“Ρ”、“τ”分別接至閥37-3中的“P”、“Τ” 口，打開電磁截止閥32-5，調(diào)節(jié)被試閥由30-4采集被試閥調(diào)制后的壓力。φ單流閥試驗(yàn)。用集成塊(板式閥)或管路(管式閥)將被試閥安裝于系統(tǒng)
中，將被試閥進(jìn)出口分別接至閥37-2中的“P”、“Τ” 口，打開電磁截止閥32-5，使口直通大氣，使37-2換向，檢測(cè)單流閥流向和空壓能力。 對(duì)于氣控閥、先導(dǎo)閥等控制口接到可以調(diào)制壓力的“Κ-1” 口 ；試驗(yàn)分流閥則可
將其另一出口連到系統(tǒng)中“L-1” 口，用管路將其外控口與系統(tǒng)的"K-l〃 口連接，由外控氣路提供控制壓力氣體；電磁閥試驗(yàn)，電磁閥由調(diào)制電路專門供電。氣源采用井控中心現(xiàn)有的氣密封驅(qū)動(dòng)氣源滿足供氣條件。介質(zhì)凈化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參見(jiàn)圖4，試驗(yàn)介質(zhì)在運(yùn)行極易污染，污染的介質(zhì)對(duì)系統(tǒng)和被試元器件影響較大， 為了消除系統(tǒng)精度降低幾率和對(duì)被試件的損壞，要求對(duì)介質(zhì)進(jìn)行處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的指標(biāo)，設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中包含介質(zhì)溫度控制模塊，油液過(guò)濾模塊、氣體過(guò)濾模塊。(1)溫度控制模塊。影響結(jié)果最大的是介質(zhì)溫度，通過(guò)冷卻系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)降溫。通過(guò)油路換熱器將油液壓系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫釋放在循環(huán)水中，從而降低液路油液溫度，降低高溫油進(jìn)入油箱產(chǎn)生氣泡，避免吸油泵吸入含氣油液影響系統(tǒng)檢測(cè)精度。設(shè)計(jì)為主動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)，水泵將水從水罐泵入油路換熱器中，從換熱器出口排出經(jīng)過(guò)散熱器回到水罐，根據(jù)換熱器中溫度傳感器檢測(cè)到的溫度達(dá)到設(shè)定的允許溫度極限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)水泵和散熱器風(fēng)扇進(jìn)行水路循環(huán)，需要特殊溫度處理時(shí)起動(dòng)水泵和高速冷熱機(jī)產(chǎn)生所需溫度。(2)油液過(guò)濾模塊。油液中固體懸浮物對(duì)系統(tǒng)危害極大，容易使閥件密封失效，系統(tǒng)設(shè)計(jì)在泵吸入口連接過(guò)濾器，出口連接高精度過(guò)濾器，保證工作液清潔，減少系統(tǒng)故障和被試閥的測(cè)試不真實(shí)。(3)氣體過(guò)濾模塊。氣動(dòng)元件對(duì)氣體質(zhì)量要求很高，設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)7-5-3三級(jí)過(guò)濾，濾出小于0. 01 μ m顆粒，控制含油量小于3ppm。采用微溫干燥或低溫冷凍干燥器驅(qū)除工作氣體的水分，要求達(dá)到露點(diǎn)小于常壓_40°C。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)動(dòng)力配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)總配電功率65千瓦，其中主油泵20千瓦(被試電動(dòng)油泵16千瓦可與共用電源)、 供油泵3千瓦、空氣組40千瓦。見(jiàn)圖6。(2)控制用可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)采用PLC編程控制，主要控制對(duì)象有泵的起停、閥件開關(guān)、換向、壓力調(diào)節(jié)， 設(shè)計(jì)要求控制點(diǎn)數(shù)點(diǎn)，其中液泵控制10個(gè)點(diǎn)，閥控制開關(guān)20個(gè)，壓風(fēng)機(jī)控制開關(guān)2個(gè)，調(diào)壓閥、流量閥控制模擬量點(diǎn)18個(gè)，氣缸動(dòng)作開關(guān)4個(gè)，信號(hào)控制40個(gè)，其他控制點(diǎn)30個(gè)，共 120個(gè)控制點(diǎn)。數(shù)據(jù)采集選用擴(kuò)展模擬量采集模塊和數(shù)字量采集模塊。部分基本原理見(jiàn)圖 7。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(1)硬件配置依據(jù)液壓元件出廠試驗(yàn)的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，完成試驗(yàn)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理和報(bào)表打印等任務(wù)。該檢測(cè)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的硬件配置如圖8所示。①主主機(jī)與外設(shè)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為測(cè)量、數(shù)據(jù)處理的中心，選用一臺(tái)打印機(jī)，完成檢驗(yàn)報(bào)表的打印，配置Internet接入模塊和線路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通過(guò)Internet 進(jìn)行遠(yuǎn)傳。@傳感器及測(cè)量放大器。傳感器及測(cè)量放大器的選擇是確保測(cè)試系統(tǒng)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。選擇因素如下a、技術(shù)成熟，性能可靠，滿足試驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境的要求(耐壓，耐油，抗污，環(huán)境影響因素小，參數(shù)穩(wěn)定)。b、由于計(jì)算機(jī)可對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的非線性作必要的修正，故在選擇傳感器及測(cè)量放大器時(shí)要重點(diǎn)考慮穩(wěn)定性，重復(fù)性，遲滯等指標(biāo)。綜合誤差要小于標(biāo)準(zhǔn)要求。C、考慮傳感器輸出信號(hào)的長(zhǎng)距離傳送(IOm以上)，傳感器均含前置放大器，以提高信噪比。信號(hào)傳輸電纜均采用屏蔽線，并合理布線。各傳感器均配置二次儀表，同時(shí)監(jiān)測(cè)各試驗(yàn)參數(shù)。并具有模擬數(shù)字量輸出，便于計(jì)算機(jī)組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。二次儀表外形符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，美觀清晰，便于安裝。φ測(cè)量接口。根據(jù)被測(cè)量的電輸出形式，測(cè)量接口可分為模擬通道，數(shù)字通道等。
數(shù)字通道因具有良好的抗干擾性，準(zhǔn)確度及可溯源性，系統(tǒng)主要采用。而模擬通道又具有較高的動(dòng)態(tài)特性，在測(cè)試元件的動(dòng)態(tài)性能時(shí)被選用。a、數(shù)字量測(cè)量接口。為采集由數(shù)顯二次儀表輸出的B⑶碼，采用8位數(shù)字光電隔離輸入電路作為一路數(shù)字量測(cè)量通道或采用分配器分別傳送到二次儀表和采集模塊。共32 路通道，計(jì)算機(jī)通過(guò)這樣的接口通道采集到的數(shù)據(jù)，與二次儀表的顯示完全一致。因此，整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的誤差完全取決于傳感器及二次儀表的測(cè)量誤差。b、模擬量測(cè)量接口。采用12位A/D轉(zhuǎn)換器，采樣速率最高為100kHz，并配高精度的程控放大器。測(cè)量通道可達(dá)M路。C、RS-232接口。轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速二次儀表配有標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口，計(jì)算機(jī)通過(guò)該接口， 完成轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)的采樣測(cè)量。@測(cè)控操作臺(tái)。為合理安裝、布線，保證硬件設(shè)備穩(wěn)定可靠的運(yùn)行環(huán)境并已于維護(hù)，將數(shù)顯二次儀表及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集接口端子板凳安裝于測(cè)控操作臺(tái)上。 抗干擾措施a、采用凈化隔離電源；b、對(duì)信息傳輸通道采取屏蔽、隔離、濾波等技術(shù)；C、合理接地。a、開關(guān)量控制通道。選用光電隔離開關(guān)量輸出接口板及進(jìn)口繼電器，與被控制電磁閥的換向、復(fù)位，以及傳感器的切換等功能。共36個(gè)通道。b、模擬量控制通道。選用12位A/D轉(zhuǎn)換器接口板，與比例閥自控輸入端相連，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)各試驗(yàn)壓力的控制調(diào)節(jié)，共計(jì)20個(gè)通道。(2)軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集和處理軟件在組臺(tái)軟件平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)控件和驅(qū)動(dòng)程序，滿足系統(tǒng)工作，界面設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)的Windows風(fēng)格，采用下拉式菜單對(duì)各功能管理；用結(jié)構(gòu)查詢語(yǔ)言 SQL管理數(shù)據(jù)報(bào)表用Crystal Repront3. 0生成器制作，查詢方法靈活，歷史數(shù)據(jù)回訪，自動(dòng)生成曲線。程序流程見(jiàn)圖9。輔助單元設(shè)計(jì)輔助單元主要是工作房、測(cè)試工件載物工作臺(tái)(液壓元件載物工作臺(tái)和氣動(dòng)元件載物工作臺(tái)、控制室(含控制臺(tái))、工具備件臺(tái)、液氣工作接口組、備件部件固定平臺(tái)、管道系統(tǒng)、吊裝裝置。系統(tǒng)通過(guò)管路、線路、氣路、機(jī)械結(jié)構(gòu)將各部件連接成整體，形成完善的系統(tǒng)。安全環(huán)保設(shè)計(jì)安全環(huán)保設(shè)計(jì)參考井控中心原有的氣密封檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。液、氣測(cè)試系統(tǒng)主要安全危害是由于介質(zhì)為高壓液路和壓縮空氣容器和管路，是系統(tǒng)的主要危害源，設(shè)計(jì)的目的是保障系統(tǒng)的安全和作業(yè)人員的人身安全。本設(shè)計(jì)在設(shè)備選型，系統(tǒng)安全裝置配置應(yīng)作充分考慮，有效保證系統(tǒng)防暴性能，保證了系統(tǒng)運(yùn)行安全。在設(shè)備選型和系統(tǒng)極配上采取較大的工作余量，設(shè)計(jì)標(biāo)稱壓力應(yīng)為工作壓力的 1.5倍。管路和閥件遠(yuǎn)大于工作壓力，其標(biāo)稱壓力大于工作壓力2. 5-3倍。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步充分考慮系統(tǒng)保障，在管路上設(shè)計(jì)配置安全閥和壓力繼電器等措施，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)瞬間關(guān)斷的保護(hù)措施，同時(shí)保證在高壓氣體超過(guò)安全值時(shí)，自動(dòng)泄壓以進(jìn)一步保證系統(tǒng)安全。為減少比較危險(xiǎn)的高壓管路的發(fā)生意外爆裂、爆炸、電路漏電等危及人身安全。全部管路、電線電纜均采取加蓋地溝布置，同時(shí)防止維修保養(yǎng)時(shí)絆倒作業(yè)人員、防止工具材料砸壞管路部件和電纜。全部設(shè)備、機(jī)殼全部按標(biāo)準(zhǔn)要求安裝接地線，供電和照明電路、信號(hào)線路進(jìn)出安裝漏電保護(hù)裝置和防雷器，保證設(shè)備和人員安全。系統(tǒng)配置采用方式不同級(jí)別的聲、光狀態(tài)報(bào)警，提醒作業(yè)人員和相關(guān)人員，但主控室應(yīng)避免過(guò)多而雜亂的報(bào)警，引起操作人員的不安和煩躁情緒。系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)。運(yùn)行中可能出現(xiàn)的人因差錯(cuò)。為了減少人因差錯(cuò)，首先，系統(tǒng)瞬時(shí)采取自動(dòng)化關(guān)斷，給操縱員留下更多的診斷和決策時(shí)間，以減輕他們的心理壓力。其次，改進(jìn)系統(tǒng)的人機(jī)接口設(shè)計(jì)，特別是控制室的設(shè)計(jì)，盡量減少錯(cuò)誤判斷的概率，縮短人員的響應(yīng)時(shí)間。環(huán)保設(shè)計(jì)本系統(tǒng)影響環(huán)境的因素主要有氣泵、氣馬達(dá)噪音、少量的含油污水、電磁輻射。由于本項(xiàng)目安裝位置周圍沒(méi)有醫(yī)院、學(xué)校、機(jī)關(guān)、科研單位、住宅等敏感建筑物，離最近的居民和外部有人活動(dòng)的地方距離大于150米?？梢圆豢紤]噪聲對(duì)外部環(huán)境的影響，但應(yīng)考慮對(duì)本系統(tǒng)作業(yè)人員和場(chǎng)內(nèi)其它作業(yè)人員的噪聲傷害。第二、系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生的含油污水，由于量較小，經(jīng)污水處理裝置可以處理達(dá)標(biāo)排放。電磁輻射主要產(chǎn)生于大功率電動(dòng)機(jī)、電控箱和控制系統(tǒng)主控臺(tái)，主要考慮對(duì)系統(tǒng)操作員影響。(1)噪聲污染防治本系統(tǒng)最大噪聲來(lái)源中液泵工作噪聲和試驗(yàn)氣馬達(dá)、放氣閥測(cè)試噪聲排放氣體的嘯叫聲。減少噪聲對(duì)工作人員的傷害，在測(cè)試臺(tái)上設(shè)計(jì)防護(hù)蓋，并在設(shè)備房建造布局、結(jié)構(gòu)上考慮隔離和改善噪聲對(duì)作業(yè)人員的影響。建筑按功能區(qū)分為高噪音區(qū)、較低噪音噪音區(qū)和隔音區(qū)，檢測(cè)室與中控室分離，并將高噪音的實(shí)驗(yàn)裝置室遠(yuǎn)離中控室，噪音經(jīng)過(guò)雙鋼花玻璃隔墻并相距大于4米。(2)少量含油污水運(yùn)行和維護(hù)產(chǎn)生的含油污水，通過(guò)地溝排到現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行有效的處理，使污水排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于被試設(shè)備要求在入坑前，進(jìn)行清潔處理，少量附著油污在水處理裝置中分離。(3)氣體測(cè)試排氣采取水相隔噪的方法消除氣體嘯叫噪聲。(4)電磁輻射電磁輻射主要產(chǎn)生在高壓電路和大功率電機(jī)工作時(shí)所發(fā)出的電磁波、控制臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外散的電磁輻射。防治辦法是在建造操作室時(shí)，用0. 6mm吸波硅橡材料直接貼于操作人員前后地板表面，用來(lái)吸收電磁波頻率為1. OMHz-5000MHz電磁波，可消除電磁輻射波80%以上保護(hù)操作員不受電磁輻射。
10
權(quán)利要求1.一種井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)，包括液壓元件檢測(cè)單元、氣動(dòng)元件檢測(cè)單元、電氣控制單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元；所述液壓元件檢測(cè)單元包括順序連接的油箱、泵組、油液過(guò)濾器、液壓方向控制器，以及被試閥件檢測(cè)工作臺(tái)、被試泵馬達(dá)對(duì)拖裝置和壓力傳感器，所述被試泵馬達(dá)對(duì)拖裝置配有模擬負(fù)載發(fā)生裝置，所述液壓方向控制器的出口連接被試閥件和被試泵，擇一向被試閥件或被試泵供油；由壓力傳感器檢測(cè)被試閥件或被試泵的試驗(yàn)壓力；所述氣動(dòng)元件檢測(cè)單元報(bào)括順序連接的空氣壓縮機(jī)組、空氣過(guò)濾器、氣體緩沖器、空氣干燥器、被試元件檢測(cè)工作臺(tái)，所述被試元件檢測(cè)工作臺(tái)配有模擬負(fù)載發(fā)生裝置、增壓機(jī)、 壓力傳感器；由壓力傳感器檢測(cè)被試元件的試驗(yàn)壓力；所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元采集并處理上述壓力傳感器的信號(hào)數(shù)據(jù)，顯示和記錄輸出信號(hào)；所述電氣控制單元包括動(dòng)力配電裝置、PLC控制器、執(zhí)行器；由動(dòng)力配電裝置向上述各單元的動(dòng)力負(fù)載供電，由PLC控制器和執(zhí)行器控制各單元的動(dòng)力負(fù)載的工作順序。
2.如權(quán)利要求1所述的井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述泵組包括并聯(lián)的A高壓泵機(jī)組、B高壓泵機(jī)組、供油泵機(jī)組、控制泵機(jī)組。
3.如權(quán)利要求1所述的井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述油箱配有溫度控制器。
專利摘要一種井控裝置液氣壓元件檢測(cè)系統(tǒng)，包括液壓元件檢測(cè)單元、氣動(dòng)元件檢測(cè)單元、電氣控制單元、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集處理單元；模擬液氣動(dòng)元件的實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行離線檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷元件的安全性能，克服了常規(guī)在線試驗(yàn)的弊端，既安全、又省時(shí)。
文檔編號(hào)F15B19/00GK202108810SQ20112021101
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者呂玉勝, 彭兵, 方曉慶, 楊軍, 楊勇, 王勛, 鄢智, 鐘建明 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)西南石油局, 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司