全自动压标预压和排空系统的研究

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163513)

全自动压标预压和排空系统的研究

范欣

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163513)

近年来，由于国家标准对于标准器和传压介质作出规定，SL-APGC-060CA型全自动压力计检定装置已经慢慢取代了其他检定装置，但现有的压力计的种类较多，为了提高井下电子压力计的校准效率，将通过增加预压系统解决液体增压泵丝杠卡死和管线中气体排空问题，同时在软件和控制板添加液体增压泵丝杠卡死问题处理操作按钮处理液体增压泵丝杠卡死故障。

液体增压泵；预压系统；气液增压泵泵；丝杠

0 引 言

油田试井使用的存储式电子式井下压力计[1]数据的准确程度直接由仪器本身和校准[2]决定。目前大庆油田压力计检定装置有DTYJ-2000A型压力计检定装置、SL-APGC-060CA型全自动压力计检定装置、KY-60型活塞式压力计。由于国家标准[3]对于压力标准器传压介质作出规定，DTYJ-2000A型逐渐被SL-APGC-060CA型全自动压力计检定装置取代。但该装置气液增压泵行程有限，压力计标定时存在大量空气，会造成液体增压泵丝杠卡死现象，从而大大降低了校准效率。SL-APGC-060CA全自动压力标定装置涉及机、电、气、液四大技术，以0.02级活塞压力计为标准器，癸二酸二酯为传压介质，精密气动机械手自动加减砝码，数字伺服控制系统驱动液体增压泵丝杠旋转调节压力，温度、压力控制及采集集于一个控制和软件平台，由软件自动拟定仪器校准过程，实现校准过程的自动化，原理图如图1所示。

图1 SL-APGC-060CA型全自动压力计检定装置系统原理框图

1 故障原因分析及目前处理方法

1.1 故障原因分析

1.1.1 液体增压泵体积小，丝杠行程小

SL-APGC-060CA型液体增压泵和DTYJ-2000A型液体增压泵相比，体积和行程不及DTYJ-2000A型液体增压泵的1/2。当校准接头与压力计连接处空间大时，液体增压泵行程到满行程仍不能达到设置压力，丝杠就会卡死。

1.1.2 管线中空气没有排干净

导致管线中空气没有排干净的主要因素有两方面：一方面为校准接头高低不一，导致排空不彻底；另一方面储油箱液面过低，导致整个液压系统进入空气，一旦进入很难处理。

1.1.3 校准接头与压力计连接处空间大

校准接头与压力计连接处空间大，需要的癸二酸二酯体积相应增加。通过校准实践，三江和襄樊偏心电子压力计与校准接头连接处空间大体积相比其他厂家电子压力计与校准接头接处空间大，发生丝杠卡死的概率：2支压力计没有、3支10%、4支30%、5支100%。

目前发生的卡死由以上3个原因综合导致，其中液体增压泵体积小，丝杠行程小是主要原因；其次为校准接头与压力计连接处空间大；校准接头高低不一，导致排空不彻底影响最小。

1.1.4 管线及仪器连接处有渗漏

管线及仪器连接处有渗漏自然会导致液体增压泵丝杠卡死。

1.2 丝杠卡死手动处理方法

1.2.1 手板丝杠

活塞泵行程超限丝杠卡死后，没有像DTYL-2010型压力计检定装置通过软件操作和控制板操作按钮处理活塞泵丝杠卡死现象，只能通过打开加压软件，关闭压力生成柜和标准源电源开关；手动顺(逆)时针转动液体增压泵5 mm；打开压力生成柜和标准源电源开关，丝杠恢复到原位，整个过程耗时耗力，时间至少花费30 min，女员工根本无力旋转液体增压泵丝杠。

如图2所示为丝杠卡死图。2013年、2014年、2015年先后发生丝杠卡死现象25次，处理时间累积25 h，这导致校准效率降低，同时处理丝杠卡死时有5次，处理人员手臂在压力生成柜边磕伤，对员工造成轻伤害。

1.2.2 拆卸丝杠处理

该办法必须由专业人员操作，首先用扳手拆下挡板下端的固定螺栓，挡板松动后，挡板就可离开限位开关，打开压力生成柜和标准源电源开关，丝杠就可恢复到原位。调整挡板位置及行程，安装螺栓。

2 改造方案优化及实现

2.1 改造方案

2.1.1 更换液体增压泵

很简单，通过分析液体增压泵体积小，丝杠行程小是导致液体增压泵丝杠卡死的主要原因，因此更换大体积的液体增压泵便可解决液体增压泵丝杠卡死的问题。但是压力生成柜空间有限，更换大体积的液体增压泵必须重新设计压力生成柜机构和布局，设计的气液增压泵、液体增压泵、空气压缩泵、泄压阀所有组成部分都得动，成本达8万元，耗时长，因此该方案不可取。

图2 丝杠卡死照片

2.1.2 增加预压系统

换向思考，能否改变加压方式，SL-APGC-060CA型全自动压力计检定装置增压方式由液体增压泵直接加压。增加预压系统，加压方式改为预压和直接加压结合的办法。由SL-APGC-060CA型全自动压力计检定装置原理可知，气液增压泵就具有预压功能，不需要改变原有组成，只需改变控制和软件就可实现。同时经气液增压泵升压排空后，安装仪器后将预压设置为1 MPa，管线中未排净的空气经计算可压缩到1/1 000，解决了管线中空气没有排干净的问题。经计算成本只有1.4万元，耗时短。因此该方案可取。

2.2 改造的方案的实现

增加气液增压泵的功能，增加预增压功能，具体实施是改变控制系统，实现气液增压泵预增压1 MPa，这样就把管路中、油桶及压力计内部的空气进行压缩，以减少空气占有的空间；同时实现管线中充满癸二酸酯，预压1 MPa。控制板上同时添加气液增压泵预压1 MPa控制电路和柱塞泵丝杠卡死正反处理操作按钮，如图3所示，软件上也增加增加气液增压泵预压1 MPa控制程序和柱塞泵丝杠卡死正反处理操作按钮，如图4所示。其次更换信号控制主板，把预压的工程实现可控性，具有反馈检测，以便保证预压能够更稳定。第三软件进行重新编译，对于标定过程增加了预增压的软件控制，而且具有时刻监测预增压的效果，如失败，系统会做出二次预增压，如再次失败，软件会做出相应的提示。最后更换数据处理控制板，调整数据线，调试设备，试压运行如图5～图8所示。

图3 控制板丝杠卡死处置操作按钮

图4 软件丝杠卡死处置操作按钮

LT1接线方式

图5 标准器柜和压力生成柜布线

在标准器柜后面板的右下方2XT4处加五根接线(图打绿勾处)，分别接到2XT4的5、6、7、8、9端子处，线另一端接到压力生成柜的B2：J1处(在压力生成柜B2的右侧中间部位，此处接头已做好，直接插上即可)，如图4所示。

图6 标准器柜和压力生成柜接线

调试线接线方式

将标准器柜的PC线和压力生成柜的LT1线取下，然后分别与调试线的两端相连接(调试线没有方向区别)，然后即可进行软件设置，设置完请将线路恢复原样。接线方式如图5所示。

图7 PC线和压力生成柜的LT1

图8 调试线的制作

3 结束语

改造后，校准井下电子压力计200支次，没有发生丝杠卡死事故，校准效率提高10%。这种增加预压系统改造方案利用改变增压的方式解决了SL-APGC-060CA型全自动压力计标定装置液体增压泵丝杠卡死问题和管线中气体排空问题，大大提高了工作效率。

[1] 刘梦园，周元劲.井下电子压力计的发展及主要性能指标分析[J].油气井测试，2010，10(5)：51-55.

[2] ST/T 6640-2012,电子式井下压力计校准方法[S].北京:石油工业出版社,2012.

[3] JJG 59 2007,活塞压力计国家检定规程[S].北京:国家质量监督检验检疫总局,2007.

AutomaticPressurePreloadingandEmptyingSystemResearch

FANXin

(Logging&TestingServiceCompany，DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing，Heilongjiang163513，China)

The SL-APGC-060CA type automatic pressure gauge verification equipment has been gradually replaced by other verification device in recent years due to the provision stipulated by the national standard for the standard and pressure transmission medium. But there are many kinds of existing pressure gauges. In order to improve the efficiency of the downhole electronic pressure gauge calibration, the problems of liquid booster pump screw jammed and pipeline gas emptying are solved by increasing prepress pressure system at the same time in the software and control panel to add liquid booster pump screw stuck problem treatment action button to treat the liquid booster pump screw stuck fault.

liquid booster pump； preloading systems； gas liquid booster pump； screw pump

范 欣，女，1989年生，2014年毕业于东北石油大学勘查技术专业，现主要从事井下电子压力计校准。E-mail：286641458@qq.com

TH122

A

2096-0077(2017)05-0098-03

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.05.025

2017-03-15编辑韩德林)