防喷器控制装置的调试系统方案设计

王龙庭，李 璇，王 斌，秦昊平，王勇胜，祖国强，陆富荣

（中国石油大学（华东）机电工程学院，山东 青岛 266580）

在进行石油开采的过程中，为保证开采过程的安全性，防止井喷事故的发生，需要在作业的井口上安装一套防喷器组。防喷器控制装置是控制井口防喷器组及液动节流阀、压井阀的重要设备，是钻井、修井作业中不可缺少的装置，当发生井喷或井涌时，一般是依靠地面防喷器控制装置的远控系统控制防喷器动作，达到控制井喷的目的。若防喷器控制装置不能及时对防喷器进行控制或出现故障，后果将不堪设想，所以为了确保防喷器控制装置在使用时的控制能力，在控制装置使用前，或在使用一段时间后，有必要对其进行功能调试。

现在市面上关于防喷器控制装置的产品很多，而关于防喷器控制装置的调试产品很少，并且现有的防喷器控制装置的调试试验多是通过控制台来进行，不但不利于试验数据的处理和保存，而且对于没有控制台的手动控制的防喷器控制装置来说进行调试试验非常不便。文章针对手动控制的防喷器控制装置进行调试系统方案设计，以期后续完成控制装置整套调试试验系统的设计。

1 防喷器控制装置分析

一般防喷器控制装置的主要组成部分有：蓄能器、电泵、气泵、换向阀（三位四通阀）、旁通阀（二位四通阀）、安全阀、压力继电器、压力继气器、单向阀、高低压滤清器、油箱、压力仪表等。防喷器控制装置根据不同的使用位置来划分，可分为陆地控制装置和海上（包括水上和水下）控制装置，根据不同的控制方式来划分，可分为液压控制、电-气控制、电-液控制等控制方式的控制装置。文章设计的调试系统所针对的防喷器控制装置为广州东塑石油钻采专用设备有限公司生产的FK50-2地面防喷器控制装置，其没有远程控制台，工作时靠手动去控制。基本参数：控制数量为2，蓄能器组的可用液量为25L，工作压力为21MPa。图1为FK50-2地面防喷器控制装置的液压原理图。

根据地面防喷器及控制装置标准SYT5053.2-2001的规定，防喷器控制装置在使用前必须进行一系列的调试试压，才能投入生产使用，以保证防喷器控制装置的安全性和可靠性。FK50-2防喷器控制装置的调试主要包括关闭时间试验、蓄能器组充压时间试验、泵组自动启停试验、溢流阀超压保护试验、耐压试验、油密封试验等试验内容。

1.低压球阀；2.黄铜过滤器；3.轴向柱塞泵；4.单流阀；5.防爆电机；6.防爆磁力启动器；7.压力控制器箱；8.溢流阀；9.高压截止阀；10.高压滤清器；11.蓄能器；12.压力表；13.减压溢流阀；14.二位四通转阀；15.三位四通转阀；16.压力表；17.高压截止阀；18.三位四通转阀

2 防喷器控制装置调试系统方案设计

该调试系统的主体功能是为防喷器控制装置进行一系列的调试试验，要完成这一主体功能，该调试系统要具备数据实时采集及显示、数据整合与储存、控制硬件部分与电脑通信等子功能。该调试系统的功能构成如图2所示。

3 结语

FK系列地面防喷器调试系统方案，包括单片机、继电器、变压器、转换器等硬件设施，后续还需要完成数据采集以及控制方式的设计，其中，采集功能主要是通过传感器将压力信号转换为电信号传到采集卡中，然后通过串口通信将采集卡中的电信号传到计算机中，而控制功能主要是通过调试系统的应用程序发出指令，然后通过串口通信将指令传到单片机上，通过单片机对继电器进行控制，通过继电器来控制装置中的交流接触器，进而控制电泵的运行。

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