一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，能夠模擬井噴過程并且檢測防噴器在緊急關井時的關斷能力。其技術方案為：高壓氣庫和低壓氣庫通過高壓管線連接到井筒的下端，井筒上端通過法蘭與防噴器組相連，防噴器組上端通過法蘭連接消聲器，高壓氣庫通過高壓管線連接高壓充氣控制閥組，低壓氣庫通過高壓管線連接低壓充氣控制閥組，高壓氣庫和井筒之間設置高壓送氣控制閥組，低壓氣庫和井筒之間設置低壓送氣控制閥組。本發明設計高壓氣庫和低壓氣庫，低壓氣庫可保證井噴過程中的流量，通過高壓氣庫在防噴器快關斷時補壓，能真實模擬井噴的發生過程，最大程度降低了氣庫的容積，節約了建設成本。
【專利說明】
一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種用于檢測防噴器關斷性能的試驗裝置。
【背景技術】
[0002]防噴器是用來防止井噴事故，保證鉆井作業順利進行的關鍵設備。作為井控的重要安全設備，防噴器需要經過嚴格的檢測來保證其安全性能。查閱防噴器檢測設備相關的國內外文獻以及專利，發現已有的防噴器試驗主要是防噴器殼體組件的強度試驗和防噴器密封元件的密封性能試驗，只是對防噴器在預定壓力下的一種性能檢測，沒有檢測防噴器在關井作業時的關斷性能。而防噴器的關斷性能是防噴器的重要功能，如果防噴器在緊急關斷過程中不能有效地關斷，就會造成井噴控制的失控，帶來嚴重的災難性后果。因此目前急需建立一套井噴模擬試驗系統來檢測防噴器在緊急關井時的關斷能力，這樣才能對出廠的防噴器進行檢測，保證防噴器的關斷性能，提高防噴器的質量和使用的可靠性。同時該套試驗系統的建立也可以檢測其它井控設備和防噴管線的性能，從而為大大提高井控系統的安全性和可靠性提供重要基礎數據。
【發明內容】
[0003]本發明的目的:為了模擬井噴過程，檢測防噴器的關斷性能，特提供一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置。為達到上述目的，本發明采取的技術方案是:
[0004]—種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，包括消聲器、井筒、低壓氣庫、高壓氣庫，其特征在于:高壓氣庫通過高壓管線連接到井筒的下端，低壓氣庫通過高壓管線連接到井筒下端，井筒上端通過法蘭與防噴器組相連，防噴器組上端通過法蘭連接消聲器，高壓氣庫通過高壓管線連接高壓充氣控制閥組，低壓氣庫通過高壓管線連接低壓充氣控制閥組，高壓氣庫和井筒之間設置高壓送氣控制閥組，低壓氣庫和井筒之間設置低壓送氣控制閥組。
[0005]根據本發明的另一個方面，高壓充氣控制閥組順序包括:高壓充氣接口、過濾器、單向閥、放空閥A、節流閥組A、安全閥A、壓力開關組A，壓力開關組A通過高壓管線連接到高壓氣庫，在壓力開關組A和高壓氣庫之間設置壓力傳感器。
[0006]根據本發明的另一個方面，高壓送氣控制閥組包括節流閥組B;節流閥組B通過高壓管線一端與高壓氣庫連接，另一端與井筒連接;在節流閥組B與高壓氣庫之間設置壓力傳感器和溫度傳感器。
[0007]根據本發明的另一個方面，低壓充氣閥組順序包括:低壓充氣接口、過濾器、單向閥、放空閥B、節流閥組C、安全閥B、壓力開關組B，壓力開關組B通過高壓管線連接到低壓氣庫。根據本發明的另一個方面，低壓送氣控制閥組順序包括:過濾器、節流閥組D、壓力開關組B、二級減壓閥組、壓力開關組B、一級減壓閥組、壓力開關組B、單向閥；過濾器通過高壓管線連接到低壓氣庫;單向閥通過高壓管線連接到井筒;在單向閥和一級減壓閥組之間設置壓力傳感器;在一級減壓閥組和節流閥組之間設置溫度傳感器。
[0008]根據本發明的另一個方面，高壓氣庫是由至少I根套管組成，套管用瓦姆扣和由壬連接，所有套管放置在水池中，所述套管的內徑為127mm?270mm。
[0009]根據本發明的另一個方面，低壓氣庫由至少I根套管組成，套管用瓦姆扣和由壬連接，所有套管放置在水池中，所述套管的內徑為200mm?370_。
[0010]本發明具有的有益效果是:(I)充分體現了緊急關井作業時井口壓力逐漸遞增的特點:開始時候井口壓力比較低，氣體流量很大，在防噴器快要關斷時，井口壓力逐漸升高，防噴器關閉以后封住的靜壓為最高值；(2)設計高壓氣庫和低壓氣庫，低壓氣庫可保證井噴過程中的流量，通過高壓氣庫在防噴器快關斷時補壓，能真實模擬井噴的發生過程，最大程度降低了氣庫的容積，節約了建設成本；(3)高壓氣庫和低壓氣庫均由套管組成排列狀，并用可承受超高壓的瓦姆扣和由壬連接，安裝調試方便可行；(4)為防噴器的科學設計和使用提供可靠的試驗依據，為井口、閥門、管匯和防噴器關斷性能的檢測提供必要的手段。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置原理圖。
[0012]圖2為本發明一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置控制系統圖。
[0013]圖中:1、消聲器;2、井筒;3、低壓氣庫;4、高壓氣庫;5、防噴器組;6、高壓充氣接口；
7、過濾器;8、單向閥；9、放空閥A; 10、節流閥組A; 11、安全閥A; 12、壓力開關組A; 13、壓力傳感器；14、高壓套管；15、溫度傳感器；16、節流閥組B; 17、低壓充氣接口； 18、放空閥B; 19、節流閥組C;20、安全閥121、壓力開關組122、低壓套管；23、節流閥組0;24、二級減壓閥組；25、一級減壓閥組。
【具體實施方式】
[0014]本發明不受下述實施實例的限制，可以根據本發明的技術方案和實際情況來確定具體的實施方式。下面結合圖1、2對本發明作以下描述。在描述中，在此使用的某些術語僅用于參照，并不意味著對其進行限制。
[0015]如圖1所示，一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，包括消聲器1、井筒2、低壓氣庫
3、高壓氣庫4，為了保證試驗過程中的安全，高壓氣庫4、低壓氣庫3和井筒2均放置在地坑中。高壓氣庫4通過高壓管線連接到井筒2的下端，在防噴器快關閉時打開高壓氣庫4，模擬防噴器關斷瞬間的井口高壓;低壓氣庫3通過高壓管線連接到井筒2下端，試驗時先打開低壓氣庫3，模擬井噴開始時的井口壓力并保證井噴過程中的流量;井筒2上端通過法蘭與防噴器組5相連;防噴器組5上端通過法蘭連接消聲裝置I，降低試驗過程中的噪音污染。
[0016]如圖2所示，為了對高壓氣庫4實現充氣過程的遠程控制，本發明設計高壓充氣控制閥組。所述高壓充氣控制閥組通過高壓管線與高壓氣庫4連接，為高壓氣庫4提供滿足條件的高壓氣體，順序包括:高壓充氣接口 6、過濾器7、單向閥8、放空閥A9、節流閥組A10、安全閥AU、壓力開關組A12，壓力開關組A12通過高壓管線連接到高壓氣庫4，在壓力開關組A12和高壓氣庫4之間設置壓力傳感器13。
[0017]如圖2所示，為了對高壓氣庫4實現送氣過程的自動控制，本發明設計高壓送氣控制閥組。所述高壓送氣閥組安裝在高壓氣庫4和井筒2之間的高壓管線上，通過控制高壓氣庫4的放噴壓力，保證在防噴器快關斷時的井口高壓，高壓送氣控制閥組包括節流閥組B16，節流閥組B16通過高壓管線一端與高壓氣庫4連接，另一端與井筒2連接，在節流閥組B16與高壓氣庫4之間設置壓力傳感器13和溫度傳感器15。
[0018]如圖2所示，為了對低壓氣庫3實現充氣過程的遠程控制，本發明設計低壓充氣控制閥組。所述低壓充氣控制閥組通過高壓管線與低壓氣庫3連接，為低壓氣庫3提供滿足條件的高壓氣體，順序包括:低壓充氣接口 17、過濾器7、單向閥8、放空閥BI8、節流閥組C19、安全閥B20、壓力開關組B21，壓力開關組B21通過高壓管線連接到低壓氣庫3。
[0019]如圖2所示，為了對低壓氣庫3實現送氣過程的自動控制，本發明設計低壓送氣控制閥組。所述低壓送氣閥組安裝在低壓氣庫3和井筒2之間的高壓管線上，通過控制低壓氣庫3的放噴壓力和流量，模擬在井噴過程中的井口流量和井噴開始時井口的較低壓力，低壓送氣控制閥組順序包括:過濾器7、節流閥組D23、壓力開關組B21、二級減壓閥組24、壓力開關組B21、一級減壓閥組25、壓力開關組B21、單向閥8;過濾器7通過高壓管線連接到低壓氣庫3;單向閥88通過高壓管線連接到井筒2;在單向閥8和一級減壓閥組25之間設置壓力傳感器13;在一級減壓閥組25和節流閥組之間設置溫度傳感器15。
[0020]如圖2所示，高壓氣庫4是由至少I根高壓套管14組成，高壓套管14用可承受超高壓的瓦姆扣和由壬連接，組成排列狀并放置在水池中，如有泄露可直觀的觀察到，所述套管的內徑為127mm?270mm;低壓氣庫3由至少I根低壓套管22組成，低壓套管22用瓦姆扣和由壬連接，組成排列狀并放置在水池中，如有泄露可直觀的觀察到所述套管的內徑為200mm?370mm，保證低壓氣庫3的較大容積。試驗時應將高壓氣庫4和低壓氣庫3水池中的水抽掉，防止結冰，且在高壓氣庫4和低壓氣庫3所在地坑上蓋房用以保護，不用時管內用灌油方式進行防腐。
[0021]本發明的原理是:采用高壓氣庫和低壓氣庫配合的方案，用低壓氣庫保證流量，用高壓氣庫在防噴器快關斷時給井口補壓，模擬出井噴開始時井口壓力較低、氣體流量很大，防噴器快要關斷時井口壓力逐漸升高的特點，可真實的模擬井噴的發生過程。通過高壓送氣閥組和低壓送氣閥組實現高壓氣庫和低壓氣庫的自動控制，將高壓氣庫用節流控制在一定壓力(擬定70MPa)下放噴，放噴時間為4s(可調整)；將低壓氣庫用減壓閥控制在一定壓力(擬定3.73MPa)下放噴，保證放噴流量至少為標態下1000麗i3/d，放噴時間為20s(可調整)。高壓氣庫和低壓氣庫均由至少I根套管組成，套管用可承受超高壓的瓦姆扣和由壬連接，組成排列狀并放置在水池中，如有泄露可直觀的觀察到。
【主權項】
1.一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，包括消聲器、井筒、低壓氣庫、高壓氣庫，其特征在于:高壓氣庫通過高壓管線連接到井筒的下端，低壓氣庫通過高壓管線連接到井筒下端，井筒上端通過法蘭與防噴器組相連，防噴器組上端通過法蘭連接消聲器，高壓氣庫通過高壓管線連接高壓充氣控制閥組，低壓氣庫通過高壓管線連接低壓充氣控制閥組，高壓氣庫和井筒之間設置高壓送氣控制閥組，低壓氣庫和井筒之間設置低壓送氣控制閥組。2.根據權利要求1所述的一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，其特征在于，高壓充氣控制閥組順序包括:高壓充氣接口、過濾器、單向閥、放空閥A、節流閥組A、安全閥A、壓力開關組A，壓力開關組A通過高壓管線連接到高壓氣庫，在壓力開關組A和高壓氣庫之間設置壓力傳感器。3.根據權利要求1所述的一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，其特征在于，高壓送氣控制閥組包括節流閥組B;節流閥組B通過高壓管線一端與高壓氣庫連接，另一端與井筒連接;在節流閥組B與高壓氣庫之間設置壓力傳感器和溫度傳感器。4.根據權利要求1所述的一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，其特征在于，低壓充氣閥組順序包括:低壓充氣接口、過濾器、單向閥、放空閥B、節流閥組C、安全閥B、壓力開關組B，壓力開關組B通過高壓管線連接到低壓氣庫。5.根據權利要求1所述的一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，其特征在于，低壓送氣控制閥組順序包括:過濾器、節流閥組D、壓力開關組B、二級減壓閥組、壓力開關組B、一級減壓閥組、壓力開關組B、單向閥;過濾器通過高壓管線連接到低壓氣庫;單向閥通過高壓管線連接到井筒;在單向閥和一級減壓閥組之間設置壓力傳感器;在一級減壓閥組和節流閥組之間設置溫度傳感器。6.根據權利要求1所述的一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，其特征在于，高壓氣庫是由至少I根套管組成，套管用瓦姆扣和由壬連接，所有套管放置在水池中，所述套管的內徑為 127mm ?270mm。7.根據權利要求1所述的一種檢測防噴器關斷性能的試驗裝置，其特征在于，低壓氣庫由至少I根套管組成，套管用瓦姆扣和由壬連接，所有套管放置在水池中，所述套管的內徑為200mm?370mm。
【文檔編號】G01M13/00GK105928693SQ201610257112
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】李斌, 張珍珍, 劉勝, 李正國, 趙坤陽
【申請人】西南石油大學