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1、油井防喷器计算机智能压力测试系统IPT-2000A V3.0通用技术方案（液密封部分）保定市合力综合技术有限公司前 言油井防喷器计算机智能压力测试系统IPT-2000A V3.0可以完成井控设备检测系统中的所有压力测试功能。此系统由保定市合力综合技术有限公司（原名保定市合力综合技术研究所）在1998年首家开发研制成功，并成功地用于华北石油第二机械厂的出厂检验，从此把井控检测系统由单板机时代推向工控计算机时代。我公司为适应客户的需求，通过不断的硬件改进和软件升级，系统性能日臻完善,现在油井防喷器计算机智能压力测试系统软件已升级到V3.0+版本。2000年，我公司率先把系统集成技术用于油井防喷器计
2、算机智能压力测试系统的建设。以其先进的设计思想，一切为客户着想的经营理念赢得了石油系统中大量的客户，市场占有率遥遥领先，并以其先进的技术独领风骚。由于每位客户的现状不同，设备配置千差万别，我们有心为客户按照系统集成的技术思路提供一套压力测试系统方案，但很难适用于所有客户，为此我们提供一套通用技术方案，供广大用户了解系统整体概况，明确设计思路，以便我们能够更好地沟通交流，更好地利用系统集成的方法建设压力测试系统，实现在最短的时间内、最低的投入情况下达到最佳的效果。目 录1概述2 系统设计2.1 系统总体设计2.2子系统组成及功能2.2.1试压检测控制子系统2.2.2加压控制子系统：2.2.3电气
3、/液控制子系统2.2.4工业电视监视子系统2.2.5 试压及控制软件系统3 系统特点3. 1数据采集快速准确3. 2试压过程自动化程度高3.3控制方式灵活3.4超压保护3.5各种设备集中控制3.6监视图像清晰3.7对讲系统3.8网络功能3.9 安全措施齐全3.10 控制软件3.11试压过程符合相关标准4方案实施步骤和要求5 系统设备明细6 附件6.1计算机智能压力测试系统IPT-2000A V3.0+设备外形图6.2 软件产品测试报告和登记证书1概述1.1 系统名称油井防喷器计算机智能压力测试系统IPT-2000A V3.0，以下简称IPT-2000A智能压力测试系统。1.2应用范围钻井公司、
4、井下作业公司、压裂公司、试油、试采公司、管子站、生产厂、检测站、检测中心等需进行压力测试的单位。1.3测试对象对油井防喷器（单、双、环）、节流管汇、压井管汇、阀门、井口设备、承压工具进行强度试验及液密封试验。1.4压力范围加压系统最大设计工作压力可达300MPa以上，具体参数可根据用户需求调整。1.5数据自动采集压力测试系统可对被测工件试压过程中各种试压数据进行远程自动采集、显示、记录和存储，并保证其可靠性和准确性，其中压力数据采集精度不低于0.2%。1.6试压标准压力测试系统过程控制符合SY行业标准和国家压力容器检测标准以及API规范中对承压工件的检测标准。1.7系统功能 1.7.1安全隔离
5、压力测试系统可对防喷器液压卡箍、防喷器系统、加压泵、液控装置及控制执行机构、摄像机等控制对象和试压过程进行有效远程控制和监视，可实现操作人员与高压现场完全隔离，保证操作人员的人身安全。1.7.2集中控制压力测试系统将液压控制、加压泵组控制、卸压阀组等控制有机地集成，设计在控制室中，实现集中控制，节省了人力，降低了劳动强度。该系统技术先进，自动化程度高，操作方便。1.7.3液路控制压力测试系统通过控制液控装置可满足液压卡箍控制，试压管汇控制，液路强度/密封试验及防喷器组合试验（单、双闸板和环形胶芯）的过程控制。1.7.4远程监视压力测试系统中的试压监视子系统可对试压过程进行有效地全方位远程监视和
6、控制，监视图像清晰，操作方便。1.7.5超压保护 在试压过程中，系统异常超压时，压力测试系统发出声光报警，屏幕出现提示，并自动停泵卸压，保证人身设备安全，减少损失。2 系统设计2.1 系统总体设计系统由以下子系统组成： 试压检测控制子系统 加压控制子系统 电气/液控制子系统 工业电视监视子系统 试压及控制软件系统IPT-2000A油井节流压井管汇、防喷器智能压力测试系统框图水源加压泵系统液密封专用试压管汇试压工件液压卡箍液压远控台工业电视监视系统IPT-2000A V3.0控制软件数据采集及控制系统试压安全警示系统数据管理 2.2子系统组成及功能 2.2.1试压检测控制子系统试压检测控制子系统
7、是用于执行和完成试压工作的核心部分, 主要用于完成试压检测全过程，并对最终试压结果进行打印输出，保存等。试压检测子系统的性能直接影响到试压系统的总体性能。根据试压系统所要完成的工作可分为以下几大部分。2.2.1.1数据采集控制子系统 系统主控微机（配显示器、打印机及配套外设）：工控机采用P4，主板选型留有备用插槽及接口。 输入输出接口系统： 采用专用光电隔离接口模块，电源及板卡等完成数据转换过程。 压力传感器：压力传感器的采集精度为0.1%，并配高精度传感器电源，其纹波电压1mv。数据采集精度不低于0.2%，采样速度20kHz。2.2.1.2远程手动控制伺服子系统：远程手动控制按钮、切换开关及
8、继电器、接触器等控制元件装于主控柜内。配合数字显示表，可实现手动对试压泵控制，试压管汇控制，液控装置控制，防护装置控制，闭锁联动控制、超压报警及保护控制等多路控制。2.2.2加压控制子系统：加压控制子系统液密封试压加压部分主要由试压泵、试压管汇和试压管线等组成，其主要完成液密封试压的加压、保压及卸荷等功能。 液密封试压加压框图B2 C2停泵卸荷 阀单流阀试压卸荷阀手动卸荷 阀液控隔离 阀水 源加压泵加压泵B1 C1试压工件试压管汇加压控制子系统框图2.2.3电气/液控制子系统由于防喷器闸板/胶芯的开关控制及卸荷阀等均采用液压驱动方式,故在试压系统中配置液控站来完成防喷器闸板/胶芯及卸荷阀的动作
9、。液控站由电/液/气控制阀组及液控装置等组成，试压检测系统通过对液控装置的控制来完成对整个试压过程的控制。该液控装置可满足试压管汇控制，防喷器组合试验（单、双闸板和环形胶芯），并预留备用控制回路。控制系统示意图如图所示：液控系统示意图2.2.4工业电视监视子系统工业电视监视子系统可实现全方位过程监视和控制，视频显示器图像清晰，操作方便，并且图像可记录在服务器硬盘。为保存永久记录，可以将硬盘上的图像文件转存到另外的存储介质上长期保存备查。监视系统主要由工业级监视器、视频服务器、工业化彩色一体化摄像机、垂直升降及旋转系统等组成。其组成如图所示：试压工件视频显示 器视频服务器图像转存图像记录升降及旋
10、转系统工业电视监视系统2.2.4.1视频服务器一台视频服务器，可记录4台摄像机80天的工况（每天8小时），并且可进行多画面显示。摄像机的图像在监视器上直接显示，嵌套的视频软件能控制摄像机的变焦、光圈和参数设置及云台的转动、俯仰。2.2.4.2摄像机摄像机为彩色一体化摄像机，可变自动光圈，自动调焦，自动白平衡，带有电动云台，防护罩，同步照明。2.2.4.3升降及旋转系统能够通过升降及旋转系统实现摄像机全方位移动，以取得对泄漏点的最佳观测角度。2.2.5 试压及控制软件系统试压及控制软件系统是保证整个井控装备试压监控及数据采集系统得以顺利运行的关键所在。整套系统软件包括IPT2000A V3.0+
11、专用试压软件、数据采集及辅助试压设备控制软件及历史数据管理软件等。2.2.5.1软件环境本系统软件V3.0的运行环境为Windows98平台，采用C+语言进行程序开发，采样周期0.05ms，采用专用数据库独立开发。2.2.5.2软件功能系统软件的开发使井控装备试压监控及数据采集等全面实现自动控制的功能，更方便了试压信息的处理和管理、试压报告生成及打印输出等。以下为试压过程中部分操作控制界面和输出的中英文报告单：3 系统特点3. 1数据采集快速准确数据采集可快速有效地完成对各种试压数据的远程自动采集，其中压力数据采样周期为0.05ms，较之其它软件的1ms时基更加快速可靠，从而来保证采样的及时性
12、。采用高精度压力传感器和与之配套的高精度、高稳定度的纹波电压小于1mv的传感器专用电源，以此来保证了压力数据的准确性，降低了电源污染和纹波对自动控制的扰动，大大提高了试压自动化的可靠性。3. 2试压过程自动化程度高试压过程可根据选定的行业标准实现编程自动试压，并可定义非常规产品的试压过程，对试验数据进行实时记录，试压结束后可自动生成试压报告，以便打印或存储，且报告一旦生成不可更改，保证数据的真实有效。3.3控制方式灵活试压系统控制方式采用手/自动两种控制方式，一种是计算机编程自动控制；另一种是借助监视器上被测工件的图像和机柜上数字压力表显示数据，人工手动控制，适用于小批量无报告的试压，方便迅速
13、。3.4超压保护试压系统设有超压保护系统，当加压系统出现故障，异常超压时工业计算机自动智能识别，自动卸压，有效保障试压过程中人员和设备的安全无忧。在加压系统中还可引入高压溢流阀，根据设定压力双重保证试验系统压力在控制范围内。3.5各种设备集中控制系统控制台可对卡箍、卸荷阀、液控装置、压力泵等现场试压设备实现集中控制，操作员在主控制室就可以操作控制试压过程中所有相关设备，解决了异地操作不便的问题。3.6监视图像清晰试压监视系统采用高清晰度彩色一体化摄像机，配以云台和升降及旋转机构，对试压工件进行全方位无盲点监视，确保操作人员与试压工件在安全隔离时也能观察到任何细小的油、水卸漏情况。3.7对讲系统
14、为方便现场工作人员与操作室工作人员之间联系，有利于试压安全生产的有序进行，提高工作效率，系统设计纳入了对讲系统。3.8网络功能为便于生产管理，档案管理和质量监督，可远程监视试压人员的工作进程和现场情况。可以根据用户目前的现状，安装网络管理功能模块。 3.9 安全措施齐全 一是系统在操作台可对防喷器系统、加压泵、液控装置及控制执行机构、摄像机等控制对象和试压过程进行有效控制和监视，可实现操作人员与高压现场完全隔离，保证操作人员的人身安全。二是系统具有远程控制和监视功能，从而保证操作人员的安全。 3.10 控制软件系统中控制软件设计合理，功能完善，符合软件工程规范。是我国石油系统试压软件中唯一通过
15、了国家软件中心的测评的软件，能有效的实现和完成系统的数据采集、控制、显示、存储和处理，能够将试压过程中的信息自动生成报告，具有中英文两种打印输出格式。3.11试压过程符合相关标准系统的压力测试过程控制、数据采集及报告符合SY5053.1和API产品规范要求。4方案实施步骤和要求方案实施规划表序号项 目内 容计 划 时 间实 施 部 门配 合 部 门备 注前期第1月第2月第3月结束1技术要求需方*2技术方案保定合力3实施方案、合同保定合力需方4配套采购保定合力配套供应商5生产、制作保定合力6调试保定合力7配套基建完工、设备就位需方8运输保定合力9现场安装保定合力需方10调试培训保定合力需方11验
16、收保定合力需方12用户手册及使用说明书保定合力*注：需方应提供以下条件：1、试压场地的平面布置图和新厂房的平面布置图；2、提供足够容量的电源、气源、水源、液压源和现场照明；3、控制室、防护墙（坑）及行吊、轨道车等；我公司可提供整体方案集成设计，以及制造、采购配套和施工服务的一揽子交钥匙方式。5 系统设备明细计算机智能压力测试系统IPT-2000A V3.0设备明细系统类别系统项目项 目 明 细数量备注系统硬件检测控制子系统数据采集控制子系统1套远程手动控制伺服子系统1套试压检测辅助装置伺服子系统1套工业监视子系统监视器，云台控制器，画面分割器1套升降，旋转，同步照明控制硬盘录像选择项加压控制子
17、系统高压小排量与低压大排量组合，高压采用气驱动液泵1套电气/液控制子系统各液动元件控制，液控装置气液转换控制1套远控台改造选择专用液压站液动开关控制，液动卸荷控制卡箍液动控制电缆及辅助材料1套系统软件IPT-2000A测控系统软件历史数据管理软件监视系统控制软件1套1套1套专用工装液压卡箍根据用户测试设备型号选择选择项盲板法兰根据用户测试设备型号选择选择项服务承诺：1、免费培训用户操作人员2名和维修人员1名。（食宿费自理）2、免费同样操作项目的软件升级。6 附件 6.1计算机智能压力测试系统IPT-2000A V3.0设备外形图 立式主控机柜右侧区域是工业电视监视系统。功能是观察试压现场和防喷
18、器油水泄漏情况。左侧区域是工业计算机测控系统。功能是采集记录防喷器试压过程中的压力数据，并自动生成试压报告。卧式主控机柜上部右侧区域是工业电视监视系统。配备17寸工业液晶监视器，对应下部按钮及键盘用于控制监视系统设备。上部左侧区域是工业计算机测控系统。配备17寸工业液晶显示器，对应下部按钮及键盘用于控制测控系统设备。柜体型式可根据用户特殊要求和设备配置另行非标设计制造。监视设备主要包括：摄像机、云台、垂直电动升降架、顶部旋转架、辅助照明灯等。摄像机垂直有效行程1.8米3米，可满足14MPa105 MPa的各种防喷器组合体试验。 旋转范围180度，可方便被测工件吊装。高压动力源、 低压动力源气驱液增压泵，过滤水箱，压力表，手动控制开关，远控电磁阀 操作人员可在控制室内控制调整摄像头、云台和升降架，达到最佳的观测角度和效果，安全、可靠、方便。 试压管汇 专业化集成设计，内含压力传感器，三通，四通，卸荷阀，隔离阀，压力表，手动针阀6.2 软件产品登记证书：
