气控液型控制系统.ppt

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1、第五章 控制系统,控制系统的作用,控制系统的组成,控制系统的类型,控制系统的型号及参数,控制系统的基本工作原理,FKQ4005A型控制系统介绍,控制装置现场调试,常见故障与排除方法,平时用来制备和储存液压油，当需要时使控制对象（防喷器）开关。,作用,控制系统的组成,遥控装置（又叫司钻控制台或叫主控制装置）,蓄能器装置（又叫远程控制台）,连接管汇,有的还安有辅助遥控装置,遥控装置图（司钻控制台）,蓄能器装置的外观图,连接管汇图,控制系统的类型,液控液型,气控液型,电控液型,根据换向阀先导方式分,三种控制系统的比较,控制系统名称,适用场合,气控液型,电控液型,液控液型,陆地钻井,陆地钻井,海洋钻井

2、,由于气控液型比液控液型的信号传输快，且安全、经济、无污染，故气控液型的控制系统得到广泛的应用。,三位四通换向阀换向原理,控制系统工作原理,液压油通过泵 储能器中储存起来。当需要时，油 减压调压阀 换向阀 关闭腔（开启腔），使防喷器或液动阀关闭（打开）。,控制系统的型号,FK,控制对象数量(用数字表示),蓄能器组公称总容积，L；用数字表示,先导控制方式（无先导则空白）,防喷器液压控制系统名称,据石油天燃气工业技术标准SY5053-84的规定,Q-气控；Y-液控；D-电控,标牌,气控液型控制系统,远程控制台（蓄能器装置）,司钻控制台（遥控装置）,气控液型控制系统介绍,FKQ3204的特点,FKQ

3、3204控制系统的工作过程,FKQ3204型主要部件的结构及工作原理,FKQ3204型控制系统的特点,采用两种动力源-电动泵和气动泵 一般情况下用电泵，气泵作为辅助泵。,采用多个柱形储能器，储能器容量较大 故可在不启动油泵的情况下，用储存的液压油开关防喷器及液动放喷阀。另外，一旦个别储能器胶囊损坏，不致影响整个系统的正常工作。,泵及储能器工作压力 21 MPa，常用10.5 MPa 即高压储备，低压使用，提高了储备能力。,气控液型控制系统工作图,远程控制台（蓄能器装置）中的主要部件,电泵,气泵,储能器,三位四换向阀,旁通阀,减压阀,安全阀（溢流阀）,压力继电器（自动液电开关）,压力继气器（自动

4、液气开关）,压力传感器,电泵位置图,电泵结构、工作原理,工作原理,利用曲柄连杆机构，将电机的旋转运动变为柱塞的往复运动，使液缸发生或大或小的变化，从而进行吸、排油的。,电泵使用时的注意事项,电泵电源应有专线连接，接在井场电源开关的前方,电泵的补油工作应降压启动（降到 17.5 或 16 MPa),压力继电器调定：上限21MPa 下限 17.5MPa,电源电压为380V,马达的旋向为逆向旋转,盘根压帽不能太紧，一般情况允许盘根处漏5-10滴/min,气泵位置、外观图,气泵使用时的注意事项,气泵的耗气量大，当钻机气控系统气源不充裕时，不宜 使气泵长期自动运转。通常关闭气泵进气阀，停泵备用。,气泵换

5、向机构中的滑块易卡死，应保持压缩空气的洁净 与低含水量。,气路上装有油雾器，当压缩空气进入气缸前流经油雾器 时，有少量润滑油化为雾状混入气流中，以润滑气缸与 活塞。,气泵的油缸上方装有密封盘根，当漏油时可调节盘根压 帽，盘根压帽不宜压得过紧，不漏即可。,储能器的位置图,储能器的作用,储存足够数量的高压油，为防喷器装置提供可靠的能源。,储能器的结构、工作原理,工作原理,利用储能器胶囊中气体的压缩、膨胀来储存和释放能量的。,储能器的技术规范,1、单瓶的公称容积：40升,2、瓶中胶囊里充氮气，充气压力：70.7MPa,3、额定工作压力：21MPa,5、单瓶理论充油量：27升(L),6、单瓶理论有效排

6、油量：20升(L),4、钢瓶设计压力：32MPa,7、单瓶实际有效排油量：约17升(L),储能器使用时的注意事项,胶囊中只能充氮气，不能充空气，绝对不能充氧气。,充氮气时，卸掉钢瓶中的油压，在无油压的条件下充 氮气，否则不能达到目的。,每月对胶囊中的氮气压力检测一次。检测时使用专用 充氮测量工具。,充氮测量工具图,现场无充氮测量工具时，氮气压力的检测,采用往储能器里充油升压的方法检测胶囊中氮气预充压力。,1、卸压：打开卸压阀使储能器压力油流回油箱，关闭卸压阀。,2、启动电泵打压,3、打压时注意储能器压力表的变化情况。开始油压未达到氮气预充压力时，储能器压力表升压很快，当油压超过氮气预充压力时，

7、压力油进入钢瓶，储能器压力表升压变慢。压力表由快变慢的转折点即为胶囊预充氮气的预充压力。,三位四通换向阀的位置图,三位四通换向阀的作用,控制油流方向，使控制对象开关。,三位四通换向阀的结构、工作原理,结构图P56,用手或气使手柄带动阀芯转一定角度，连通不同的孔道，使油流方向发生变化，从而使控制对象实现开关。,三位四通换向阀手动时的工况图,左位,右位,中位,三位四通换向阀气动时的工况图,左位,右位,三位四通换向阀使用时的注意事项,操作时手柄应搬到位,不能在手柄上加装锁紧装置,气缸润滑点，应定期打油润滑,超高压操作时不换向,旁通阀的位置图,旁通阀的作用,将泵、储能器与管汇的油路切断或连通,旁通阀的

8、使用,1、平时是处于关闭状态,2、当系统所需压力大于10.5 MPa，使此阀处于开位(当闸板被泥浆岩屑粘 死,井压过高操作时;当储能器损坏,不能正 常供油时),大于10.5时的使用情况,打开旁通阀，高压油绕过减压调压阀，进入闸板防喷器，使控制对象开关。,打开旁通阀；关储能器截止阀；停电泵；开气泵旁通阀；开气泵进气阀用气泵打压。,1、系统压力=21MPa 时：,2、系统压力 21MPa 时：,从超高压状态（21MPa）转为常压工作状态（10.5MPa）,关气泵旁通阀,关气泵进气阀,开泄压阀到10.5MPa关闭,关旁通阀,开储能器截止阀,气旁通阀位置图,泄荷阀位置图,旁通阀的位置图,储能器截止阀位

9、置图,减压阀的位置图,减压阀的作用,1、满足环形防喷器对不同液控压力的要求。,2、强行起下钻时稳压。,3、高压储备，低压使用，提高了储备能力。,减压阀的结构、工作原理,利用高压油通过阀口缝隙时产生局部压力损失的特性，来节流降压。,技校书P60,减压阀的使用调试,1、调压时有滞后现象，二次油压不随手柄的调节呈连续变 化，要求阶跳3MPa。,2、调试转动手轮前，先卸松锁紧手柄，再看着相应的压力 表进行调试，调好后再锁紧手柄。,3、顺时针转动手轮，油压升高，逆时针转动手轮油压降低。,4、二次油压调定为10.5 MPa,5、调压标准：起下18。的对焊钻杆时，油压不易过高，允许 密封摩擦处有少量的泥浆泄

10、漏，以润滑钻具和胶芯，提高 胶芯的使用寿命。,减压阀的调压图,安全阀（溢流阀）的工作位置图,安全阀（溢流阀）的作用,用来保护储能器、管汇，使其不在超高压的情况下工作而损坏。,安全阀的结构、工作原理,P61,利用调定弹簧的压力与阀芯所承受的液压推力直接作用来进行工作,安全阀的调压值,制 造 厂 家,广石,北石,上石,储能器安全阀调压值,管汇安全阀调压值,24.5MPa,23MPa,22MPa,38.5MPa,35MPa,33MPa,压力继电器的工作位置图,压力继电器的作用,自动控制电泵的启或停,压力继电器的结构、工作原理,利用液压力，使波登管产生曲张，带动动触点，通断电路，实现电泵的启、停。,压

11、力继电器的调压过程,1、用小螺丝刀顺时针拧防尘板转轴，使左上角与右上角 两孔打开。,2、用小螺丝刀伸入右下角孔内旋动转轴，调节上线油压，顺时针旋拧上限油压调低；逆时针旋拧上限油压调高。,3、用小螺丝刀伸入左上角孔内旋动转轴，调节下线油压，顺时针旋拧下限油压调低；逆时针旋拧下限油压调高。,4、上下限油压调定后，再用小螺丝刀逆时针旋拧防尘板 轴将两调节孔遮蔽，以防灰尘侵入。,压力继电器外观图,压力继电器的调压过程1（广石产）,电接点压力表型压力继电器有3个指针：液压针、上线针、下线针。,用小螺丝刀将拨片按下，拨动上限针至 21MPa 刻度位置，然后再将下线针拨至 17.5MPa刻度位置即可。将电控

12、箱旋钮转至“自动”位置。,压力继电器的调压过程2（上石产）,压力表型压力继电器有3个孔：上限孔、防尘板转轴、压差孔。,用小螺丝刀拨动转开防尘板转轴，再拨上限针至 21MPa 刻度位置，然后再将压差孔拨至相应压差位置。将电控箱旋钮转至“自动”位置。,压力继电器的调压,上限 21 MPa,下限 17.5 MPa,压力继气器的工作位置图,压力继气器的作用,自动控制气泵的启或停,压力继气器的结构、工作原理,利用弹簧的张力与液压油的压力相平衡的办法，通断气路，实现气泵的启、停。,压力继气器的使用,1、调定压力值为21MPa,2、当液压力21MPa，气路关，气泵停 当液压力21MPa，气路通，气泵开,3、

13、带载工作，带载启动,压力继气器的调压过程,压力传感器（压力变送器）工作位置图,压力传感器的作用,把蓄能器装置（远程台）上储能器、管汇、环形防喷器上高压的液压能转为低压的气压值，传到司钻台供仪表显示。,压力变送器的结构、工作原理,当测量信号（液压油）作用于波登管时，产生一个测量力。这个力使主杠杆绕支点膜片旋转，使喷嘴与挡板间的距离变小，导致放大器输出压力上升，这个压力又进入反馈波登管，产生反馈力推动主杠杆向相反的方向转动，当反馈力矩和测量力矩相等时，主杠杆就稳定在一个平衡位置上，这时放大器就输出与测量压力成比例的气压信号。,P65 孙,压力传感器的调试,气动压力变送器投入工作时，蓄能器装置上的油

14、压表与遥控装置上气压表所显示的油压值应基本相等，压差不应超过1MPa。否则应对其进行调节。,1、当压差过大时，用螺丝刀伸入变送器侧孔，旋拧调零弹簧。顺时针旋拧螺钉时，遥控装置示压表显示值升高；逆时针旋拧螺钉时，遥控装置示压表显示值降低。这常称为“有压调等”,2、当输入液压的压力为零时，蓄能器装置与遥控装置两表指针都应回零，若遥控装置示压表指针未回零，亦可调节其调零弹簧螺钉使表针回零。这常称为“无压调零”。,压力变送器使用时的注意事项,输入气压：0.14MPa,变送器的喷嘴直径为1mm，恒节 流孔导管孔径0.25mm，流通孔道 小，因此对输入的压缩空气要求 较为严格，所输入气流应洁净，无水、无油

15、、无尘。,气源总阀,三位四通空气换向转阀,三位四通空气换向滑阀,遥控装置上（司控台）各阀件介绍,气源总阀图,气源总阀的作用,控制气源的通断,结构、工作原理,将手柄按下，使之旋动45。，此时凸轮、碰头推下顶杆，将胶垫压开，进气路与出气路接通。当松开手柄时，在弹簧力的作用下手柄复位，进气路与出气路又被切断。,P70,操作,要想遥控装置上有气，必须一直按下手柄。,三位四通气转阀图,三位四通气转阀的作用,在司钻台上控制远程台的三位四通换向阀，以达到遥控防喷器的目的。,结构、工作原理,当手柄向左转动45。时；,当手柄处“中位”时；,当手柄向右转动45。时；,操作,操作之前看标志牌：若需开，此时将手柄搬向

16、相应的位置开位，时间超过5秒钟，松开手柄，该阀自动回中位；若需关，此时将手柄搬向关位，时间超过5秒钟，松开手柄，该阀自动回中位。,三位四通气滑阀作用,在司钻台上控制远程台的三位四通换向阀，以达到遥控防喷器的目的。,结构、工作原理,平时，在弹簧力的作用下，滑阀手柄处于中位，P口与出气口A、B不通，出气口A、B则通过O口与大气相通。,手柄处于左位时,手柄处于右位时,操作,操作之前看标志牌：若需开，此时将手柄搬向相应的位置开位，时间超过5秒钟，松开手柄，该阀自动回中位；若需关，此时将手柄搬向关位，时间超过5秒钟，松开手柄，该阀自动回中位。,在遥控装置上如何控制井口防喷器的关、开,2、右手搬动相应的三

17、位四通气阀的手柄，使其处于关位。（此时气体通过管线，进入蓄能器装置上相应气缸，气缸活塞杆带动三位四通换向阀的手柄转动，蓄能器中的液压油经过减压后，通过换向阀，进入防喷器的关闭腔，推动活塞、活塞杆、闸板向井口方向移动，实现关井的目的。）,3、右手搬动相应的三位四通气阀的手柄，使其处于开位。（此时气体通过管线，进入蓄能器装置上相应气缸，气缸活塞杆带动三位四通换向阀的手柄转动，蓄能器中的液压油经过减压后，通过换向阀，进入防喷器的开启腔，推动活塞、活塞杆、闸板向远离井口方向移动，实现开井的目的。）,1、左手搬动气源总阀的手柄，使其处于开位,控制装置现场调试,井场调试应在井口防喷器组、节流压井管汇、控制

18、装置等安装完毕后进行。其目的是：检查管路是否密封？有关部件的技术指标是否调准？液控、气控是否正常？,蓄能器装置空负荷运转,蓄能器装置带负荷运转,蓄能器装置上操作检查液控效能,遥控装置上检查气控效能空负荷运转,控制装置停机备用,主要包括,空负荷运转前的准备工作,油箱注20号液压油，油面不超过上部油位计上限。,电泵曲轴箱、链条箱注20号机油，检查游标高度。,油雾气油杯注10号机油，调节顶部针型阀，顺旋半圈。,电源总开关合上，电压380V。气源截止阀开启，压力表显示0.65-0.85MPa,蓄能器进出油截止阀开启。蓄能器钢瓶下部截止阀全开。,电泵、气泵进油阀全开。,三位四通换向阀手柄处于中位。,气泵

19、进气路旁通截止阀关闭。,旁通阀手柄处于开位。,泄压阀打开。,具体操作步骤,1、电控箱旋钮转至手动位置启动电泵。检查电泵链条的旋 转方向；柱塞泵密封装置的松紧程度；柱塞运行的平稳 状况。电泵运转 10min 后手动停泵。,2、开气泵进气阀启动气泵。检查气泵工作是否正常。关气 泵进气阀，停泵。,3、关闭泄压阀。旁通阀手柄扳至关位。,蓄能器装置带负荷运转的目的、操作步骤,目的,检查管路密封情况及部件的技术指标,操作步骤,手动启动电泵。,观察环形防喷器、闸板防喷器供油管路 压力表的二次油压是否为10.5 MPa,开、关泄压阀：检查安全阀的开启压力；压力继电器；压力继气器。,检查或调节气动压力变送器。,

20、检查管汇安全阀的开启值。,看蓄能器油压是否迅速升至 7MPa，然后缓慢升至 21MPa。手动停电泵，稳压15min。检查管路密封情况，蓄能器压力表压降不超过0.5MPa,带负荷运转工况下手动启动电泵时所注意的:,带负荷运转时:蓄能器安全阀、压力继电器、继气器的检查,开、关泄压阀，使蓄能器油压降至17.5MPa以下，手 动启动电泵，使油压升至蓄能器安全阀调定值，检查 或调节蓄能器安全阀的开启压力。手动停泵。,开、关泄压阀，使蓄能器油压降至17.5MPa 以下，自 动位启动电泵（电控箱旋钮转至自动位置）。检查压力继电器 的工作效能，(即上限油压与下限油压是否准确，否则重新调定。)最后，将电控箱旋钮

21、旋至停位、停泵。,开、关泄压阀，使蓄能器油压降至19MPa以下，开气泵 进气阀，气动气泵。检查或调节压力继气器的工作效能。关气泵进气阀，停泵。,检查或调节气动压力变送器,检查或调节气动压力变送器的输入气压，一次气压表显示0.14MPa。核对蓄能器装置与遥控装置上三副压力表的压力值，根据需要进行“调压调零”。,蓄能器装置上操作检查液控效能,在蓄能器装置上操作三位四通换向阀，使井口控制对象开关各两次。检查液控效能、开关动作正误、液控管路密封情况，同时通过液压油的流动循环将管路中空气排净。,遥控装置上操作检查气控效能,在遥控装置上操作气控阀件，使井口控制对象开关各一次。检查气控效能、开关动作正误。,第五章 控制系统,控制系统的作用,控制系统的组成,控制系统的类型,控制系统的型号及参数,控制系统的基本工作原理,FKQ4005A型控制系统介绍,控制装置现场调试,常见故障与排除方法,电泵启动后储能器压力表升压很慢,进油阀微开吸入滤清器堵塞油箱油量过少卸压阀微开三位四通换向阀未扳到位管路刺漏电泵柱塞密封盘跟过松或磨损,电泵启动后，储能器不升压,进油阀关死滤清器太脏，堵死油箱油量极少或无油卸压阀全开,储能器升压后油压稳不住压，不断降压,三位四通换向阀受柄未扳到位卸压阀未关死管路油壬、弯头泄露卸压阀、换向阀、安全阀等元件磨损，内部漏油,