第四章 控制装置

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、带载工作，带载启动
压力继气器的调压过程： 1、用圆钢棒插入锁紧螺母圆 孔中，旋开锁紧螺母。再 将钢棒插入调压螺母中调 压； 2、顺时针旋转，调压螺母上 移，弹簧压缩，张力增大， 关闭油压升高；逆时针旋 转，关闭油压降低； 3、气泵试运转，检验关闭油 压是否是21Mpa； 4、校核准后，上紧锁紧螺母
遥控装置— 主(司)控台
遥控装置辅助控制台
8
3、联结管汇。 由液压管线及气、电缆组成。 用来将远程控制台与防喷器及液动阀的液 路连接起来，将远程控制台与司钻控制台 的气、液路连接起来，以实现对液压防喷 器及液动阀的控制。
气控管汇
液控管汇
另外，根据需要还有些辅助装置：

氮气备用系统— 为控制管汇提供应急辅助能量。 (储能器或泵装置不能提供动力液时) 也具有为司钻控制台提供备用气源功能。 （当钻井压缩机组失效时）
压力变送器使用时的注意事项
A A A
输入气压：0.14MPa
输出气压：0.02-0.1MPa 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、无尘。
7、调压阀（减压阀） 手动调压阀
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。
现场使用注意事项：
ü 钢瓶胶囊中只能预充氮气.
ü 往胶囊充氮气时应使用充氮工具并应在充 氮前首先放掉钢瓶里的压力油,在无油压 条件下充氮.
ü 每月对胶囊的氮气压力检测一次.检测前 应首先放掉钢瓶里的压力油.
2、电泵（电动三缸柱塞泵） 电泵作用： 提高液压油的 压力，往储能器里 输入和补充压力油。 电泵在控制装 置中作为主泵使用
ห้องสมุดไป่ตู้
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漏，以润滑钻具和胶芯，提高 胶芯的使用寿命。
压力继电器的调压过程
1、用小螺丝刀顺时针拧防尘板转轴，使左上角与右下角两孔打开。
2、用小螺丝刀伸入右下角孔内旋动转轴，调节上限油压，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 限油压，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。
陆地钻井
海洋钻井
以“气控液”较为先进。这是因为： （1）气比油经济、迅速和安全； （2）气比电安全； （3）台上无高压、不污染； （4）司钻台与远控台采用气缆连接，安装维修简便。
五、控制装置的型号及参数
据石油天燃气工业技术标准SY5053-84的规定
FK
控制对象数量(用数字表 示) 蓄能器组公称总容积，L；

1、 瓶式分隔式蓄能器

储能器的结构
储能器中装有胶囊 胶囊中预充 7±0.7MPa的氮气

利用储能器胶囊中 气体的压缩、膨胀 来储存和释放能量 的。
5）储能器检测与预充氮气程序
储能器的工作原理




电泵将7 MPa以上的压力油输入储 能器内 瓶内油量增多，油压升高。 利用储能器胶囊中 油压达到21 MPa为止。 气体的压缩、膨胀 此时氮气占钢瓶体积的 1/3 来储存和释放能量 开关防喷器使用后油压降低到 的。 19 MPa是电泵起动补油 电泵和气泵不补油时，只能靠储能 器本身的有效排油量（储能器油压 从21 MPa降至 8.4 MPa时所排出的 油量）能满足全部控制对象各关闭 一次的需要。
主要技术规范:
单瓶公称容积: 80L
胶囊充气压力: 7±0.7MPa
钢瓶设计压力: 31.5MPa
储能器额定工作压力: 21MPa
单瓶理论充油量(油压由7MPa升至21MPa): 27L
单瓶理论有效排油量(油压由21MPa降至8.4MPa): 20L
单瓶实际有效排油量(油压由21MPa降至8.4MPa): 约为 17L
3、压力继电器
压力继电器的作用
自动控制电泵的启或停
普通压力继电器
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。
上限 21 MPa
压力继电器 的调压范围 下限 19 MPa
补充： API标准规定是19~21Mpa 国内油田一般控制范围18~21Mpa
六、控制系统的工作原理
液压油通过泵 当需要时，油 储能器中储存起来。 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）。
七、“气控液”型控制装置主要部 件
储能器 电泵 压力继电器 气泵 压力继气器 气动压力变送器

减压阀 三位四通换向阀 旁通阀 安全阀 单向阀 气源总阀
二、控制装置的作用
气管束
液压管线
三、控制装置的组成
防喷器控制装置主要由以下三部分组成： 1、储能器控制装置（远程控制台）。 通常安装在面对井场左侧，距离井口25m远处。 它是控制装置的主要部分。包括： (1)、油泵组。 (2)、蓄能器。 (3)、管路及 各种控制阀件。 (4)、底座及油箱

2、遥控装置（司钻控制台）。 正常情况下都是在此控制台上控制防喷器 及液动阀。有的还配有辅助遥控装置（应 急的遥控装备）。
第四章
液压防喷器控制装置
& 控制装置概述 & 控制装置作用 & 控制装置组成 & 控制装置类型 & 控制装置型号和参数 & 控制装置基本工作原理 & “气控液”型控制装置主要部件
& &
控制装置的待命状态 现场调试及使用注意事项
一、控制装置概述

液压防喷器控制装置又称控制系统
是控制井口防喷器组、液动放喷阀的主要设备

压力补偿装置--钻井过程中，当钻杆接头通过环形防喷 器时，会产生压力波动。 压力补偿装置安装在控制环形防喷器的 管路上，管路压力的波动会立即被吸收。 1.减少环形防喷器胶芯的磨损 2.过接头后使胶芯迅速复位。

报警装置-----储能器压力低报警 气源压力低报警 油箱液位低报警 电动泵运转指示
(2)、压力表显示状况： ü蓄能器压力表为18.5--21MPa； ü环形和汇管压力表为10.5MPa； ü气源压力表为0.65-0.8MPa； ü气动压力变送器的输入气表为0.14MPa。
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
*
泄压阀
10.气源总阀
1、气源总阀
气源总阀为二位三通转阀，负责将压缩空气 输至各三位四通气转阀。该阀具有自动复位功 能，操作结束后，操作人员手松开，阀自己复 位，并将管路里的压缩空气放掉。 2、三位四通气转阀：该阀负责控制远程控制台 上双作用汽缸的动作，从而控制远程控制台上 相应的三位四通转阀手柄，间接控制井口防喷 器的开关动作。 该阀也具有自动复位功能，并将远程控制台 上双作用汽缸内的压缩空气放掉，以免当司钻 控制台失控，在远程控制台上无法关井。
1、系统压力= 21MPa 时：
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。
2、系统压力> 21MPa 时：
打开气路旁通阀；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。
高压10.5~21Mpa
超高压21~36.5Mpa(34.5Mpa)
超高压上限值： 管汇安全阀开启压力值 34.5Mpa\36.5Mpa
4、气泵
气泵作用：
1、 向储能器里输入补充液压油； 2、电泵故障、停电或不许使用电泵时；
3、制备21Mpa以上的高压油时；
气泵结构和工作原理:
5、压力继气器
压力继气器的作用
自动控制气泵的启或停
压力继气器的 工作位置图
P112
压力继气器
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。
8、三位四通换向阀（换向大转阀）
三位四通换向阀的位置图
结构特点： 手柄连接双作 用气缸 即可手动换向 又可遥控气动 换向
三位四通换向阀的作用
控制油流方向， 使控制对象开关。
三位四通换向阀工作原理
开位
压力油
中位
压力油 路阻塞
关位
压力油
关闭腔
开启腔
关闭腔
开启腔
两条油路都阻塞
关闭腔
开启腔
油箱
三位四通阀工作原理图
电泵结构、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。
电泵主要技术规范： 额定工作压力 21MPa 理论排量 41L/min 实际排量 40L/min
现场使用注意事项： 1、电源专线供应； 2、电源电压保持380+ 19V 3、控制装置投入工作时 电泵的启停由压 力控制器控制 ，电控箱旋钮旋至自动位，上 限21MPa，下限19MPa。 4、电机转向按箭头方向，即逆时针方向。 5、曲轴箱、链条箱加好油，半年更换一次。 6、柱塞密封装置松紧适度，以5~10滴/min 为宜。
用数字表示
先导控制方式（无先导则空 白） Q--气控；Y--液控；D--电控
防喷器液压控制装置名称代号 标牌
控制装置型号举例：
• •
FK Q 640 6
控制对象数量：6个 储能器公称总容积：640 远控方式：气控 地面防喷器控制装置
•陆上钻井常用的防喷器控制装置有： •FKQ4805； FKQ5606； FKQ6406； FKQ6407；FKQ8006 等
当超出设定的报警极限时，可以在远 控台和司钻控制台上给出声、光报警信号， 提示操作人员采取措施。

油箱电加热装置----可以对远控台油箱内的液压油进行加热。 安装加热装置可以改善控制装置在寒冷地区 的工作条件
四、控制系统的类型
液控液型
根据换向阀 先导方式分
气控液型
电控液型
三种控制系统的比较
控制系统名称 液控液型 气控液型 电控液型 适用场合 陆地钻井
6、压力传感器（气动压力变送器）
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”。
12、单向阀
单向阀作用： 控制压力油单向流动，防止倒流。 电泵、气泵的输出管路上都装有单向阀，避免泵遭高压冲击。
八、控制装置正常工作时的工况
1)、远程台 (1)、阀的开关状态： ü电源空气开关合上； ü电控箱旋钮旋至自动位； ü泄压阀、液旁通阀、气旁通阀、气泵进气阀处 于关闭状态； ü换向阀手柄与所控制的防喷器开关状态一致 ü其余阀处于开位。
是钻井、井下修井作业机试油中防止井喷、排
除溢流和压井过程中必不可少的装置
液压防喷器必须配备控制装置。
二、控制系统的作用
作用：预先制备和储存足量的液压油并控 制压力油的大小和流动方向，使防喷器、 液动阀得以迅速开关。当液压油由于使用 消耗、油量减少，油压降低到一定程度时， 控制装置将自动补充储油量，使液压油始 终保持在一定的压力范围内。
油箱
三位四通换向阀手动时的工况图
中位 左位 右位
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
A
A A A A
操作时手柄应搬到位
不能在手柄上加装锁紧装置 双作用气缸润滑点，应定期打油润滑 超高压操作时不换向 由关位或开位扳向中位，可使油路泄压
9、二位二通转阀（旁通阀）
大于10.5时的使用情况