ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ОБОГРЕВА ПРЕВЕНТОРА Российский патент 2020 года по МПК E21B33/03 

Область техники.

Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в конструкции устройств используемых для дистанционного управления рабочими органами гидравлического противовыбросового оборудования (превентора) и для его обогрева жидким теплоносителем при строительстве и освоении нефтяных и газовых скважин, при проведении капитального и подземного ремонта, зарезки боковых стволов, а также при проведении всех видов геофизических работ, в районах с холодным, арктическим климатом.

Предшествующий уровень техники.

Для управления рабочими органами противовыбросового оборудования с гидравлическими приводами используют различные насосные станции обеспечивающие дистанционную управляемую подачу рабочей жидкости к гидравлическим приводам противовыбросового оборудования. Насосные станции должны обеспечивать образование, аккумулирование и распределение рабочей жидкости под заданным давлением. Для эксплуатации противовыбросового оборудования в районах с холодным климатом, когда температура окружающей среды опускается ниже нуля градусов по шкале Цельсия, предусматривают различные способы обогрева оборудования. Эксплуатация превенторов, в условиях низких температур приводит к замерзанию эластичных элементов плашек, гидроцилиндров превентора, что служит причиной отказа и может служить причиной аварии. Для эксплуатации превенторов при низких температурах они оборудуются камерой обогрева, предназначенной для подвода теплоносителя. Обогрев превенторов возможен различными способами, в частности путем подогрева рабочей жидкости подаваемой к гидравлическим приводам. Однако такой способ подогрева малоэффективен и не обеспечивает необходимую скорость и эффективность прогрева, в виду отсутствия постоянной циркуляции рабочей жидкости-теплоносителя в системе приводов, отсутствия возможности обеспечения отдельной контролируемой и управляемой подачи рабочей жидкости с целью обогрева раздельно от процесса управления приводами превентора. При этом способе обеспечивается обогрев только приводов превентора и только в процессе управления приводами (закрытия/открытия плашечных затворов), но не обеспечивается обогрев корпуса. Поэтому в конструкциях превенторов (превентор, патент RU 167756; превентор плашечный сдвоенный гидравлический патент RU 168627), эксплуатация которых предполагается в районах с холодным, арктическим климатом (макроклиматических районов I-II по ГОСТ 16350-80), предусматриваются системы обогрева, в которых нагрев обеспечивается за счет циркуляции теплоносителя в камерах, полостях и каналах обогрева. В этом случае циркуляция теплоносителя осуществляется независимо от процесса управления приводами превентора. В качестве теплоносителя могут использоваться жидкости (горячее масло или тосол) газ (горячие воздух или пар). Использование в превенторах специальных систем обогрева позволяет быстрее и эффективнее создавать оптимальную для работы температуру корпуса и приводов и поддерживать ее в течение заданного времени. Для обогрева превенторов применяют станции обогрева, обеспечивающие подачу теплоносителя (жидкого или газообразного) в систему обогрева превентора. Станции обогрева могут быть совмещены со станциями управления.

Известны гидравлические, пневмогидравлические, электрогидравлические станции управления отличающиеся физическими принципами используемыми в их системах управления.

Известна станция управления СГ-14х370 совмещенная с масляным обогревом превенторов МОП-00-000 (источник [1], интернет сайт ООО «Нефтепромцентр»; Раздел продукция: Станция гидроуправления превенторами СГ-14-370. Адрес страницы http://www.neftepromcentr.ru/pul't_upravlenija_preventorami.htm, источник [2], Адрес страницы http://www.sibno.ru/products/57). Станция СГ-14х370 предназначена для образования, аккумулирования и распределения энергии гидравлической рабочей жидкости под давлением в гидравлические приводы элементов противовыбросового оборудования (ПВО) для поддержания и контроля необходимого давления в гидравлических приводах элементов превентора. Станция содержит, раму, гидравлический бак, насосный агрегат в виде шестеренчатого насоса с электродвигателем и цепью питания напряжением 380 вольт, ручной насос, электрооборудование, размещенное в шкафу управления, трубчатый электронагреватель (ТЭН) для подогрева рабочей жидкости, гидрораспределители, соединительную арматуру, контрольную аппаратуру, два пневмогидроаккумулятора, два взаимно сблокированных пульта управления: основной и выносной, 3 поста управления. Основной пульт управления включает в себя силовую установку, раму с пневмогидроаккумуляторами, запорную арматуру, соединительные трубопроводы и внешнее укрытие. С основного пульта выведены трубопроводы для подсоединения рукавов высокого давления для управления превенторами и подключения выносного пульта. Выносной пульт, с массой 80 кг и габаритами 916х615х264 мм, содержит распределители ГР-8х21, которые позволяют дистанционно управлять гидрораспределителями в основном пульте. В станции предусмотрена возможность комплектации встроенным модулем обогрева превенторов. Станция рассчитана на дистанционное управление двумя плашечными превенторами. Выносной пульт включает в себя распределители которые позволяют управлять распределителями в основном пульте дистанционно. С основного пульта можно производить следующие операции: закрывать и открывать плашечные превенторы; контролировать давление в гидросистеме; переключать управление с основного пульта на выносной и наоборот.

Модуль обогрева в станции [1;2] выполнен в виде отдельного устройства. В станции [1;2] не обеспечена возможность обособленного контроля параметров (давления и температуры) рабочей жидкости (теплоносителя) в гидравлическом контуре обогрева с основного пульта управления и управление подачей. Использование независимого модуля обогрева увеличивает массу и габариты станции, так как модуль обогрева содержит собственный гидравлический бак, собственную панель управления. Выносной пульт управления связан с основным пультом через гидравлические линии, в результате выносной пульт громоздкий 615х 264х916 мм и тяжелый 80 кг и маломобильный (связан рукавами высокого давления с основным пультом). В станции используются механические гидрораспределители и механическое управление. Данная станция является по принципам управления является гидромеханической (гидравлической). От основного пульта к выносному пульту протянуты рукава высокого давления, а управление осуществляется ручными механическими гидрораспределителями. Механические гидрораспределители предопределяют большую массу выносного пульта, а шесть гидравлических рукавов высокого давления ограничивают его мобильность. Механические гидрораспределители не позволяют выполнить выносной пульт компактным и легким, ограничивают мобильность, удобство транспортировки и эксплуатации. При этом рукава высокого давления не имеют механизмов для сматывания-разматывания, создавая неудобство при эксплуатации и транспортировке, увеличивают затраты времени на подключение-отключение и сборку. Недостаток гидромеханических станций, с гидравлическими линиями связи в системе управления потоком рабочей жидкости и механическими органами управления в их громоздкости и высокой массе.

Электрогидравлические станции управления, где для управления потоком рабочей жидкости, гидрораспределителями, используют электрические линии, обладают преимуществами перед гидромеханическими и пневмогидравлическими станциями. Использование электрических линий и компонентов позволяет существенно снизить габариты выносных и основных пультов системы управления, существенно уменьшить массу станции, позволяют повысить надежность и удобство эксплуатации, обеспечивают возможность автоматизации процессов.

Заявленное техническое решение направлено на совершенствование конструкции электрогидравлической станции управления и обогрева превентора. Из уровня техники известны электрогидравлические станции управления.

Известна станция управления превентором электрогидравлическая (источник [3]: патент RU 170179). Станция включает гидравлический контур управления и модуль обогрева. Гидравлический контур управления станции содержит гидравлический бак с рабочей жидкостью, соединенный с баком насос контура управления, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль, соединенную с насосом, для подачи рабочей жидкости под напором к гидрораспределителям, обратную гидравлическую магистраль для возврата рабочей жидкости в гидравлический бак, электромеханические гидрораспределители для управления подачей рабочей жидкости под напором к гидравлическим приводам превентора по гидравлическим линиям управления, пневмогидроаккумулятор для обеспечения напора рабочей жидкости при нефункционирующем насосе, ручной насос для нагнетания рабочей жидкости в контуре управления при нефункционирующем насосе. Станция содержит электрическую цепь питания, электрическую линию управления, основной и выносной пульты управления, содержащие элементы управления подачей рабочей жидкости в гидравлические приводы превентора, элементы контроля состояния рабочей жидкости (давления, температуры) гидравлического контура управления и электрические индикаторы. Гидрораспределители подключены к напорной гидравлической магистрали и гидравлическим линиям управления. Гидрораспределители содержат органы управления потоком рабочего тела. На основном пульте управления смонтированы электрические переключатели и органы управления гидрораспределителей, для управления потоком рабочей жидкости в контуре управления, элементы контроля состояния рабочей жидкости (температуры и давления). Выносной пульт управления связан с гидрораспределителями содержит переключатели гидрораспределителей и электрические индикаторы. Станция содержит модуль обогрева, для автоматического обогрева превентора при низких температурах. Модуль обогрева конструктивно выполнен в виде независимого блока, который свободно устанавливается в корпус станции. Модуль обогрева имеет собственную панель управления, содержащую элементы управления потоком теплоносителя и контроля его параметров (температуры), собственный гидравлический бак, нагревательный элемент и насос. При работе в условиях низких температур станция [3] обеспечивает подогрев и поддержание требуемой температуры рабочей жидкости в системе управления гидравлическими приводами превентора. Гидравлический бак оснащён датчиком температуры с регулятором температуры и электрическим нагревательным элементом, который связан с электрическим переключателем, размещенным на основном пульте управления. Для подогрева рабочей жидкости в баке включают электрический нагревательный элемент, для этого используют электрический переключатель. При включении электрического нагревательного элемента происходит нагрев рабочей жидкости в баке с автоматическим поддержанием заданной температуры. Подогретая рабочая жидкость подается в гидравлические линии управления. Температура рабочей жидкости определяется через датчик температуры, контролируется и управляется через регулятор температуры расположенный на основном пульте управления. Регулятор температуры связан с электрическим нагревательным элементом и датчиком температуры, позволяет выставлять и контролировать требуемую температуру рабочей жидкости в баке. Для дополнительного обогрева превентора оснащенного системой обогрева (типа превентора патент RU 167756, превентора RU 168627) используют независимый модуль обогрева, рукава высокого давления модуля обогрева подключают к полости обогрева превентора, с собственной панели управления модуля обогрева включают нагревательный элемент и насос модуля обогрева. Модуль обогрева в автоматическом режиме поддерживает заданную температуру. Обогрев превентора с помощью модуля обогрева обеспечивает быстрое достижение оптимальной температуры для работы гидроприводов превентора.

Известна станция управления превентором (источник [4]: RU 170187). Станция обеспечивает образование, аккумулирование и распределение энергии рабочей жидкости, в гидравлические приводы рабочих органов превентора и обогрев превентора рабочей жидкостью и теплоносителем с использование модуля обогрева. Станция включает гидравлический контур управления с возможностью подогрева рабочей жидкости и модуль обогрева в виде независимого блока. Станция содержит гидравлический бак, соединенный с баком насос, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль, соединенную с насосом, пневмогидроаккумулятор, дополнительный насос, механические гидрораспределители, подключенные к напорной гидравлической магистрали, гидравлические линии управления, подключенные к гидрораспределителям, электрическую цепь питания, основной и выносной пульты управления, на которых смонтированы органы управления гидрораспределителями и электрооборудованием, параллельно механическим гидрораспределителям установлены дублирующие электромеханические гидрораспределители, связанные по электрической линии управления с электрическими переключателями, выносной пульт управления связан электрической линией управления низкого напряжения в пределах от 6 до 36 вольт с электромеханическими гидрораспределителями, содержит электрические переключатели и электрические индикаторы, гидравлическая линия управления содержит гибкие рукава высокого давления с быстроразъемным соединением, рукава высокого давления установлены на смоточном барабане. При работе в условиях низких температур станция обеспечивает подогрев и поддержание требуемой температуры рабочей жидкости контура управления. Необходимая температура обеспечивается тем, что гидравлический бак, оснащён датчиком температуры с регулятором температуры и электрическим нагревательным элементом, который связан с электрическим переключателем. Для подогрева рабочей жидкости в баке включают электрический нагревательный элемент, для этого используют электрический переключатель. Температура рабочей жидкости определяется через датчик температуры, контролируется и управляется через регулятор температуры. Для дополнительного обогрева превентора используют модуль обогрева, рукава высокого давления модуля обогрева подключают к полости обогрева превентора, включают нагревательный элемент и насос модуля обогрева. Модуль обогрева в автоматическом режиме поддерживает заданную температуру. Обогрев превентора с помощью модуля обогрева обеспечивает быстрое достижение оптимальной температуры для работы гидроприводов превентора. Управление потоком и контроль температуры, давления рабочей жидкости осуществляется с основного пульта управления. Управление потоком и контроль температуры, давления теплоносителя осуществляется с панели управления модуля обогрева. Гидравлический контур управления имеет собственные бак, насос, основной пульт управления и электрический шкаф, гидравлический контур модуля обогрева имеет собственные бак, насос, пульт управления и электрический шкаф.

Системы обогрева в указанных аналогах [3;4] реализованы одинаково. Описанные конструкции [3;4] позволяют осуществлять раздельную подачу рабочей жидкости в гидравлический контур управления и подачу теплоносителя в систему обогрева превентора, что позволяет осуществлять эффективное управление гидроприводами и обогрев превентора. Однако такое решение обладает следующими недостатками. Станция [3;4] не содержит встроенного гидравлического контура для подачи теплоносителя к системе обогрева превентора. Модуль обогрева выполнен в виде независимого гидравлического блока (источник [5]: модуль-станция обогрева превентора RU 170491). Использование независимого модуля увеличивает массу и габариты станции, так как модуль обогрева содержит собственный гидравлический бак, собственную панель управления, его электрические компоненты смонтированные отдельно от электрических компонентов контура управления станции в собственном электрическом шкафу. Основной пульт управления станции [3;4] содержит элементы управления потоком рабочей жидкости для управления приводами, но не содержит элементов управления потоком рабочей жидкости-теплоносителя для обогрева, элементов контроля параметров рабочей жидкости-теплоносителя (давления, температуры). Элементы управления и контроля, электрические компоненты гидравлического контура управления и системы обогрева пространственно расположены раздельно, в разных частях станции, на основном пульте управления и панели управления модуля обогрева, не доступны оператору с одного места, что снижает надежность оперативного контроля увеличивает трудозатраты при эксплуатации, обслуживании станции, а так же увеличивает ее габариты и массу. В станции [3;4] предусмотрен подогрев рабочей жидкости в баке гидравлического контура управления, однако обогрев рабочей жидкостью через систему управления превентора позволяет обогревать только гидравлические приводы превентора, не обогревая корпус. При этом обогрев происходит малоэффективно так как параметры подачи (давление, температура), рабочей жидкости, которая выступает в качестве теплоносителя не задаются и не контролируются независимо от параметров рабочей жидкости в линии управления и не обеспечивается необходимая циркуляция рабочей жидкости, которая выступает в качестве теплоносителя. Требуемое давление рабочей жидкости выступающей в качестве теплоносителя для системы обогрева превентора (около 1МПа) отличается от давления рабочей жидкости в гидравлических линиях управления (около 21МПа). Гидравлический контур обогрева конструктивно отличается от гидравлического контура управления в связи с разными задачами, выполняемыми этими контурами и различными параметрами подачи рабочей жидкости. Для обеспечения оптимальных параметров рабочей жидкости в контуре управления и в контуре обогрева требуется использование разного диаметра трубопроводов, насосов разной производительности, в контуре управления не требуется установки гидрораспределителей.

Известный модуль обогрева [5] содержит бак, наполненный теплоносителем, оснащенный насосом с электроприводом, электрическим нагревательным элементом, электронным датчиком уровня теплоносителя, блоком регулирования давления теплоносителя; электрическую цепь; шкаф электрический с панелью управления, оснащенной блоком автоматического контроля, поддержания и регулирования температуры теплоносителя, манометром. К насосу подключена напорная гидравлическая магистраль. К баку подключена обратная гидравлическая магистраль. Гидравлические магистрали оснащены гибкими гидравлическими рукавами с быстроразъемными соединениями. Гибкие гидравлические рукава намотаны на смоточном барабане. Манометр подключен в напорную гидравлическую магистраль.

Модуль обогрева [5] обеспечивает дистанционную подачу теплоносителя, с предварительно заданными автоматически контролируемыми параметрами давления, температуры, в камеру обогрева превентора, однако не позволяет подавать рабочую жидкость для управления гидравлическими приводами превентора, поэтому не может служить заменой станции управления, а лишь позволяет расширить функциональные возможности станций управления [3;4].

Техническая проблема заключается в том, что в существующих гидравлических (гидромеханических, электрогидравлических) станциях конструктивно нерационально выполнено совмещение функций подачи/отвода рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора и подачи/отвода теплоносителя для системы обогрева превентора. Управление и контролирование подачи/отвода рабочей жидкости для управления и для обогрева производится на разных пультах, что способствует снижению надежности при эксплуатации, в связи с невозможностью одновременного контроля процессов обогрева превентора и управления гидравлическими приводами превентора (оборудования). Кроме того, технические решения по совмещению управления и обогрева превентора в указанных станциях приводят к увеличению массы, количества используемых узлов и габаритов станции (повышают себестоимость цены для потребителя), ухудшают удобство при эксплуатации и при техническом обслуживании.

Техническая задача заключается в совмещении в одном устройстве (станции) функций управления и функций обогрева, в обеспечении возможности раздельного подключения станции к системам обогрева и управления превентора. В необходимости одним устройством осуществить дистанционную подачу, отвод, контроль рабочей жидкости, как для управления гидроприводами превентора, так и дистанционную подачу, отвод, контроль этой же рабочей жидкости в качестве теплоносителя для системы обогрева превентора. Цель совмещения указанных функций заключается в повышении надежности одновременного управления и контроля над процессами обогрева и управления. Также данное решение позволяет снизить массу станции, не увеличивая габариты, позволяет создать удобства при эксплуатации и обслуживании (т.е. создать сокращение трудозатрат при производстве, эксплуатации и обслуживании).

Технический результат заключается в реализации возможности подачи, отвода, контроля рабочей жидкости с заданными параметрами к гидроприводам и из гидроприводов превентора и с одновременной возможностью независимой подачи отвода и контроля этой же рабочей жидкости, выполняющей также и функцию теплоносителя, с заданными параметрами к системе и из системы обогрева превентора. При этом повышена надежность, осуществлены удобства эксплуатации и обслуживания станции, снижена масса и уменьшены габариты, сокращено количество узлов и деталей.

Техническим решением реализована дистанционная подача рабочей жидкости по гибким рукавам в систему гидроприводов и в камеру обогрева превентора с предварительно заданными автоматически контролируемыми характеристиками, при этом обеспечено снижение трудозатрат на эксплуатацию и обслуживание станции.

Технический результат достигается тем, что электрогидравлическая станция управления и обогрева превентора включает:

- гидравлический контур управления, содержащий бак, оснащенный электрическим нагревательным элементом, датчиками температуры и уровня рабочей жидкости, соединенный с баком основной насос, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль оснащенную манометром, соединенную с основным насосом, подключенные к напорной гидравлической магистрали: пневмогидроаккумулятор, ручной насос, электромеханические гидрораспределители; гидравлические линии управления, подключенные к гидрораспределителям;

- электрическую цепь питания, электрическую цепь управления и освещения; шкаф электрический;

- основной и выносной пульты управления;

гидрораспределители связаны с органами управления потоком рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора выполненными виде рукояток и электрических переключателей, органы управления потоком рабочей жидкости смонтированы на пультах управления, также на основном пульте управления смонтированы приборы контроля параметров рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора, выносной пульт управления содержит электрические переключатели и индикаторы и связан с гидрораспределителями электрической линией управления напряжением от 12 до 24 вольт;

отличается тем, что

- оснащена гидравлическим контуром обогрева для подачи и отвода рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, в систему и из системы обогрева превентора, содержит дополнительный насос с электроприводом подключенный в бак гидравлического контура управления, обратную линию обогрева связанную с баком, при этом дополнительный насос соединен с напорной линией обогрева содержащей манометр, напорная линия обогрева и обратная линия обогрева содержат два рукава высокого давления и быстроразъемные соединения для подключения к системе обогрева превентора,

- дополнена элементами управления потоком рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, и приборами контроля параметров рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, направленной на обогрев превентора, расположенными на основном пульте управления совместно с органами управления потоком и приборами контроля рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора, при этом электрические компоненты станции компактно расположены в одном электрическом шкафу,

- оснащена двумя смоточными барабанами для рукавов высокого давления гидравлического контура управления и для рукавов подачи теплоносителя контура обогрева.

Вышеуказанная совокупность признаков позволяет решить поставленную задачу и обеспечивает достижение заявленного технического результата. Техническое решение не имеет описанных выше проблем свойственных известным станциям аналогам.

При этом предусмотрено, что станция содержит термоконтроллер для автоматического поддержания заданной температуры рабочей жидкости в баке.

Предполагается, что выносной пульт управления содержит электрическую цепь питания напряжением 12…24В Вольт, имеет взрывозащищенное исполнение, что обеспечивает экономию электроэнергии, обеспечивает снижение массы электронных компонентов, повышает искро взрывобезопасность.

Кроме того предусмотрено, что пульты управления оборудованы приборами контроля параметров рабочей жидкости, и/или электрическими индикаторами, основной пульт управления содержит рукоятки и электрические переключатели, выносной пульт управления содержит электрические переключатели. Пульты управления связаны электрической линией управления напряжением 12…24 В с электромеханическими гидрораспределителями.

Станция обеспечивает мобильность оператора в процессе управления, бесперебойность подачи рабочей жидкости, безопасность, возможность дублирования и гибкость управления.

Техническое решение может быть реализовано в различных модификациях электрогидравлических станций управления превенторами, отличающихся техническими характеристиками (давление в системе, производительность насосов, объем бака, объем пневмогидроаккумулятора и др.).

Полезная модель поясняется настоящим описанием и схемами, на которых изображено:

фиг. 1- 3D модель, общий вид станции;

фиг. 2- схема принципиальная гидравлическая станции;

фиг. 3- схема, вид спереди на основной пульт управления станции;

фиг. 4- фотография выносного пульт управления станции.

Спецификация:

1 - гидравлический контур управления;

2 - гидравлический контур обогрева;

3 - гидравлический бак;

4 - электрический нагревательный элемент;

5 - датчик уровня электрический;

6 - датчик уровня визуальный;

7 - термоконтроллер с датчиком температуры;

8 - основной насос;

9 - превентор;

10 - электропривод основного насоса 8;

11 - напорная гидравлическая магистраль;

12 - предохранительный клапан;

13 - пневмогидроаккумулятор (ПГА);

14 - ручной насос;

15 - гидрораспределители;

16 - манометр электроконтактный;

17 - гидравлические линии управления;

18 - рукоятки;

19- электрические переключатели предназначенные для управления подачей рабочей жидкости в каждую из гидравлических линий управления 17;

20 - дополнительный насос;

2 1- электропривод дополнительного насоса 20;

22 - напорная линия обогрева;

23 - обратная линия обогрева;

24- рукава гидравлического контура обогрева;

25 - быстроразъемные соединения;

26- манометр ПГА;

27 - основной пульт управления;

28 - выносной пульт управления;

29 - шкаф электрический;

30 - электрический переключатель, предназначенный для вкл./выкл. питания станции от электросети (кнопка «сеть»);

31 - электрический переключатель для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 (переключатель «насос»);

32 - электрический переключатель для вкл./выкл. электрического нагревательного элемента 4 бака 3 (переключатель «нагрев»);

33 - электрический переключатель, для подключения электропитания выносного пульта управления 28 (переключатель «выносной пульт»);

34 - электрический переключатель для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2 (переключатель «обогрев превентора»);

35 - индикатор сигнализирующий о подключении питания сети (зеленый индикатор «сеть»);

36 - индикатор сигнализирующий о подключении питания электродвигателя электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 (зеленый индикатор «насос»);

37 - индикатор сигнализирующий о подключении питания электрического нагревательного элемента 4 бака 3 (зеленый индикатор «нагрев»);

38 - индикатор сигнализирующий о подключении питания электродвигателя электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2 (зеленый индикатор «обогрев превентора»);

39 - индикатор сигнализирующий об аварии в электрической цепи (красный индикатор «фаза»);

40 - индикатор сигнализирующий о низком уровне рабочей жидкости в баке 3 (красный индикатор «уровень»);

41 - индикаторы (индикаторы «откр./закр) отдельно сигнализирующие о подаче рабочей жидкости в каждую из гидравлических линий управления 17;

42 - электрический переключатель, для включения осветительных приборов (переключатель «свет»);

43 - пост трубных плашек;

44 - пост глухих плашек;

45 - пост обогрева;

46 - смоточный барабан для рукавов высокого давления 47 гидравлического контура управления 1;

47 - четыре рукава высокого давления гидравлического контура управления 1;

48 - смоточный барабан для рукавов обогрева 24 гидравлического контура обогрева 2;

49 - фильтры;

50 - кран шаровый линии ПГА;

51 - обратная гидравлическая линия управления;

52 - индикатор сигнализирующий о включении выносного пульта 28;

53 - обратный клапан;

54 - предохранительный клапан на 10 бар;

55 - вентиль игольчатый;

56- манометр линии обогрева;

57 - кран шаровый ручного насоса.

Осуществление технического решения.

Ниже описана станция управления и обогрева превентора электрогидравлическая СУОПЭГ-2Х10 (далее станция) управления и обогрева превентора применяется в составе противовыбросового оборудования и предназначена для управления гидравлическими приводами противовыбросового оборудования (сдвоенного превентора), путем образования, аккумулирования и распределения рабочей жидкости под давлением, и предназначена для автоматического обогрева корпуса и приводов превентора. Условия эксплуатации - в умеренном и холодном климатических районах по ГОСТ 16350. Рабочий интервал температур окружающей среды от минус 50°С до +60°С. Габаритные размеры: высота 1600мм, длина 1600мм, ширина 1000 мм. Сухая масса станции 640кг. Снаряженная масса станции (с рабочей жидкостью) 750 кг.

Станция обеспечивает дистанционное управление гидравлическими приводами сдвоенного превентора и подвод рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя в камеру обогрева превентора в процессе строительства (бурения) и освоения скважин, при проведении капитального и подземного ремонта скважин нефтяных и газовых скважин, зарезки боковых стволов, а также при проведении всех видов геофизических работ.

Станция соответствует требованиям ГОСТ 13862-90 «Оборудование противовыбросовое», ГОСТ 12.2.115-86 «Оборудование противовыбросовое. Требования безопасности", требованиям «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (в ред. Приказа Ростехнадзора от 12.01.2015 №1) и РД 08-254-98 «Инструкция по предупреждению газонефтеводопроявлений».

Станция смонтирована в едином контейнере на цельнометаллической раме, закрытой со всех сторон съемными стенками и содержит технологические дверцы и люки. Элементы станции установлены в закрытом корпусе. Корпус станции состоит из металлического каркаса закрытого теплоизолированными металлическими листами. Корпус оснащен грузозахватными петлями предназначенными для транспортировки, окнами закрытыми эластичными (резиновыми) шторками и предназначенными для выпуска гидравлических рукавов и электрических кабелей, теплоизолированными металлическими дверцами и люками предназначенными для доступа внутрь корпуса.

Станция включает гидравлический контур управления 1 и гидравлический контур обогрева 2. Оба гидравлических контура 1 и 2 запитаны из одного гидравлического бака 3. Бак 3 предназначен для наполнения рабочей жидкостью, т.е. гидравлическим рабочим телом способным выполнять также функцию теплоносителя (рабочая жидкость-теплоноситель). Рабочий объем гидравлического бака 135 л. В качестве рабочей жидкости-теплоносителя, например, может быть использовано всесезонное масло гидравлическое ВМГЗ. Бак 3, оснащен электрическим нагревательным элементом 4 в виде блока электронагревателей взрывозащищенного мощностью 5 кВт, датчиками уровня 5,6 (5-датчик уровня электрический ПДУ-В231-107 и 6 - датчик уровня визуальный) рабочей жидкости-теплоносителя, термоконтроллером 7 с датчиком и регулятором температуры для автоматического контроля, поддержания и регулирования температуры рабочей жидкости-теплоносителя в баке 3.

Диапазон настройки температур рабочей жидкости-теплоносителя от +15 до +75°С. При этом имеется дополнительный предохранитель от перегрева, отключающий обогрев при температуре +90°С.

Гидравлический контур управления (поз.1) содержит бак 3, соединенный с основным насосом 8 гидравлического контура управления 1 предназначенным для подачи, и отвода, рабочей жидкости в систему, и из системы гидроприводов превентора 9. Основной насос 8 оснащен электроприводом 10 и подключен в напорную гидравлическую магистраль 11.

Максимальное рабочее давление в гидравлическом контуре управления 1 составляет 21 МПа и ограничено предохранительным клапаном 12 установленным в гидравлическом контуре управления 1.

Основной насос 8 гидравлического контура управления 1 шестеренный, производительностью 20 л/мин. Электропривод 10 выполнен с электродвигателем взрывозащищенного исполнения АИМЛ100L4 1ExdIIВТ4, мощностью 4 кВт. К напорной гидравлической магистрали 11 подключены пневмогидроаккумулятор 13 (выполнен в виде двух баллонов), ручной насос 14, приводимый в действие мускульной силой, гидрораспределители 15 (с механическим и электромеханическим приводом рабочих органов), манометр 16 электроконтактный 0-25 МПА 1ЕхdIIВТ4Gb для контроля и настройки давления рабочей жидкости в гидравлическом контуре управления 1. Пневмогидроаккумулятор 13 баллонный, номинальный объем 40л, объем подаваемой рабочей жидкости 35л. Рабочий объем ручного насоса 14 составляет 50 см³. К гидрораспределителям 15 подключены гидравлические линии управления 17: на открытие трубных плашек, на закрытие трубных плашек, на открытие глухих плашек, на закрытие глухих плашек. Условный проход гидравлических линий управления 17 составляет 10мм. Диапазон настройки рабочего давления гидравлических линий управления 17 составляет от 0 до 21 МПа. Номинальное рабочее давление в гидравлическом контуре управления 1 составляет 10 МПа. Гидрораспределители 15 содержат органы управления потоком рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора 9 связанные с рукоятями 18 и с электрическими переключателями 19. Гидравлический контур управления 1 включает приборы контроля параметров рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора 9: манометр 16 электроконтактный, датчики уровня электрический 5 и визуальный 6. Гидравлические линии управления 17 содержат четыре рукава высокого давления 47 и быстроразъемные соединения 25 для подключения к гидроприводам превентора 9.

Гидравлический контур обогрева 2 включает дополнительный насос 20 для подачи и отвода рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, в систему и из системы обогрева превентора 9. Дополнительный насос 20 подключен в бак 3. Дополнительный насос 20 оснащен электроприводом 21 и подключен к напорной линии обогрева 22. Дополнительный насос 20 шестеренный, производительностью 12 л/мин. Электропривод 21 выполнен с электродвигателем взрывозащищенного исполнения АИМЛ71L4 1ExdIIВТ4 мощностью 0,75 кВт. Номинальное рабочее давление в гидравлическом контуре обогрева 2 составляет от 0,2 до 0,8 МПа, максимальное давление 1 МПа. Бак 3 соединен с обратной линией обогрева 23. Напорная линия обогрева 22 и обратная линия обогрева 23 содержат два рукава обогрева 24 и быстроразъемные соединения 25 для подключения к системе обогрева превентора 9. Условный проход линий обогрева 22, 23 составляет 12мм. В напорную линию обогрева 22 подключен манометр 56. Гидравлический контур обогрева 2 включает приборы контроля параметров рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, для обогрева превентора 9: манометр 56, термоконтроллер 7, а также датчики уровня электрический 5 и визуальный 6.

В гидравлические контуры 1 и 2 также включены фильтры 49 и краны шаровые 57 и 50, обратные гидравлические линии 23, 51, обратный клапан 53, предохранительный (10 бар) клапан 54, вентиль игольчатый 55.

Станция содержит основной пульт управления 27 и выносной пульт управления 28, электрическую цепь питания напряжением 220 Вольт, электрическую цепь управления напряжением в диапазоне от 12…24 Вольт и электрическую цепь освещения напряжением в диапазоне 12…24 Вольт (не обозначены на схемах), шкаф электрический 29. Основной пульт управления 27 расположен на передней стенке шкафа электрического 29, в котором компактно размещены электрические компоненты станции.

К электрической цепи питания подключены: электродвигатель электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 и электродвигатель электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2; электрический нагревательный элемент 4 бака 3, с электронной системой автоматического поддержания заданной температуры с использованием термоконтроллера 7, манометр 16 электроконтактный. Электрическая цепь питания подключается к источнику электрического тока (электросети) и связана (через контакторы, пускатели) с электрической цепью управления. К электрической цепи питания подключен источник низкого напряжения (не показан на схемах) выдающий напряжение 12Вольт предназначенное для питания электрической цепи управления и электрической цепи освещения. В качестве альтернативного варианта осуществления технического решения к электрической цепи питания может быть подключен источник низкого напряжения (не показан на схемах) выдающий напряжение 24В предназначенное для питания электрической цепи управления и электрической цепи освещения. В остальном станция в которой используется напряжением 24Вольта имеет аналогичную конструкцию станции в которой используется напряжение 12 Вольт. Источник низкого напряжения выполнен в виде сетевого преобразователя напряжения, типа AMR5-24. Источник низкого напряжения может быть выполнен в виде аккумуляторной батареи 12 Вольт. Источник низкого напряжения, для альтернативного варианта, может быть выполнен в виде аккумуляторной батареи 24 Вольт. Электрическая цепь управления соединяет источник низкого напряжения, электрические переключатели и индикаторы (элементы управления электрооборудованием) указанные ниже. Электрическая цепь управления содержит следующие электрические переключатели и индикаторы: электрический переключатель 30 предназначенный для вкл./выкл. питания станции от электросети (кнопка «сеть»); электрический переключатель 31 - для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 (переключатель «насос»); электрический переключатель 32 - для вкл./выкл. электрического нагревательного элемента 4 бака 3 (переключатель «нагрев»); электрический переключатель 33, для подключения электропитания выносного пульта управления 28 (переключатель «выносной пульт»); электрический переключатель 34- для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2 (переключатель «обогрев превентора»); индикатор 35 сигнализирующий о подключении питания сети (зеленый индикатор «сеть»), индикатор 36 сигнализирующий о подключении питания электродвигателя электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 (зеленый индикатор «насос»); индикатор 37 сигнализирующий о подключении питания электрического нагревательного элемента 4 бака 3 (зеленый индикатор «нагрев»); индикатор 38 сигнализирующий о подключении питания электродвигателя электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2 (зеленый индикатор «обогрев превентора»); индикатор 39 сигнализирующий об аварии в электрической цепи (красный индикатор «фаза»), индикатор 40 сигнализирующий о низком уровне рабочей жидкости в баке 3 (красный индикатор «уровень») (индикатор 40 уровня выполнен с акустическим элементом т.е. световой сигнал дублируется звуковым); электрические переключатели 19 предназначенные для управления подачей рабочей жидкости в каждую из гидравлических линий управления 17, индикаторы 41 (индикаторы «откр./закр) отдельно сигнализирующие о подаче рабочей жидкости в каждую из гидравлических линий управления 17. Источник низкого напряжения обеспечивает питание осветительных приборов по электрической цепи освещения. Электрическая цепь освещения содержит электрический переключатель 42, для включения осветительных приборов (переключатель «свет»).

Основной пульт управления 27 выполнен с двумя постами (43-пост трубных плашек, 44-пост глухих плашек) ручного управления подачей рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора 9 и постом 45 управления подачей рабочей жидкости теплоносителя на обогрев превентора. На основном пульте управления 27, совместно смонтированы:

- приборы для управления потоком рабочей жидкости и контроля параметров рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора 9 а именно: рукоятки 18 гидрораспределителей 15, манометр 16 электроконтактный, визуальный датчик уровня 6, электрический переключатель 30 предназначенный для вкл./выкл. питания станции от электросети (кнопка «сеть»); электрический переключатель 31 - для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 (переключатель «насос»); электрический переключатель 33, для подключения электропитания выносного пульта управления 28 (переключатель «выносной пульт»); индикатор 35 сигнализирующий о подключении питания сети (зеленый индикатор «сеть»), индикатор 36 сигнализирующий о подключении питания электродвигателя электропривода 10 основного насоса 8 гидравлического контура управления 1 (зеленый индикатор «насос»); индикатор 39 сигнализирующий об аварии в электрической цепи (красный индикатор «фаза»), индикатор 40 сигнализирующий о низком уровне рабочей жидкости в баке 3 (красный индикатор «уровень»);

- элементы управления потоком и контроля потока рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, на обогрев превентора 9: электрический переключатель 32 - для вкл./выкл. электрического нагревательного элемента 4 бака 3 (переключатель «нагрев»); электрический переключатель 34- для вкл./выкл. электродвигателя электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2 (переключатель «обогрев превентора»); индикатор 37 сигнализирующий о подключении питания электрического нагревательного элемента 4 бака 3 (зеленый индикатор «нагрев»); индикатор 38 сигнализирующий о подключении питания электродвигателя электропривода 21 дополнительного насоса 20 гидравлического контура обогрева 2 (зеленый индикатор «обогрев превентора»); манометр 56, термоконтроллер 7.

-элементы контроля и управления пневмогидроаккумулятора 13: манометр 26 напорной гидравлической магистрали, краны шаровые 50 и 57.

Выносной пульт управления 28 содержит электрическую цепь управления напряжением 12…24Вольт, имеет взрывозащищенное исполнение, что обеспечивает экономию электроэнергии, обеспечивает снижение массы электронных компонентов, повышает искровзрывобезопастность. Выносной пульт управления 28 содержит

электрические переключатели 19 предназначенные для управления подачей рабочей жидкости в каждую из гидравлических линий управления 17 и индикаторы 41 (индикаторы «откр./закр) отдельно сигнализирующие о подаче рабочей жидкости в каждую из гидравлических линий управления 17. Электрические переключатели 19 связаны электрической линией управления напряжением 12…24 Вольт с гидрораспределителями 15, содержащими электромеханические рабочие органы.

Станция оснащена двумя смоточными барабанами 46 и 48 для рукавов высокого давления 47 гидравлического контура управления 1 и рукавов 24 гидравлического контура обогрева 2. Для хранения четырех рукавов высокого давления 47 гидравлического контура управления 1 используется четырехрядный смоточный барабан 46. Для хранения двух рукавов 24 гидравлического контура обогрева 2 станция оснащена двухрядным смоточным барабаном 48. Смоточные барабаны 46,48 позволяют не допускать перегиб рукавов высокого давления 47 и рукавов 24 гидравлического контура обогрева 2, при подключении и эксплуатации.

Станция содержит электрическую цепь питания, электрическую цепь управления и электрическую цепь освещения, электрические компоненты станции расположены в одном шкафу электрическом 29, а все элементы управления и контроля подачей рабочей жидкости на обогрев и управления превентором 9 расположена на основном пульте управления 27 который вынесен на переднюю стенку шкафа электрического 29. Выносной пульт управления 28 имеет взрывозащищенное исполнение, выполнен в металлическом герметичном корпусе из коррозионностойкой легированной стали, с ручкой для переноса (не обозначена на схеме), связан бронированным кабелем с основным пультом управления 27. Использованием низковольтных компонентов (на 12…24Вольт), позволяет реализовать портативный выносной пульт управления 27, массой не более 4 кг и обеспечить взрывоискробезопасность эксплуатации станции.

Описание работы.

Станцию устанавливают возле устья нефтегазовой скважины, в соответствии с требованиями безопасности. Электрическую цепь питания станции подключают к внешней электросети. Бак 3, через заливную горловину, заполняют рабочей жидкостью – маслом ВМГЗ. Контроль уровня заполнения бака 3, осуществляют по дачику уровня визуальному 6 расположенном на основном пульте управления 27. Со смоточного барабана 46, развертывают на требуемую длину, рукава высокого давления 47 гидравлического контура управления 1 и подключают быстроразъемными соединениями 25 к гидроприводам превентора 9. Со смоточного барабана 48, развертывают на требуемую длину, рукава 24 гидравлического контура обогрева 2 и подключают быстроразъемными соединениями 25 к системе обогрева превентора 9. Станция обеспечивает удобное подключение за счет того, что содержит гибкие рукава высокого давления 47 и гибкие рукава 24 гидравлического контура обогрева 2 с быстроразъемным соединением 25, установленные на смоточных барабанах 46, 48 это обеспечивает снижение трудозатрат на подключение/отключение и транспортировку.

Работа со станцией осуществляется с основного пульта управления 27. Для включения станции нажимают электрический переключатель 30 «сеть» на основном пульте управления 27. При нажатии электрического переключателя 30 включается световой индикатор 35 «сеть», который показывает готовность станции к работе в штатном режиме. Электронное реле контроля напряжения по электрической цепи питания получает сигналы от реле контроля уровня токопроводящей жидкости датчика уровня электрического 5. При отсутствии в баке 3 требуемого объема рабочей жидкости электропитание электродвигателя электроприводов 10, 21 и электрического нагревательного элемента 4 блокируется электронным реле контроля напряжения, индикатор 35 не включается, включается индикатор 40 сигнализирующий о низком уровне рабочей жидкости (красный световой сигнал «уровень», и звуковая сирена аварийного режима). При неправильном подключении к внешней электросети или при неисправностях в электрической цепи также происходит блокировка (отключение) электропитания станции электронным реле контроля напряжения, световой индикатор 35, не включается, в этом случае включается световой индикатор 39 (сигнализирующий об аварии в электрической цепи питания, индикатор «фаза»). При наличии неисправностей их устраняют (доливают рабочую жидкость, проверяют электрическую сеть).

Станция обеспечивает дистанционную подачу и отвод рабочей жидкости с заданными параметрами к гидроприводам и из гидроприводов превентора 9 с предварительно заданными автоматически контролируемыми характеристиками. Для подачи рабочей жидкости в гидроприводы превентора 9, включают электропривод 10 основного насоса 8. Для этого нажимают электрический переключатель 31 «насос», в положение «вкл.» электрический ток поступает к электродвигателю электропривода 10, при этом включается зеленый световой индикатор 36 сигнализирующий о включении электропривода 10. Электропривод 10 приводит в действие основной насос 8. Основной насос 8 создает гидравлическое давление, передает энергию рабочей жидкости, рабочая жидкость, под давлением, по напорной гидравлической магистрали 11 поступает к гидрораспределителям 15. От гидрораспределителей 15 рабочая жидкость, под давлением, поступает по гидравлическим линиям управления 17, через рукава высокого давления 47, к гидроприводам превентора 9, обеспечивая закрытие или открытие трубных и/или глухих плашек превентора. Для выключения основного насоса 8, выключают электродвигатель электропривода 10, переключая электрический переключатель 31 «насос» в положение «выкл». Для аварийного сброса давления в системе используют вентиль игольчатый 55, расположенный на основном пульте управления 27 и соединенный с напорной гидравлической магистралью 11, он применяется также для подстройки давления в ручном режиме. Образование энергии рабочей жидкости в станции обеспечивается тем, что станция содержит бак 3, насос 8, оснащенный электроприводом 10, дополнительный ручной насос 14, напорную гидравлическую магистраль 11, электрическую цепь питания. Станция, за счёт гидравлического контура управления 1, обеспечивает техническую возможность управления гидроприводами рабочих органов превентора при отсутствии электроэнергии от внешней электросети за счет аккумулирования энергии. Аккумулирование энергии гидравлического рабочего тела обеспечивается тем, что станция содержит пневмогидроаккумулятор 13, насосы 8, 14, напорную гидравлическую магистраль 11, причем насосы 8, 14 и пневмогидроаккумулятор 13 связаны напорной гидравлической магистралью 11. При включении питания электропривода 10 основного насоса 8, на основном пульте управления 27 открывают кран шаровой 50, рабочая жидкость из бака 3 поступает в пневмогидроаккумулятор 13. Работающий основной насос 8, направляет рабочую жидкость по напорной гидравлической магистрали 11 к гидроприводам превентора 9 через гидрораспределители 15 и/или в пневмогидроаккумулятор 13. Этим обеспечивается работа гидроприводов превентора 9 и одновременно зарядка пневмогидроаккумулятора 13 гидравлической энергией. При неработающем основном насосе 8, открывают кран шаровой 50 на основном пульте управления 27, рабочая жидкость по напорной гидравлической магистрали 11 от пневмогидроаккумулятора 13 поступает к гидроприводам превентора 9, происходит разрядка пневмогидроаккумулятора 13, этим обеспечивается автономная работа станции. При неработающем основном насосе 8 и разряженном пневмогидроаккумуляторе 13, при открытом кране шаровом 50 на основном пульте управления 27, рабочее тело по напорной гидравлической магистрали 11 от ручного насоса 14 поступает к гидроприводам превентора 9 и/или в пневмогидроаккумулятор 13. Так обеспечивается зарядка пневмогидроаккумулятора 13 гидравлической энергией и автономная работа гидроприводов превентора 9, без внешних источников энергии. Аккумулирование гидравлической энергии (зарядка посредством увеличения давления рабочей жидкости) в пневмогидроаккумулятор 13 осуществляется как от основного насоса 8, так и от ручного насоса 14, контроль давления осуществляется по манометрам 16 и 26. При разряде пневмогидроаккумулятора 13 и отсутствии электроэнергии (электрического тока от внешнего источника), для работы в аварийном режиме, подключают ручной насос 14 в напорную гидравлическую магистраль 11, через открытие крана шарового 57. Ручной насос 14 позволяет быстро создать необходимое давление рабочей жидкости в гидравлическом контуре управления 1, обеспечивая работоспособность станции в ручном режиме (аварийном, в отсутствие электроэнергии). Для этого на основном пульте управления 27 открывают кран шаровой 57, и прикладывая механические усилия к рукоятке ручного насоса 14 передают энергию рабочей жидкости, создавая давление. Станция обеспечивает работоспособность в условиях длительного отсутствия внешних источников энергии, позволяет произвести экстренное перекрытие ствола скважины за счет энергии сжатого газа пневмогидроаккумулятора 13. При неработающем основном насосе 8, ручной насос 14 в гидравлического контура управления 1 обеспечивает зарядку гидравлической энергией пневмогидроаккумулятора 13 и позволяет осуществить автономную работу гидроприводов превентора.

Необходимое давление рабочей жидкости в гидравлическом контуре управления 1 устанавливают с помощью 16 манометра электроконтактного. Контроль давления в системе обеспечивается тем, что станция оснащена манометрами 16, 26 бак 3 оснащен, датчиками уровня 5 и 6, на основном пульте управления 27 смонтирован электрический индикатор 40, манометр 16 электроконтактный связан с электроприводом 10 насоса 8. Манометр 16 электроконтактный позволяет выставлять, контролировать и автоматически поддерживать заданный диапазон давления рабочей жидкости в гидравлическом контуре управления 1. Оператор устанавливает необходимое давление на манометре 16 электроконтактном, включается электропривод 10 основного насоса 8, при достижении заданного оператором максимального значения давления рабочей жидкости манометр 16 передает электрический сигнал на отключение электропривода 10, основной насос 8 прекращает работать. При достижении, заданного оператором, минимального значения давления рабочей жидкости, манометр 16 передает электрический сигнал на включение электропривода 10, основной насос 8 начинает работать и повышает давление.

Управление гидроприводами глухих/трубных плашек превентора осуществляется с основного пульта управления 27 и выносного пульта управления 28 путем изменения, через электрические переключатели 19 и рукоятки 18 положения органов управления потоком рабочего тела гидрораспределителей 15. Гидрораспределители 15 связывают напорную гидравлическую магистраль 11 с гидравлическим линиями управления 17. Для открытия трубных плашек превентора, на основном пульте управления 27, на посту управления 43, рукоятку 18 из положения «Нейтраль» переводят в левое положение «Открытие трубных плашек». Рабочая жидкость, под давлением, поступает из бака 3, по напорной гидравлической линии 11, через гидрораспределитель 15, в гидравлическую линию управления 17 открытием трубных плашек превентора 9. Для закрытия трубных плашек превентора, на основном пульте управления 27, на посту 43, рукоятку 18 переводят в правое положение «Закрытие трубных плашек». Рабочая жидкость, под давлением, поступает из бака 3, по напорной гидравлической линии 11, через гидрораспределитель 15, в гидравлическую линию управления 17 закрытием трубных плашек превентора 9. Для открытия/закрытия глухих плашек превентора, на основном пульте управления 27, на посту управления 44, рукоятку 18 переводят из положения «Нейтраль» переводят в левое положение «Открытие глухих плашек» или в правое положение «Закрытие глухих плашек», процесс работы аналогичен работе с трубными плашками.

Для дистанционного мобильного управления открытием/закрытием трубных и/или глухих плашек используют выносной пульт управления 28. Разворачивают на необходимую длину электрическую линию управления, выполненную в виде бронированного многожильного кабеля. Оператор (бурильщик) удерживает выносной пульт управления 28 за ручку и свободно перемещается по площадке. Для подключения выносного пульта управления 28, на основном пульте управления 27 включают электрический переключатель 33, при этом на выносном пульте управления 28 загорается световой индикатор 52 сигнализирующий о подключении питания. Для открытия/закрытия трубных/глухих плашек превентора используют электрические переключатели 19. Для открытия трубных/глухих плашек превентора 9, электрический переключатель 19, из положения «Нейтраль» переводят в левое положение «Открытие». Электрический переключатель 19 замыкает электрическую линию управления, по которой передается электрический сигнал на электромеханические органы управления гидрораспределителей 15. Рабочая жидкость, под давлением, поступает из бака 3, по напорной гидравлической магистрали 11, через гидрораспределитель 15, в гидравлические линии управления 17 открытием трубных/глухих плашек. Соответствующий индикатор 41 на выносном пульте управления 28 сигнализирует о подаче рабочей жидкости на открытием трубны/глухих плашек. Для закрытия трубных/глухих плашек, электрический переключатель 41 переводят в правое положение «Закрытие». Рабочая жидкость, под давлением, поступает из бака 3, по напорной гидравлической линии 11, через гидрораспределитель 15, в гидравлические линии управления 17 на закрытие трубных/глухих плашек. Соответствующий индикатор 41 на выносном пульте управления 28 сигнализирует о закрытии трубных/глухих плашек. Таким образом, обеспечено мобильное дистанционное управление подачей рабочей жидкости в гидравлические линии управления 17 с портативного выносной пульта управления 28. Выносной пульт управления 28 имеет малые габариты, массу не более 4 кг., ручку для удобства переноса, и связан одним кабелем низкого напряжения с основным пультом управления 27, что обеспечивает мобильность оператора (бурильщика) в процессе управления гидроприводами превентора, возможность менять свое положение возле устья скважины. Выносной пульт управления 28 имеет напряжение питания 12…24Вольт и имеет взрывозащищенное исполнение что обеспечивает экономию электроэнергии, обеспечивает снижение массы электронных компонентов, повышает искровзрывобезопастность.

При работе в условиях низких температур станция обеспечивает дистанционную подачу и отвода рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, с заданными параметрами (давление, температура) к системе и из системы обогрева превентора 9. Функцию теплоносителя выполняет рабочая жидкость заливаемая в бак 3 гидравлического контура управления 1. Управление обогревом превентора 9 осуществляется с основного пульта управления 27.

Устанавливают требуемую температуру рабочей жидкости, диапазон требуемых температур. Для этого используют термоконтроллер 7 поста обогрева 45. Нагревательный элемент 4 передает тепловую энергию рабочей жидкости, температура повышается до требуемого значения. Термоконтроллер 7 получает сигналы от датчика температуры, который размещен в баке 3, и в зависимости от них управляет включением/отключением нагревательного элемента 4, поддерживая температуру рабочей жидкости в диапазоне установленных значений. Производят подачу рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, по напорной линии обогрева 22. Для этого электрическим переключателем 34 («обогрев превентора») включают подачу электрического тока к электродвигателю электропривода 21, который приводит в действие дополнительный насос 20 гидравлического контура обогрева 2. При этом включается зеленый световой индикатор 38, сигнализирует о включении насоса 20. Насос 20 подает рабочую жидкость в напорную линию обогрева 22. Давление рабочей жидкости в напорной линии обогрева 22 отображается на манометре 56 расположенном на основном пульте управления 27, на посту обогрева 45. Температура рабочей жидкости на основном пульте управления 27, на посту обогрева 45 отображается на индикаторе температуры термоконтроллера 7 (термометре). При достижении необходимой температуры термоконтроллер 7 отключает электрический нагревательный элемент 4 (нагревательный блок БЭВ), а при достижении температуры рабочего теплоносителя ниже заданного, термоконтроллер 7 обратно включает электрический нагревательный элемент 4.

Рабочая жидкость по рукавам 24 поступает в систему обогрева превентора 9, омывает поверхность камеры обогрева, при контакте передает тепловую энергию деталям превентора, нагревает его. По обратной линии обогрева 23 рабочая жидкость возвращается в бак 3, нагревается и вновь подается насосом 20 в напорную линию обогрева 22. Так происходит циркуляция рабочей жидкости с заданными и контролируемыми параметрами.

При достижении рабочего давления рабочей жидкости в гидравлическом контуре обогрева 2 выше предельных значений срабатывает предохранительный клапан 54. Так обеспечивается дистанционная подача рабочей жидкости выполняющей функцию теплоносителя в камеру обогрева превентора и обогрев превентора, при этом поддерживаются требуемые характеристики рабочей жидкости.

Управление подачей рабочей жидкости на обогрев и на управление осуществляется с основного пульта управления 27, пост обогрева 45 и посты управления 43, 44 расположены на одной поверхности и доступны оператору с одного места. Для управления затворами превентора 9 и его обогрева оператору не требуется покидать свое место, что повышает надежность работы станции с превентором.

Кроме того электрические элементы станции, системы управления и обогрева, размещены в одном шкафу электрическом 29, на передней стенке которого расположен основной пульт управления 27. В целом это позволяет снизить трудозатраты на эксплуатацию и обслуживание станции.

Необходимая температура рабочей жидкости обеспечивается тем, что бак 3, оснащён электрическим нагревательным элементом 4 связанным с термоконтроллером 7. Для подогрева рабочей жидкости в баке 3 включают электрический нагревательный элемент 4, для этого электрический переключатель 32, переключают в положение «вкл», для принудительного выключения электрического нагревательного элемента 4 электрический переключатель 32, переключают в положение «выкл». При включении электрического нагревательного элемента 4 происходит нагрев рабочей жидкости в баке 3 с автоматическим поддержанием заданной температуры.

Станция содержит один гидравлический бак 3 для контура управления 1 и для контура обогрева 2 - это позволяет увеличить степень надежности работы станции с превентором, уменьшить вес и габариты станции. При этом станция содержит два насоса 8 и 20, обеспечивающих раздельную независимую подачу рабочей жидкости в систему обогрев и систему управления превентора 9 с отличающимися контролируемыми параметрами подачи (давления и температуры). Элементы управления подачей, элементы контроля параметров рабочей жидкости в гидравлическом контуре управления 1 и элементы управления подачей, элементы контроля параметров рабочей жидкости в гидравлическом контуре обогрева 2 расположены на одном основном пульте управления 27. Электрические компоненты станции размещены в одном шкафу электрическом 29, на передней стенке которого размещен основной пульт управления 27. Такое решение позволяет повысить надежность работы (обогрева, управления) с превентором, снизить трудозатраты на эксплуатацию и обслуживание станции, уменьшить ее габариты и массу при высоких функциональных возможностях. Кроме того раскрытая конструкция позволяет сократить количество используемых деталей и узлов и снизить себестоимость станции при сохранении функциональных возможностей. Также выносной электрический пульт 28, освещение станции и электрическая линия управления имеют напряжение питания в 12…24Вольт, что обеспечивает безопасность эксплуатации.

Наличие гидравлического контура обогрева 2 для независимой подачи и отвода рабочей жидкости на обогрев и элементов управления потоком рабочей жидкости на обогрев и контроля параметров рабочей жидкости в гидравлическом контуре обогрева 2 позволяет осуществлять в станции раздельный подвод рабочей жидкости с заданными параметрами на обогрев корпуса превентора 9 и подвод рабочей жидкости с заданными параметрами на управление гидравлическими приводами превентора 9. Данное решение позволило увеличить надежность управления превентором расширить функциональные возможности станции и при этом упростить конструкцию, снизить вес, оптимизировать управление и самое главное для потребителя, уменьшить количество составных частей и как следствие стоимость станции в целом.

Заявляемое техническое решение реализовано в ООО «ТЮМЕНЬНЕФТЕОБОРУДОВАНИЕ» г. Тюмень с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, его элементы могут быть изготовлены и собраны на современных промышленных предприятиях. Электрогидравлическая станция управления и обогрева превентора применима по указанному назначению и обеспечивает заявленный технический результат.

Техническое решение относится к оборудованию для обслуживания нефтегазовых скважин. Технический результат заключается в повышении надежности одновременного управления и контроля над процессами обогрева и управления, в снижении массы, не увеличивая габариты, в сокращении трудозатрат при производстве, эксплуатации и обслуживании. Электрогидравлическая станция управления и обогрева превентора включает: гидравлический контур управления, содержащий бак, оснащенный электрическим нагревательным элементом, датчиками температуры и уровня рабочей жидкости, соединенный с баком основной насос, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль, оснащенную манометром, соединенную с основным насосом, подключенные к напорной гидравлической магистрали пневмогидроаккумулятор, ручной насос, электромеханические гидрораспределители, гидравлические линии управления; электрическую цепь питания, электрическую цепь управления и освещения; шкаф электрический; основной и выносной пульты управления. Гидрораспределители связаны с органами управления потоком рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора, выполненными в виде рукояток и электрических переключателей. Органы управления потоком рабочей жидкости смонтированы на пультах управления. На основном пульте управления смонтированы приборы контроля параметров рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора, выносной пульт управления содержит электрические переключатели и индикаторы и связан с гидрораспределителями электрической линией управления напряжением от 12 до 24 В. Станция оснащена гидравлическим контуром обогрева для подачи и отвода рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, в систему и из системы обогрева превентора, содержит дополнительный насос с электроприводом, подключенный в бак гидравлического контура управления, обратную линию обогрева, связанную с баком. Дополнительный насос соединен с напорной линией обогрева, содержащей манометр, напорная линия обогрева и обратная линия обогрева содержат два рукава высокого давления и быстроразъемные соединения для подключения к системе обогрева превентора. Станция дополнена элементами управления потоком рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, и приборами контроля параметров рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, направленной на обогрев превентора, расположенными на основном пульте управления совместно с органами управления потоком и приборами контроля рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора. Электрические компоненты станции компактно расположены в одном электрическом шкафу. Станция оснащена двумя смоточными барабанами для рукавов высокого давления гидравлического контура управления и рукавов высокого давления гидравлического контура обогрева. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Электрогидравлическая станция управления и обогрева превентора, включающая:

гидравлический контур управления, содержащий бак, оснащенный электрическим нагревательным элементом, датчиками температуры и уровня рабочей жидкости, соединенный с баком основной насос, оснащенный электроприводом, напорную гидравлическую магистраль, оснащенную манометром, соединенную с основным насосом, подключенные к напорной гидравлической магистрали: пневмогидроаккумулятор, ручной насос, электромеханические гидрораспределители, гидравлические линии управления, подключенные к гидрораспределителям;

электрическую цепь питания, электрическую цепь управления и освещения; шкаф электрический;

основной и выносной пульты управления; гидрораспределители связаны с органами управления потоком рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора, выполненными в виде рукояток и электрических переключателей, органы управления потоком рабочей жидкости смонтированы на пультах управления, также на основном пульте управления смонтированы приборы контроля параметров рабочей жидкости для управления гидроприводами превентора, выносной пульт управления содержит электрические переключатели и индикаторы и связан с гидрораспределителями электрической линией управления напряжением от 12 до 24 В;

отличающаяся тем, что

оснащена гидравлическим контуром обогрева для подачи и отвода рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, в систему и из системы обогрева превентора, содержит дополнительный насос с электроприводом, подключенный в бак гидравлического контура управления, обратную линию обогрева, связанную с баком, при этом дополнительный насос соединен с напорной линией обогрева, содержащей манометр, напорная линия обогрева и обратная линия обогрева содержат два рукава высокого давления и быстроразъемные соединения для подключения к системе обогрева превентора,

дополнена элементами управления потоком рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, и приборами контроля параметров рабочей жидкости, выполняющей функцию теплоносителя, направленной на обогрев превентора, расположенными на основном пульте управления совместно с органами управления потоком и приборами контроля рабочей жидкости на управление гидроприводами превентора, при этом электрические компоненты станции компактно расположены в одном электрическом шкафу,

оснащена двумя смоточными барабанами для рукавов высокого давления гидравлического контура управления и рукавов высокого давления гидравлического контура обогрева.

2. Электрогидравлическая станция управления и обогрева превентора по п. 1, отличающаяся тем, что смоточный барабан для рукавов высокого давления гидравлического контура управления выполнен четырехрядным.

3. Электрогидравлическая станция управления и обогрева превентора по п. 1, отличающаяся тем, что смоточный барабан для рукавов высокого давления гидравлического контура обогрева выполнен двухрядным.