能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)。它包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC控制系統(tǒng)、加壓子系統(tǒng)、加熱子系統(tǒng)和井筒管柱拉壓系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)包含三種工作模式；手動(dòng)模式使用戶能夠?qū)蝹€(gè)閥門(mén)進(jìn)行操作；半自動(dòng)模式使用戶能夠?qū)﹂y門(mén)進(jìn)行組合操作，分別完成加熱、打壓、保壓和卸壓等一套動(dòng)作；自動(dòng)模式使用戶能先對(duì)測(cè)試所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，PLC可編程控制器按照用戶所設(shè)參數(shù)自動(dòng)完成封隔工具高溫高壓性能測(cè)試所需的全部流程。本發(fā)明引入了加壓系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，能同時(shí)與多個(gè)封隔器試驗(yàn)?zāi)M井筒連接，實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)封隔工具性能的測(cè)試。多種工作模式能提高自動(dòng)化水平和工作效率，保證了系統(tǒng)的可靠性。
【專利說(shuō)明】能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，屬于石油工程及機(jī)電一體化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，石油的消耗量迅速增長(zhǎng)，不得不在極端高溫、極端高壓、極端復(fù)雜的惡劣環(huán)境下鉆井和完井，隨著鉆井和完井工藝不斷向聞溫和聞壓方向發(fā)展，對(duì)井下封隔工具的性能也提出了更高的要求。工作過(guò)程中井下封隔工具失效可能引發(fā)各種事故，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，隨著封隔工具技術(shù)的發(fā)展，封隔工具的型號(hào)也多種多樣，只用一種結(jié)構(gòu)的模擬井筒來(lái)完成不同型號(hào)封隔工具性能的測(cè)試則難以實(shí)現(xiàn)，為了驗(yàn)證不同型號(hào)封隔工具的高溫高壓性能，就需要一種能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)當(dāng)前封隔工具型號(hào)及坐封方式多種多樣，提供一種能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，省去井筒的更換，簡(jiǎn)化測(cè)試過(guò)程，節(jié)約試驗(yàn)成本，提高工作效率，并且可滿足多種封隔器的高溫高壓性能測(cè)試要求。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，與模擬井筒組配合使用，包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC控制系、加熱子系統(tǒng)、加壓子系統(tǒng)和井筒管柱拉壓子系統(tǒng)；其特征在于:所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)經(jīng)PLC控制系統(tǒng)連接加熱子系統(tǒng)和加壓子系統(tǒng)，加熱子系統(tǒng)、加壓子系統(tǒng)和井筒管柱拉壓子系統(tǒng)分別與模擬井筒組相連。
[0005]所述PLC控制系的控制電路由PLC可編程控制器、觸摸屏、操作按鈕和指示燈組成；所述PLC可編程控制器的通訊口分別與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和觸摸屏相連，所述PLC可編程控制器的I/O端口分別與加壓子系統(tǒng)的超高壓試壓泵、泵端壓力變送器、上壓壓力變送器、內(nèi)壓壓力變送器、下壓壓力變送器、泵端氣動(dòng)卸荷閥、井筒端氣動(dòng)卸荷閥、上壓氣動(dòng)截止閥、內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥、下壓氣動(dòng)截止閥、上壓氣動(dòng)卸荷閥、內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥、下壓氣動(dòng)卸荷閥,力口熱子系統(tǒng)的加熱器、排氣電磁閥、冷卻電磁閥、溫度變送器組以及井筒管柱拉壓子系統(tǒng)的拉壓力變送器相連；所述PLC可編程控制器的I/O端口還與控制柜上的操作按鈕和指示燈相連。
[0006]所述PLC控制系統(tǒng)包含三種工作模式:手動(dòng)模式、半自動(dòng)模式和自動(dòng)模式；在手動(dòng)模式下，用戶對(duì)PLC可編程控制器I/O接口上的單個(gè)閥門(mén)進(jìn)行操作；在半自動(dòng)模式下，用戶對(duì)PLC可編程控制I/O接口上的閥門(mén)進(jìn)行組合操作，分別完成加熱、打壓、保壓和卸壓等一套動(dòng)作；在自動(dòng)模式下，用戶先對(duì)測(cè)試所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，PLC可編程控制器按照用戶所設(shè)參數(shù)自動(dòng)完成封隔工具高溫高壓性能測(cè)試所需的全部流程。[0007]所述加壓子系統(tǒng)由超高壓試壓泵回路、壓力選擇回路和井筒選擇回路通過(guò)油管依次連接構(gòu)成；所述超高壓試壓泵回路包括所述超高壓試壓泵、泵端氣動(dòng)卸荷閥、單向閥、井筒端氣動(dòng)卸荷閥和泵端壓力變送器；所述超高壓試壓泵一端與單向閥的進(jìn)油口相連，另一端連接油箱，超高壓試壓泵和單向閥之間的液壓管路上并聯(lián)有泵端氣動(dòng)卸荷閥；所述井筒端氣動(dòng)卸荷閥和泵端壓力變送器并聯(lián)在單向閥的出油管路上；所述壓力選擇回路包括上壓支路、內(nèi)壓支路和下壓支路，上壓支路、內(nèi)壓支路和下壓支路相互并聯(lián)；所述上壓支路的結(jié)構(gòu)是所述上壓氣動(dòng)卸荷閥、一個(gè)上壓壓力表和上壓壓力變送器并聯(lián)在上壓氣動(dòng)截止閥的出油管路上；所述內(nèi)壓支路的結(jié)構(gòu)是所述內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥、一個(gè)內(nèi)壓壓力表和內(nèi)壓壓力變送器并聯(lián)在內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥的出油管路上；所述下壓支路的結(jié)構(gòu)是所述下壓氣動(dòng)卸荷閥、一個(gè)下壓壓力表和下壓壓力變送器并聯(lián)在下壓氣動(dòng)截止閥的出油管路上；所述井筒選擇回路包括一個(gè)上壓截止閥組、一個(gè)內(nèi)壓截止閥組和一個(gè)下壓截止閥組；所述上壓截止閥組的進(jìn)油口與上壓氣動(dòng)截止閥的出油口相連，出油口與模擬井筒組的上壓加壓口相連；所述內(nèi)壓截止閥組的進(jìn)油口與內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥的出油口相連，出油口與模擬井筒組的內(nèi)壓加壓口相連；所述下壓截止閥組的進(jìn)油口與下壓氣動(dòng)截止閥的出油口相連，出油口與模擬井筒組的下壓加壓口相連。
[0008]所述加熱子系統(tǒng)由油箱、油箱截止閥、油泵、加熱器、壓力表、所述排氣電磁閥、卸油口截止閥、油冷卻回路、油箱井筒選擇回路和溫度變送器組構(gòu)成；所述油箱、油箱截止閥、油泵、加熱器和排氣電磁閥通過(guò)油管依次連接，加熱器和排氣電磁閥之間的液壓管路上并聯(lián)有壓力表；所述油箱井筒選擇回路包括進(jìn)口截止閥組和出口截止閥組；進(jìn)口截止閥組的進(jìn)油口與排氣電磁閥的出油口相連，出油口與模擬井筒組的加熱油入口相連；出口截止閥組的進(jìn)油口與模擬井筒組的加熱油出口相連，出油口與油箱回油口相連；所述溫度變送器組安裝在模擬井筒組上；所述油冷卻回路由入口第I截止閥、出口第2截止閥、單向閥、油冷卻器和所述冷卻電磁閥構(gòu)成；所述油冷卻器的加熱油入口和出口分別與油箱的回油口和油泵的進(jìn)油口相連，油冷卻器的加熱油出口和油泵的進(jìn)油口之間的液壓管路上并聯(lián)有卸油口截止閥；所述油冷卻器的冷卻水入口與冷卻電磁閥、過(guò)濾器和入口第I截止閥依次連接，冷卻水出口與單向閥和出口第2截止閥依次連接；所述PLC控制系統(tǒng)通過(guò)采集溫度變送器組的信號(hào)，對(duì)加熱器和冷卻電磁閥進(jìn)行PID控制實(shí)現(xiàn)模擬井筒溫度的調(diào)節(jié)。
[0009]所述井筒管柱拉壓子系統(tǒng)包括過(guò)濾器、油泵、單向閥、溢流閥、壓力表、調(diào)速閥、兩位四通電磁閥和油缸；所述油泵一端通過(guò)過(guò)濾器與油箱相連，另一端與單向閥的進(jìn)油口相連；單向閥的出油口與調(diào)速閥的進(jìn)油口相連，兩者之間的液壓管路上依次并聯(lián)有溢流閥和壓力表；所述兩位四通電磁閥分別與油缸兩端、調(diào)速閥的出油口以及油箱相連；所述油缸安裝有拉壓力變送器和拉壓接頭。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明能夠同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒，提高了工作效率、節(jié)省了測(cè)試成本。
[0011]2、本發(fā)明的PLC控制系統(tǒng)包含三種工作模式:單步模式、手動(dòng)模式和自動(dòng)模式，保證了不同情況下系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性。
[0012]3、本發(fā)明采用了超高壓泵和氣動(dòng)液壓閥，最大測(cè)試壓力可達(dá)IOOMPa級(jí)別，并且保壓時(shí)可關(guān)閉超高壓試壓泵，利用氣動(dòng)截止閥良好的密封性能進(jìn)行保壓?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的工作框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明加壓子系統(tǒng)的工作原理圖。
[0015]圖3是本發(fā)明加熱子系統(tǒng)的工作原理圖。
[0016]圖4是本發(fā)明井筒管柱拉壓子系統(tǒng)的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例一:
參見(jiàn)圖1，本能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，與模擬井筒組配合使用，包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)100、PLC控制系統(tǒng)300、加熱子系統(tǒng)200、加壓子系統(tǒng)400和井筒管柱拉壓子系統(tǒng)500 ;所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)100經(jīng)PLC控制系統(tǒng)300連接加熱子系統(tǒng)200和加壓子系統(tǒng)400,加熱子系統(tǒng)200、加壓子系統(tǒng)400和井筒管柱拉壓子系統(tǒng)500分別與模擬井筒組相連。
[0018]實(shí)施例二:本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是:
參見(jiàn)圖廣3，本能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)中的所述PLC控制系統(tǒng)300的控制電路由PLC可編程控制器、觸摸屏、操作按鈕和指示燈組成；所述PLC可編程控制器的通訊口分別與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)100和觸摸屏相連，所述PLC可編程控制器的I/O端口分別與加壓子系統(tǒng)400的超高壓試壓泵1、泵端壓力變送器13、上壓壓力變送器15、內(nèi)壓壓力變送器16、下壓壓力變送器17、泵端氣動(dòng)卸荷閥2、井筒端氣動(dòng)卸荷閥3、上壓氣動(dòng)截止閥4、內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥5、下壓氣動(dòng)截止閥6、上壓氣動(dòng)卸荷閥7、內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥8、下壓氣動(dòng)卸荷閥9，加熱子系統(tǒng)200的加熱器24、排氣電磁閥26、冷卻電磁閥32、溫度變送器組36以及井筒管柱拉壓子系統(tǒng)500的拉壓力變送器45相連；所述PLC可編程控制器的I/O端口還與控制柜上的操作按鈕和指示燈相連。
[0019]實(shí)施例三:本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是:
參見(jiàn)圖1?3，本能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)中的所述PLC控制系統(tǒng)包含三種工作模式:手動(dòng)模式、半自動(dòng)模式和自動(dòng)模式；在手動(dòng)模式下，用戶對(duì)PLC可編程控制器I/O接口上的單個(gè)閥門(mén)進(jìn)行操作；在半自動(dòng)模式下，用戶對(duì)PLC可編程控制I/O接口上的閥門(mén)進(jìn)行組合操作，分別完成加熱、打壓、保壓和卸壓等一套動(dòng)作；在自動(dòng)模式下，用戶先對(duì)測(cè)試所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，PLC可編程控制器按照用戶所設(shè)參數(shù)自動(dòng)完成封隔工具高溫高壓性能測(cè)試所需的全部流程。
[0020]實(shí)施例四:本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是:
參見(jiàn)圖1?2，本能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)中的所述加壓子系統(tǒng)400由超高壓試壓泵回路1、壓力選擇回路II和井筒選擇回路III通過(guò)油管依次連接構(gòu)成；所述超高壓試壓泵回路I包括所述超高壓試壓泵1、泵端氣動(dòng)卸荷閥2、單向閥14、井筒端氣動(dòng)卸荷閥3和泵端壓力變送器13 ;所述超高壓試壓泵I 一端與單向閥14的進(jìn)油口相連，另一端連接油箱，超高壓試壓泵I和單向閥14之間的液壓管路上并聯(lián)有泵端氣動(dòng)卸荷閥2 ;所述井筒端氣動(dòng)卸荷閥3和泵端壓力變送器13并聯(lián)在單向閥14的出油管路上；所述壓力選擇回路II包括上壓支路、內(nèi)壓支路和下壓支路，上壓支路、內(nèi)壓支路和下壓支路相互并聯(lián)；所述上壓支路的結(jié)構(gòu)是所述上壓氣動(dòng)卸荷閥7、一個(gè)上壓壓力表10和上壓壓力變送器15并聯(lián)在上壓氣動(dòng)截止閥4的出油管路上；所述內(nèi)壓支路的結(jié)構(gòu)是所述內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥8、一個(gè)內(nèi)壓壓力表11和內(nèi)壓壓力變送器16并聯(lián)在內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥5的出油管路上；所述下壓支路的結(jié)構(gòu)是所述下壓氣動(dòng)卸荷閥9、一個(gè)下壓壓力表12和下壓壓力變送器17并聯(lián)在下壓氣動(dòng)截止閥6的出油管路上；所述井筒選擇回路III包括一個(gè)上壓截止閥組18、一個(gè)內(nèi)壓截止閥組19和一個(gè)下壓截止閥組20 ;所述上壓截止閥組18的進(jìn)油口與上壓氣動(dòng)截止閥4的出油口相連，出油口與模擬井筒組的上壓加壓口相連；所述內(nèi)壓截止閥組19的進(jìn)油口與內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥5的出油口相連，出油口與模擬井筒組的內(nèi)壓加壓口相連；所述下壓截止閥組20的進(jìn)油口與下壓氣動(dòng)截止閥6的出油口相連，出油口與模擬井筒組的下壓加壓口相連。
[0021]實(shí)施例五:本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是:
參見(jiàn)圖1、3，本能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)中的所述加熱子系統(tǒng)200由油箱21、油箱截止閥22、油泵23、加熱器24、壓力表25、所述排氣電磁閥26、卸油口截止閥29、油冷卻回路V1、油箱井筒選擇回路V和溫度變送器組36構(gòu)成；所述油箱21、油箱截止閥22、油泵23、加熱器24和排氣電磁閥26通過(guò)油管依次連接，加熱器24和排氣電磁閥26之間的液壓管路上并聯(lián)有壓力表25 ;所述油箱井筒選擇回路V包括進(jìn)口截止閥組27和出口截止閥組28 ;進(jìn)口截止閥組27的進(jìn)油口與排氣電磁閥26的出油口相連，出油口與模擬井筒組的加熱油入口相連；出口截止閥組28的進(jìn)油口與模擬井筒組的加熱油出口相連，出油口與油箱回油口相連；所述溫度變送器組36安裝在模擬井筒組上；所述油冷卻回路VI由入口第I截止閥30、出口第2截止閥35、單向閥34、油冷卻器33和所述冷卻電磁閥32構(gòu)成；所述油冷卻器33的加熱油入口和出口分別與油箱I的回油口和油泵23的進(jìn)油口相連，油冷卻器33的加熱油出口和油泵23的進(jìn)油口之間的液壓管路上并聯(lián)有卸油口截止閥29 ;所述油冷卻器33的冷卻水入口與冷卻電磁閥32、過(guò)濾器31和入口第I截止閥30依次連接，冷卻水出口與單向閥34和出口第2截止閥35依次連接；所述PLC控制系統(tǒng)300通過(guò)采集溫度變送器組36的信號(hào)，對(duì)加熱器24和冷卻電磁閥32進(jìn)行PID控制實(shí)現(xiàn)模擬井筒溫度的調(diào)節(jié)。
[0022]實(shí)施例六:本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處是:
參見(jiàn)圖4，本能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)中的所述井筒管柱拉壓子系統(tǒng)包括過(guò)濾器37、油泵38、單向閥39、溢流閥40、壓力表41、調(diào)速閥42、兩位四通電磁閥43和油缸44 ;所述油泵38 —端通過(guò)過(guò)濾器41與油箱相連，另一端與單向閥39的進(jìn)油口相連；單向閥39的出油口與調(diào)速閥42的進(jìn)油口相連，兩者之間的液壓管路上依次并聯(lián)有溢流閥40和壓力表41 ;所述兩位四通電磁閥43分別與油缸44兩端、調(diào)速閥42的出油口以及油箱相連；所述油缸44安裝有拉壓力變送器45和拉壓接頭46。
[0023]下面以封隔工具打壓試驗(yàn)來(lái)說(shuō)明能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)的具體工作過(guò)程。參見(jiàn)圖1?4所示，其具體過(guò)程是:
1、通過(guò)截止閥組18、19、20、27、28選擇模擬井筒組中用于測(cè)試的模擬井筒，所選模擬井筒必須一致。另外，每個(gè)截止閥組的截止閥個(gè)數(shù)和模擬井筒組的井筒個(gè)數(shù)相同，每次測(cè)試只對(duì)一個(gè)模擬井筒進(jìn)行試驗(yàn)。
[0024]2、根據(jù)封隔工具的坐封方式選擇坐封方法，如果封隔工具是機(jī)械坐封，則運(yùn)行井筒管柱拉壓子系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械坐封，如果封隔工具是液壓坐封，則需要對(duì)模擬井筒打內(nèi)壓來(lái)完成液壓坐封。打內(nèi)壓時(shí)，首先開(kāi)啟超高壓泵I并根據(jù)所需坐封壓力設(shè)定壓力值，然后打開(kāi)內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥5，其余氣動(dòng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。實(shí)時(shí)采集內(nèi)壓壓力變送器16的信號(hào)，當(dāng)內(nèi)壓達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥5進(jìn)行保壓，完成封隔工具坐封，接著打開(kāi)泵端氣動(dòng)卸荷閥2和井筒端氣動(dòng)卸荷閥3對(duì)主回路進(jìn)行卸荷，最后關(guān)閉超高壓試壓泵I。
[0025]3、運(yùn)行加熱子系統(tǒng)，打開(kāi)油箱截止閥22，然后打開(kāi)油冷卻回路入口截止閥30和出口截止閥35，關(guān)閉排油口截止閥29，啟動(dòng)油泵23和加熱器24后，系統(tǒng)按照設(shè)定溫度對(duì)模擬井筒進(jìn)行加熱，PLC可編程控制器根據(jù)溫度變送器組36采集的溫度信號(hào)通過(guò)PID算法來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉油冷卻回路的冷卻電磁閥32和加熱器22進(jìn)行加熱溫度的調(diào)節(jié)，溫度變送器組36的溫度變送器個(gè)數(shù)和模擬井筒組的井筒個(gè)數(shù)相同。根據(jù)壓力表25顯示的主回路壓力，壓力不穩(wěn)時(shí)打開(kāi)排氣電磁閥26進(jìn)行排氣。
[0026]4、當(dāng)溫度達(dá)到測(cè)試所需溫度后，對(duì)模擬井筒打上壓或下壓。打上壓時(shí)，根據(jù)測(cè)試所需壓力對(duì)超高壓試壓泵I進(jìn)行設(shè)置，然后打開(kāi)上壓氣動(dòng)截止閥4，其余氣動(dòng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)上壓達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉上壓氣動(dòng)截止閥4進(jìn)行保壓。打下壓時(shí)，根據(jù)測(cè)試所需壓力對(duì)超高壓試壓泵I進(jìn)行設(shè)置，然后打開(kāi)下壓氣動(dòng)截止閥6，其余氣動(dòng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)下壓達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉下壓氣動(dòng)截止閥進(jìn)行保壓6。上壓或下壓進(jìn)行保壓后，打開(kāi)泵端氣動(dòng)卸荷閥2和井筒端氣動(dòng)卸荷閥3對(duì)主回路進(jìn)行卸荷，最后關(guān)閉超高壓試壓泵I。
[0027]5、如果上壓、內(nèi)壓或下壓保壓時(shí)間到，則分別打開(kāi)上壓氣動(dòng)卸荷閥7、內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥8或下壓氣動(dòng)卸荷閥9進(jìn)行卸壓。
[0028]6、測(cè)試完成后,關(guān)閉所有系統(tǒng)。
【權(quán)利要求】
1.一種能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，與模擬井筒組配合使用，包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(100)、PLC控制系統(tǒng)(300)、加熱子系統(tǒng)(200)、加壓子系統(tǒng)(400)和井筒管柱拉壓子系統(tǒng)(500);其特征在于:所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(100)經(jīng)PLC控制系統(tǒng)(300)連接加熱子系統(tǒng)(200)和加壓子系統(tǒng)(400)，加熱子系統(tǒng)(200)、加壓子系統(tǒng)(400)和井筒管柱拉壓子系統(tǒng)(500)分別與模擬井筒組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制系統(tǒng)(300)的控制電路由PLC可編程控制器、觸摸屏、操作按鈕和指示燈組成；所述PLC可編程控制器的通訊口分別與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(100)和觸摸屏相連，所述PLC可編程控制器的I/O端口分別與加壓子系統(tǒng)(400)的超高壓試壓泵(I)、泵端壓力變送器(13)、上壓壓力變送器(15)、內(nèi)壓壓力變送器(16)、下壓壓力變送器(17)、泵端氣動(dòng)卸荷閥(2)、井筒端氣動(dòng)卸荷閥(3)、上壓氣動(dòng)截止閥(4)、內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥(5)、下壓氣動(dòng)截止閥(6)、上壓氣動(dòng)卸荷閥(7)、內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥(8)、下壓氣動(dòng)卸荷閥(9)，加熱子系統(tǒng)(200)的加熱器(24)、排氣電磁閥(26)、冷卻電磁閥(32)、溫度變送器組(36)以及井筒管柱拉壓子系統(tǒng)(500)的拉壓力變送器(45)相連；所述PLC可編程控制器的I/O端口還與控制柜上的操作按鈕和指示燈相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制系統(tǒng)(300)包含三種工作模式:手動(dòng)模式、半自動(dòng)模式和自動(dòng)模式；在手動(dòng)模式下，用戶對(duì)PLC可編程控制器I/O接口上的單個(gè)閥門(mén)進(jìn)行操作；在半自動(dòng)模式下，用戶對(duì)PLC可編程控制I/O接口上的閥門(mén)進(jìn)行組合操作，分別完成加熱、打壓、保壓和卸壓等一套動(dòng)作；在自動(dòng)模式下，用戶先對(duì)測(cè)試所需參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，PLC可編程控制器按照用戶所設(shè)參數(shù)自動(dòng)完成封隔工具高溫高壓性能測(cè)試所需的全部流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述加壓子系統(tǒng)(400)由超高壓試壓泵回路(I )、壓力選擇回路(II)和井筒選擇回路(III)通過(guò)油管依次連接構(gòu)成；所述超高壓試壓泵回路(I )包括所述超高壓試壓泵(I)、泵端氣動(dòng)卸 荷閥(2)、單向閥(14)、井筒端氣動(dòng)卸荷閥(3)和泵端壓力變送器(13);所述超高壓試壓泵(I) 一端與單向閥(14)的進(jìn)油口相連，另一端連接油箱，超高壓試壓泵(I)和單向閥(14)之間的液壓管路上并聯(lián)有泵端氣動(dòng)卸荷閥(2);所述井筒端氣動(dòng)卸荷閥(3)和泵端壓力變送器(13)并聯(lián)在單向閥(14)的出油管路上；所述壓力選擇回路(II)包括上壓支路、內(nèi)壓支路和下壓支路，上壓支路、內(nèi)壓支路和下壓支路相互并聯(lián)；所述上壓支路的結(jié)構(gòu)是所述上壓氣動(dòng)卸荷閥(7)、一個(gè)上壓壓力表(10)和上壓壓力變送器(15)并聯(lián)在上壓氣動(dòng)截止閥(4)的出油管路上；所述內(nèi)壓支路的結(jié)構(gòu)是所述內(nèi)壓氣動(dòng)卸荷閥(8)、一個(gè)內(nèi)壓壓力表(11)和內(nèi)壓壓力變送器(16)并聯(lián)在內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥(5)的出油管路上；所述下壓支路的結(jié)構(gòu)是所述下壓氣動(dòng)卸荷閥(9)、一個(gè)下壓壓力表(12)和下壓壓力變送器(17)并聯(lián)在下壓氣動(dòng)截止閥(6)的出油管路上；所述井筒選擇回路(III)包括一個(gè)上壓截止閥組(18)、一個(gè)內(nèi)壓截止閥組(19)和一個(gè)下壓截止閥組(20);所述上壓截止閥組(18)的進(jìn)油口與上壓氣動(dòng)截止閥(4)的出油口相連，出油口與模擬井筒組的上壓加壓口相連；所述內(nèi)壓截止閥組(19 )的進(jìn)油口與內(nèi)壓氣動(dòng)截止閥(5 )的出油口相連，出油口與模擬井筒組的內(nèi)壓加壓口相連；所述下壓截止閥組(20)的進(jìn)油口與下壓氣動(dòng)截止閥(6)的出油口相連，出油口與模擬井筒組的下壓加壓口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)2所述的能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述加熱子系統(tǒng)(200)由油箱(21)、油箱截止閥(22)、油泵(23)、加熱器(24)、壓力表(25)、所述排氣電磁閥(26)、卸油口截止閥(29)、油冷卻回路(VI)、油箱井筒選擇回路(V)和溫度變送器組(36)構(gòu)成；所述油箱(21)、油箱截止閥(22)、油泵(23)、加熱器(24)和排氣電磁閥(26)通過(guò)油管依次連接，加熱器(24)和排氣電磁閥(26)之間的液壓管路上并聯(lián)有壓力表(25);所述油箱井筒選擇回路(V)包括進(jìn)口截止閥組(27)和出口截止閥組(28 );進(jìn)口截止閥組(27 )的進(jìn)油口與排氣電磁閥(26 )的出油口相連，出油口與模擬井筒組的加熱油入口相連；出口截止閥組(28)的進(jìn)油口與模擬井筒組的加熱油出口相連，出油口與油箱回油口相連；所述溫度變送器組(36)安裝在模擬井筒組上；所述油冷卻回路(VI)由入口第I截止閥(30 )、出口第2截止閥(35 )、單向閥(34 )、油冷卻器(33 )和所述冷卻電磁閥(32)構(gòu)成；所述油冷卻器(33)的加熱油入口和出口分別與油箱(I)的回油口和油泵(23)的進(jìn)油口相連，油冷卻器(33)的加熱油出口和油泵(23)的進(jìn)油口之間的液壓管路上并聯(lián)有卸油口截止閥(29);所述油冷卻器(33)的冷卻水入口與冷卻電磁閥(32)、過(guò)濾器(31)和入口第I截止閥(30)依次連接，冷卻水出口與單向閥(34)和出口第2截止閥(35)依次連接；所述PLC控制系統(tǒng)(300)通過(guò)采集溫度變送器組(36)的信號(hào)，對(duì)加熱器(24)和冷卻電磁閥(32)進(jìn)行PID控制實(shí)現(xiàn)模擬井筒溫度的調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)I所述的能同時(shí)連接多個(gè)模擬井筒的封隔工具高溫高壓性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述井筒管柱拉壓子系統(tǒng)包括過(guò)濾器(37)、油泵(38)、單向閥(39)、溢流閥(40)、壓力表(41)、調(diào)速閥(42)、兩位四通電磁閥(43)和油缸(44);所述油泵(38)—端通過(guò)過(guò)濾器(41)與油箱相連，另一端與單向閥(39)的進(jìn)油口相連；單向閥(39)的出油口與調(diào)速閥(42)的進(jìn)油口相連，兩者之間的液壓管路上依次并聯(lián)有溢流閥(40)和壓力表(41);所述兩位四通電磁閥(43)分別與油缸(44)兩端、調(diào)速閥(42)的出油口以及油箱相連；所述油缸(44)安裝有拉 壓力變送器(45)和拉壓接頭(46)。
【文檔編號(hào)】G01M3/02GK103471773SQ201310288642
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】杜偉, 劉樹(shù)林, 王勇, 劉吉成, 翟宇毅, 周曉君 申請(qǐng)人:上海大學(xué)