井下安全控制系统在埕岛油田的应用

1 概述

为保证海上石油生产安全, 埕岛油田安装了井下安全控制系统。该系统包括井下装置和地面装置两部分, 其中井下装置主要由液控管线、井下安全阀、各种环空封隔器、排气阀和定压阀等组成;地面装置主要由安全控制柜、井口安全阀等组成。

油井安全阀控制柜是保证油井安全生产的控制设备, 它与井下安全阀 (SSSV) 、井口安全阀 (SSV) 、井下封隔器排气阀 (GSV) 相连接, 它除能够实现手动控制外, 还能完成油井在发生井喷、火灾等意外情况下的自动安全关闭和遥控关断功能, 是油井安全生产、海上环保和油井自动化控制的重要组成部分。目前海上常用的安全阀控制柜有单井式、四井式、六井式和九井式, 部分修采一体化采油平台油井数量较多, 因此十二井式、十五井式的安全阀控制柜也逐渐在海上应用起来。

安全阀控制柜控制油井的井下安全阀、井口安全阀和封隔器排气阀。利用液压控制原理, 干线压力通过减压阀减压得到低压控制压力, 传送至高压液控三通阀, 干线压力在三通阀中通过低压进行通断的控制。

2 常见的故障现象及处理办法

2.1 安全阀控制柜没有低压或低压不稳定

2.1.1 安全阀控制柜没有低压

故障现象:当控制柜投入运转, 系统压力到达设定值后, 电机自动停止。按下低压启动按钮, 发现控制低压没有导通, 控制柜无法正常运行。

原因分析及解决措施:低压控制回路中低压进行了释放, 回路上的低压三通阀已损坏。低压三通阀是一个压力三相外输阀, 一相压力连接易熔塞回路, 一相与高压三通阀相连接, 输入控制柜的控制压力, 另一相与回流管路连接, 释放压力。正常工作状态下, 低压三通阀与回流管路隔绝, 当阀体损坏后, 它与回流管路连通, 使控制回路形成压力释放, 无法正常开启控制压力。此时, 应当检查低压控制回路上的两个低压三通阀, 如果损坏的话应当进行更换。

2.1.2 低压控制压力不稳定

故障现象:低压控制回路启动后, 经过反复多次调节后, 不能稳定在一个正常压力范围内。

原因分析及解决措施:出现故障的原因是低压调节阀损坏。低压调节阀是一个三相连通的低压外输阀, 可通过手动旋转按钮来实现压力调节, 内由三组丁氢橡胶密封圈和一个可调节的阀座组成。当低压不稳定时, 打开调节阀, 对三组丁氢橡胶密封圈进行检查, 如果发现胶圈出现断裂或磨损, 应当进行更换。

2.2 井下安全阀和井口安全阀无压力

故障现象:系统高压达到设定值、控制低压处于正常状态下, 井下安全阀 (SSSV) 和井上安全阀 (SSV) 无压力。

原因分析及解决措施:应考虑为两个高压三通阀损坏。这两个高压三通阀完全相同, 它是在低压的作用下, 使系统高压与井下安全阀或井上安全阀相连通, 以此实现对油井的控制。高压三通阀损坏, 低压失去控制作用, 高压回路与回流管路相连, 形成压力释放回路。此时, 应当对两个高压三通阀进行更换。

2.3 安全阀控制柜高压干线及低压干线压力正常, 单井压力稳不住, 控制柜频繁打压

故障现象:电机通电后运转正常, 高压干线及低压干线压力正常, 按下低压启动按钮后, 拉出手拉开关, 单井压力稳不住, 并导致控制柜干压不稳。

原因分析及解决措施:

2.3.1 电机通电后运转正常, 高压干线及低压干线压力正常, 按下低压启动按钮后, 控制柜频繁打压。

发生此现象, 应考虑手拉开关的问题, 首先依次关闭手拉开关的进口闸门, 观察控制柜是否仍然频繁打压, 如若停止打压, 就可确定此路手拉开关有故障, 建议更换密封圈或整体更换。如果全部关闭后仍频繁打压, 需考虑手拉开关的稳压密封圈故障, 需用丝堵逐个排除, 找出哪个手拉开关存在问题, 进行更换。

2.3.2 电机通电后运转正常, 高压干线及低压干线压力正常, 按下低压启动按钮后正常, 拉出手拉开关, 单井压力稳不住, 控制柜频繁打压。

发生此现象, 应首先排除是否为液控管线出口问题, 再检查单井压力回路上的溢流阀是否正常, 最后检查该回路高、低压液控三通是否正常。

2.4 安全阀控制柜电机通电后运转正常, 控制柜压力不起

故障现象:电机通电后运转正常, 控制柜压力不起。

原因分析及解决措施:

2.4.1 发生此现象, 首先检查泵体是否有破损, 电机与泵是否连接完好, 若发生泵体破损后, 必须进行更换, 若连接销子掉出, 则对其进行复位;然后检查控制柜内两个红色的卸压阀是否关闭, 若未关闭或关闭不严, 则将其关闭。

2.4.2 若泵体完好无异常时, 要先检查泵体进油是否正常, 打开泵的进口, 检查是否出油, 如若不出油, 可能是前面的滤网被堵, 发生此种状况的原因是由于油质太差, 产生沉淀所至, 解决方法是将滤网清洗干净即可, 必要时可将油箱打开清洗干净, 加入质量好的液压油;

2.4.3 如若泵体进油正常, 则可能是泵体受气体的影响, 造成泵空转不做功。解决方法是将泵的出口打开, 运转一段时间将气体排出直至出油为止。

2.5 安全阀控制柜不能远程遥控卸压

故障现象:监控中心发出命令后, 控制柜不能遥控卸压。

原因分析及解决措施:首先检查发出命令后控制遥控卸压的继电器能否吸合, 若不能吸合, 则RTU程序存在问题;若该继电器能够吸合, 则使用万用表测量电磁阀是否有24V电, 若无电源说明线路故障, 若有电源而电磁阀不动作, 说明电磁阀损坏, 需要进行更换。

2.6 安全阀控制柜持续补压, 不能自动停止

故障现象:安全阀控制柜持续打压, 不能自动停止。

原因分析及解决措施:在正常情况下, 电机在压力开关的控制下自动启停, 不能自动启停说明压力开关已损坏, 常开、常闭触点不能自动闭合、断开。更换与安全阀控制柜连锁启停的压力开关。

摘要：井下安全控制系统作为埕岛油田减少和防止井喷及突发性事故发生、避免环境污染、保证油气井安全生产的必不可少的重要装置, 是海上石油安全生产的“屏障”。井下安全控制系统包括井下装置和地面装置两部分, 本文主要针对地面装置在埕岛油田的使用根据实践经验进行了总结, 重点对地面装置的常见故障及处理方法进行了分析。

关键词：埕岛油田,地面装置,安全阀控制柜,故障处理