在油田作業(yè)中，井下工具是可以重復利用的，即完成一次井下作業(yè)后，工具經(jīng)過拆卸，清洗后再重新裝配，裝配完的工具必須通過打壓測試合格后才能再次投入使用。因此，在各大油田，都建有專門的井下工具廠來完成井下工具的制造和修復工作，保證修復工具質量的重要手段就是打壓測試。
目前大多數(shù)工具車間內打壓測試還停留在手工作業(yè)的階段。即由高壓水泵接出單獨的管線，由工人將重達幾十公斤的工具抬起，與高壓水管線螺紋連接，使用大號管鉗將其旋緊，工具的另一頭用堵頭封閉;再由管線向工具內腔注水試壓，試壓完畢后，仍是工人手工將工具卸下。這種人工試壓方式不僅工作效率低，勞動強度大，而且試壓過程中不安全因素多。因此，降低工人的勞動強度，提高試壓工序的效率，保證試壓測試的準確性，保證工具的質量成為新型試壓機的關鍵。
確保試壓安全
石油井下工具試壓機組由北京礦冶研究總院根據(jù)中國石油川慶鉆探井下作業(yè)公司的要求研制完成，并在在川慶鉆探井下作業(yè)公司工具研發(fā)中心安裝完成，經(jīng)過4個月的調試和工業(yè)試運行，試壓機的性能完全達到設計要求，銜接連貫，各步驟動作準確平穩(wěn)，液壓系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)工作情況良好，目前已順利通過川慶油田井下作業(yè)公司組織的設備現(xiàn)場驗收。
石油井下工具試壓機組已投入生產運行，運行狀況良好，配備操作人員2～3人，每小時可試壓工具15套左右，達到了設計預期效果。
石油井下工具試壓機組用于完成常見石油井下工具的壓力檢測工作。工具試壓在-2.5m防護地坑內進行，操作人員在地面控制臺監(jiān)控試壓過程，實現(xiàn)試壓區(qū)和操作區(qū)分離，保證試壓安全，試壓工具在地面和地坑之間輸送自動完成。根據(jù)要求，工具的試壓范圍設計為0～35MPa。每次加壓可同時測試3件工具，完成單次測試時間(不同品種工具保壓時間不同)，約為10～15min，即每小時的處理量為12～18件，設備的總裝機功率為52kW。
石油井下工具試壓機組的功能原理、整體結構以及相關性能參數(shù)確保了整套備用于常用井下工具的試壓檢測，實現(xiàn)試壓工具的自動傳輸和自動試壓，降低勞動強度，提高試壓質量，保證試壓安全。
設計簡便高效
井下工具試壓機組的設計在于提供一種簡便、高效、安全的試壓設備，該設備具備的特點：測試工具范圍廣，能滿足常用井下工具的試壓工作;測試準確，滿足測試壓力及保壓時間要求;自動化程度高，能自動運送工具至試壓位置，試壓完成后自動將工具運送走，降低工人的勞動強度;各環(huán)節(jié)銜接緊密，耗時少，試壓效率高，能滿足日處理量要求;試壓區(qū)和操作區(qū)分開，操作人員在控制臺可監(jiān)控試壓情況，充分保障人員安全;井下工具試壓機組的設計要體現(xiàn)行業(yè)使用的先進性。試壓機組的構成及其工作過程如圖1所示，試壓機組由儲料、分料機構、上扣機構、承接機構、裝防護套筒機構、試壓托盤、水平輸入機構、垂直輸送機構、試壓機構和水平輸出機構、防護套筒的退出機構和卸扣機構等工作平臺共十二個機構以及液壓系統(tǒng)、高壓水系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等組成。
其中，裝防護套筒機構是根據(jù)工具種類的長度不同，設計了定位機構，可根據(jù)工具長度，控制推板的行程。
液壓系統(tǒng)包括動力部分、控制部分、執(zhí)行部分和輔助裝置。根據(jù)設備特點及安裝要求，系統(tǒng)設計有一個液壓泵站，二個操作閥臺，且具有重量輕、體積小、效率高、工作可靠、結構簡單、操作和維護保養(yǎng)方便、經(jīng)濟性好等特點;高壓水系統(tǒng)用于試壓工具內腔注水升壓、保壓，可同時完成3件工具的試壓。可根據(jù)水壓值的變化可判定工具是否發(fā)生泄漏，同時由實時監(jiān)控圖象，在控制臺上觀測試壓工具的情況，輔助判斷工件是否滿足試壓工藝的要求;自動控制和采集系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制及實時監(jiān)測和采集，各部分動作協(xié)調，銜接順暢，試壓工位全過程監(jiān)控，畫面顯示，操作人員在控制臺上可即時觀察試壓工況，并實時采集打印相關曲線。自動控制核心軟硬件及低壓電氣元件選用技術先進、可靠性高、易學易用、維護簡便的產品。
契合試壓要求
石油井下工具試壓機組的設計徹底改變了以往人工試壓的方式，契合了井下工具試壓的要求和發(fā)展方向，其測試工具的范圍廣，能滿足常用井下工具的試壓工作。它擁有較高的自動化程度，自動運送工具至試壓位置，自動控制測試壓力，達到要求的穩(wěn)壓時間后，自動卸壓并將測試完畢的工具運送走，極大地降低了工人的勞動強度;各試壓環(huán)節(jié)銜接緊密，耗時少，試壓效率高;試壓區(qū)和控制臺完全分開，操作人員在控制臺可監(jiān)控試壓情況，充分保障了人員安全;壓力傳感器監(jiān)測水壓變化，可準確判斷工具試壓時的工況，保證試壓質量。
其主要特點有：能夠滿足長度為435～1037mm，最大外徑Φ100～Φ148的井下常用工具的試壓工作，適用范圍較廣;試壓工具兩端預裝封頭，可以檢測工具兩端的螺紋質量;工具兩端封頭的裝卸，采用機械方式自動完成，極大地降低工人的勞動強度;采用壓力較低的液壓來密封壓力較高的水壓，可根據(jù)水壓值調整液壓系統(tǒng)壓力，保證在設計壓力范圍內能夠有效密封;試壓機組可同時試壓同類型工具三件套，每小時試壓工具約15件，可以獲得較高的生產率;試壓過程自動化程度高，可自動為試壓工具安裝和退下保護套管;輸送機構能夠自動輸送待測工具至試壓位置并自動準確定位;試壓工具中心高可自動定位，能夠適應不同外徑工具的對心要求，保證工具中心軸線與兩側密封頭同軸，使工具能順利紉入密封頭;試壓機構的密封頭從工具兩端頂住工具，密封頭采用端面、錐面雙重密封結構，密封可靠，密封件塑性良好，不易磨損;試壓機組的操作分為控制臺操作和人工操作兩部分，符合設備流程特點，操作方便。控制臺上的操作控制又分為單動、分步和連續(xù)自動三種方式，可根據(jù)設備運行狀態(tài)進行選擇;確保人員與電氣設備的安全，試壓機構主體與控制臺完全隔離，試壓情況由攝像頭反饋到控制臺的監(jiān)視器上。
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