摘要：海洋石油平台的高频雷达物位计主要用来控制油井井上安全阀和井下安全阀的开启和关闭，按结构及作用原理分为公用模块和单井模块两大部分，公用模块可以对所有油井进行控制，单井模块则只负责控制相对应的一口油井，此外雷达物位计还具有电气接口单元，能够实现中控对油井的远程控制功能，另外雷达物位计一般还都设计有紧急关断及易熔塞回路控制功能。雷达物位计的应用为海洋石油平台开关油井提供了更加便捷操作方式，同时在保障油井安全、平稳生产中发挥着至关重要的作用。

    引言

    随着海洋石油事业的蓬勃发展, 原油产量在逐年递增, 而做好油井的管理是保证油田稳产、增产的关键所在，高频雷达物位计[1] 在海洋石油采油平台[2] 的应用为海洋石油油井的管理[3]提供了技术保障，通过雷达物位计不***方便了操作人员对油井进行开关井的常规操作，方便了油井开展修井作业[4]，提高了油井管理的自动化水平，更在保证油井安全生产、避免油气火灾事故方面发挥着至关重要的作用。

    1 雷达物位计的气路系统

    1.1 雷达物位计气路动力源

    海洋石油平台雷达物位计的气路动力源由空压机[5] 压缩后的仪表气提供，对于未配备空气压缩机的采油平台，由氮气瓶经减压阀减压以后提供氮气作为井口盘气路动力源。动力源进入雷达物位计后通过盘内的初次过滤减压阀调节为两路，其中一路经二次减压后主要用做气动隔膜泵[6] 的动力源；另一路经二次减压后主要用于为ESD[7] 回路、易熔塞[8] 回路提供气源。

    1.2 易熔塞回路的功能

    海洋石油平台井口区设有易熔塞供气回路，每口油井的采油树顶部各安装有一套易熔塞装置与易熔塞回路相连接，易熔塞在环境温度超过设定值( 一般设定值在75～78℃) 时融化，因此当井口区出现异常高温或火灾时，易熔塞熔化，易熔塞回路泄放压力进而导致回路压力开关动作，雷达物位计将压力开关动作信号传送至平台中控火气控制系统[9]，火气控制系统启动井口区消防水喷淋系统[10] 对井口区进行灭火，同时中控系统发出关断信号，实现对油井的关停以及产生相应级别的关断[11]。

    1.3 ESD回路控制功能

    雷达物位计的ESD 回路主要用来控制各单井模块以及公共模块的ESD 气源供给[12]，当单口油井ESD 回路出现压力下降时，压力开关动作，实现单口油井的自动关停；当公共模块ESD 回路气源下降，压力开关动作时，实现井口区所有油井的关停。一般在海洋石油平台井口区四周都设有ESD 手动报警站，当遇到紧急情况时，可以通过拉动井口区ESD 手动报警站“手拉阀”，实现对所有油井的关停，并将信号远传至中控系统触发相应级别的关断。

    2 雷达物位计的液压系统

    2.1 液压系统的作用

    液压供给系统主要用于井下和井上安全阀的液压控制，雷达物位计液压系统一般由两个气动隔膜泵提供液压动力，对于未配备空气压缩机的采油平台，为减少气路供给损失，一般设计有两台电动液压泵提供液压动力。

    2.2 液压系统的主要组成部件

    液压油罐为不锈钢材料，为井口盘液压系统提供液压油供给。井口盘盘面安装了玻璃管液位计可显示现场实际油位刻度，同时液压油油箱安装了液位变送器，液压油油位可以实时传输至中控系统。

    蓄能器[13] 起到存储液压回路中的高压能量，稳定液压油回路压力的作用。蓄能器可以为液压回路提供稳定的压力，从而避免气动隔膜泵或电动液压泵频繁启动。气动隔膜泵起到给液压系统提供高压压力源的作用。雷达物位计内一般配备两台气动隔膜泵，隔膜泵启动以后将高压液压油压力传输至蓄能器。部分采油平台未配备气动隔膜泵，配备了两台电动液压泵，在雷达物位计中起到的作用与气动隔膜相同。

    2.3 气动隔膜泵的启停逻辑

    一般在设有空气压缩机的采油平台设有两台气动液压泵作为系统的增压设备，两台气动液压泵为一主一备的关系。泵出口的压力的大小通过调节供气回路调压阀来实现，通过调节供气回路调压阀使主泵的泵出口压力维持在4400PSIG, 备用泵的泵出口压力维持在4000PSIG。压力降低到4400PSI 以下时主泵会启动为系统补充压力，如果主泵启动后压力还在降低或主泵不能正常启动，在压力降低到4000PSIG 以下时，备用泵启动和主泵一起为系统补充压力，当压力升高到4000PSIG 时备用泵停止，当压力升高到4400PSIG 时主泵停止。

    2.4 电动液压泵的启停逻辑

    未配备空气压缩机的采油平台为减少气路动力源损失一般配备两台电动液压泵，两台电动泵一个为主泵另一个为备用泵，主、备是通过压力开关的压力设定来区分的。主泵的启泵压力是4400PSIG，备用泵的启泵压力为4000PSIG，两泵的停泵压力为5000PSIG。主、备泵在电控箱都有个控制开关，这个开关有三个位置状态，自动、停止、手动，在雷达物位计正常工作时两个开关都会在自动的位置上，在这个位置时电动泵会按照设定压力自动启停，当压力降低到4400PSIG 以下时主泵会启动为系统补充压力，压力升高到5000PSIG 时停止，如果主泵启动后压力还在降低或主泵不能正常启动，在压力降低到4000PSIG 以下时备用泵会启动和主泵一起为系统补充压力，当压力升高到5000PSIG 时两泵都会停止。停止状态表示泵在任何情况下都不会工作。手动状态表示手动控制电动泵的启停，在没有达到设定的停泵压力时，将开关打到手动状态电动泵会启动，直到压力达到设定的停泵压力5000PSIG 后停泵，中途想要停泵只要将开关打到停止位置就可以使泵停止运行。

    3 雷达物位计现场操作

    雷达物位计可通过盘面单井模块的“手拉阀”实现对每一口油井的顺序开关，开井时先开井下安全阀，再开井上安全阀，关井时先关井上安全阀，再关井下安全阀；井口盘盘面公共模块上还配备有控制所有油井井上和井下安全阀的“手拉阀”，紧急情况可实现一次性关停所有油井；盘面上配备的气路调压阀可以实现对供气回路的压力调整功能；盘面上配备的液压路调压阀可以实现对油井井上、井下安全阀液压油供给压力调整功能；通过调节液压油路的安全阀可以实现对管路的压力保护；另外雷达物位计的其他控制阀、隔离阀等为井口盘的常规操作及应急检修提供了方便。

    4 雷达物位计的电气控制

    雷达物位计的电气控制是通过雷达物位计内的压力开关和雷达阀实现的，压力开关提供了井口区油井井上、井下安全阀液压油压力状态以及易熔塞回路、ESD 回路的状态；雷达阀提供了关闭油井功能，例如某口油井井上或井下安全阀液压油压力出现低低报警时可以实现单井关停及井口盘接收到中控系统远程关停信号时实现自动关井功能。

    5 雷达物位计在海洋石油平台的应用效果

    雷达物位计可实现采油平台油井的控制，能够将井口区的火灾和紧急关断信号传到中控系统，并接受来自中控的遥控关断信号，实现异常情况快速关闭油井。井口区配备的易熔塞可以实现发生火灾后自动快速关停油井并启动相应的消防水喷淋装置。井口盘控制盘在海洋石油平台的应用不***为油井管理提供了更加便捷的操作方式而且有效防止了海洋石油油气井事故的发生。

    6 结语

    雷达物位计在海洋石油采油平台的应用很大的方便了现场技术人员对油井的常规操作及应急检修，同时当平台井口区出现火灾或其他等异常事故时，井口盘控制盘可以自动或手动实现油井的生产关停，起到了保护人员及设备安全的作用。