3000米级超深水测试管道的过压保护系统及控制方法与流程

本发明涉及管道控制，特别是涉及3000米级超深水测试管道的过压保护系统及控制方法。

背景技术：

1、在3000米级超深水井地面测试过程中，可能面临一些意外情况，比如钻柱卡阻、井口或管道堵塞、阀门冲蚀故障等，导致井口设备和测试管道承受着高压力和高温环境，如果测试管道的内部压力超过井口设备的承受能力，就会对井口设备造成损坏。

2、现阶段常利用安全阀对测试管道进行泄压，即当测试管道的内部压力大于一定值时，安全阀打开，使测试管道的内部压力下降；但是，由于安全阀是一种基于“弹簧负荷”的工作原，其响应时间较长，所以当测试管道的内部压力突然升高时，可能导致测试管道的内部压力瞬间超过井口设备的承受压力，从而导致井口设备的损坏。

3、因此，如何在测试管道的内部压力突然升高时，降低对井口设备造成损坏的可能性，是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了3000米级超深水测试管道的过压保护系统及控制方法，以在测试管道的内部压力突然升高时，降低对井口设备造成损坏的可能性。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本技术一方面提供一种3000米级超深水测试管道的控制方法，在所述测试管道与井口设备之间设置有可控阀门，并且在所述测试管道上设置压力数据采集装置；所述3000米级超深水测试管道的控制方法，包括：

4、获取通过所述压力数据采集装置采集到的所述测试管道的内部压力；

5、判断所述测试管道的内部压力是否大于第一压力报警限值；

6、若所述测试管道的内部压力大于所述第一压力报警限值，则减小所述可控阀门的开度；

7、若所述测试管道的内部压力小于等于所述第一压力报警限值，则维持所述可控阀门的开度。

8、可选的，减小所述可控阀门的开度，包括：

9、判断所述测试管道的内部压力是否小于等于第二压力报警限值；所述第二压力报警限值大于所述第一压力报警限值；

10、若所述测试管道的内部压力小于等于所述第二压力报警限值，则减小所述可控阀门的开度至第一预设开度；

11、若所述测试管道的内部压力大于所述第二压力报警限值，则判断所述测试管道的内部压力是否小于等于第三压力报警限值；所述第三压力报警限值大于所述第二压力报警限值；

12、若所述测试管道的内部压力小于等于所述第三压力报警限值，则减小所述可控阀门的开度至第二预设开度；所述第二预设开度小于等于所述第一预设开度；

13、若所述测试管道的内部压力大于所述第三压力报警限值，则减小所述可控阀门的开度至第三预设开度；所述第三预设开度小于等于所述第二预设开度。

14、可选的，在所述测试管道上还设置流量数据采集装置和振动数据采集装置；在减小所述可控阀门的开度至第一预设开度之前，还包括：

15、获取通过所述流量数据采集装置采集到的所述测试管道的当前流量和通过所述振动数据采集装置采集到当前振动幅度；

16、判断所述测试管道的当前流量是否大于预设流量；

17、若所述测试管道的当前流量小于等于所述预设流量，则执行减小所述可控阀门的开度至第三预设开度的步骤；

18、若所述测试管道的当前流量大于所述预设流量，则判断所述测试管道的当前振动幅度是否小于等于第一振动报警限值；

19、若所述测试管道的当前振动幅度小于等于所述第一振动报警限值，则执行减小所述可控阀门的开度至第一预设开度的步骤；

20、若所述测试管道的当前振动幅度大于所述第一振动报警限值，则执行减小所述可控阀门的开度至第二预设开度的步骤。

21、可选的，所述第一振动报警限值与所述测试管道的振动幅度的历史数据相关。

22、可选的，在所述测试管道上还设置流量数据采集装置和振动数据采集装置；在减小所述可控阀门的开度至第二预设开度之前，还包括：

23、获取通过所述流量数据采集装置采集到的所述测试管道的当前流量和通过所述振动数据采集装置采集到当前振动幅度；

24、判断所述测试管道的当前流量是否大于预设流量且所述测试管道的当前振动幅度是否小于等于第二振动报警限值；

25、若所述测试管道的当前流量大于所述预设流量且所述测试管道的当前振动幅度小于等于所述第二振动报警限值，则执行减小所述可控阀门的开度至第二预设开度的步骤；

26、若所述测试管道的当前流量小于等于所述预设流量和/或所述测试管道的当前振动幅度大于所述第二振动报警限值，则执行减小所述可控阀门的开度至第三预设开度的步骤。

27、可选的，所述第二振动报警限值与所述测试管道的振动幅度的历史数据相关。

28、可选的，在执行减小所述可控阀门的开度至任意预设开度的步骤之前、之后或同时，还包括：

29、进行相应级别的报警输出。

30、本技术另一方面提供一种3000米级超深水测试管道的过压保护系统，包括：可控阀门、电源管理系统、压力数据采集装置和控制器；其中：

31、所述电源管理系统的输入端与供电电源相连，所述电源管理系统的第一输出端与所述压力数据采集装置的供电端相连，所述电源管理系统的第二输出端与所述控制器的供电端相连；

32、所述压力数据采集装置的输出端与所述控制器的第一输入端相连，所述压力数据采集装置用于采集所述可控阀门所在的测试管道的内部压力；

33、所述可控阀门受控于所述控制器，所述控制器用于执行如本技术上一方面任一项所述的3000米级超深水测试管道的控制方法。

34、可选的，还包括：流量数据采集装置以及振动数据采集装置，和/或，报警系统，和/或，人机交互设备；其中：

35、所述流量数据采集装置的供电端、所述振动数据采集装置的供电端分别与所述电源管理系统的第三输出端、第四输出端相连；

36、所述流量数据采集装置的输出端、所述振动数据采集装置的输出端分别与所述控制器的第二输入端、第三输入端相连；

37、所述流量数据采集装置用于采集所述测试管道的流量数据，所述振动数据采集装置用于采集所述测试管道的振动数据；

38、所述流量数据采集装置、所述振动数据采集装置、所述报警系统均受控于所述控制器；

39、所述人机交互设备的输出端与所述控制器的第四输入端相连。

40、可选的，所述控制器用于在所述测试管道的内部压力小于等于第一压力报警限值时，周期启动所述流量数据采集装置和所述振动数据采集装置进行流量数据和振动数据采集。

41、可选的，所述控制器用于在所述测试管道的内部压力大于所述第一压力报警限值时，启动所述流量数据采集装置和所述振动数据采集装置，并使两者与所述压力数据采集装置进行同步数据采集。

42、可选的，所述控制器用于在所述测试管道的内部压力大于第一压力报警限值时，提高所述压力数据采集装置的采集频率。

43、由上述技术方案可知，本发明提供了一种3000米级超深水测试管道的控制方法。在该控制方法中，当测试管道的内部压力大于第一压力报警限值时，减小可控阀门的开度；由于可控阀门串联在测试管道与井口设备之间，所以该控制方法可以减小流向井口设备的流量，从而可以降低井口设备所需要承受的压力，进而在测试管道的内部压力升高时，可以避免对井口设备造成损坏；又由于测试管道的内部压力通过压力数据采集装置得到，而压力数据采集装置对测试管道的内部变化更加敏锐，所以可以提高可控阀门对测试管道的内部压力变化的响应速度；综上所述，该控制方法可以在测试管道的内部压力突然升高时，降低对井口设备造成损坏的可能性。