Гидростатические испытания скважинного оборудования: давление, температура, протокол

Прибор в скважине на глубине нескольких километров работает под внешним давлением в сотни атмосфер и в горячей жидкости. Перед отправкой на объект каждое изделие проверяют в тех же условиях на стенде. Разбираем, что именно воспроизводит стенд, как устроен цикл испытания и что остается у заказчика в итоге, на примере контейнерного комплекса, который мы сделали для производителя скважинного оборудования.

Чем гидростатические испытания отличаются от обычных гидроиспытаний

Обычные гидравлические испытания проверяют изделие изнутри: в сосуд, трубу или арматуру подают жидкость под давлением и смотрят, держит ли корпус. Гидростатические испытания наоборот: изделие целиком помещают в камеру, заполненную жидкостью, и давление создают снаружи. Так проверяют то, что в работе окружено средой под давлением: корпуса скважинных приборов, телеметрические системы, скважинный инструмент.

Для скважинного оборудования к давлению добавляется температура. На глубине жидкость горячая, и корпус должен держать давление именно в нагретом состоянии. Поэтому стенд для таких испытаний это не только насос высокого давления, но и система подготовки и нагрева жидкости.

Какие условия нужно воспроизвести

В проекте 3032 заказчик производит корпуса резистивиметров, телеметрические системы и скважинные инструменты. Каждое изделие перед отправкой на объект проходит имитацию реальных условий скважины. Техническое задание задало параметры:

Стандартного решения под такое сочетание не было, стенд спроектировали с нуля. Отдельные требования заказчика: автономность, мобильность, работа в любом климате и документирование каждого цикла.

Как устроен стенд гидростатических испытаний

Стенд собран в утепленном 40-футовом контейнере массой 15 тонн. Внутри четыре зоны, и это полноценный производственный комплекс с собственной инфраструктурой.

1. Гидростатические камеры. Две камеры на раме, Ø250 и Ø120 мм, рабочая длина каждой 5,2 м. Под потолком таль для закладки изделий.
2. Коллектор высокого давления. Клапаны, манометры и линии высокого давления собраны в один коллектор на стенке контейнера. На трубопроводах греющий кабель, чтобы работать в мороз.
3. Система подготовки жидкости. Нагрев рабочей жидкости до нужной температуры и подача в камеру по шлангам высокого давления.
4. Операторская. Обогреваемая кабина за бронестеклом, промышленный ПК, аварийный Stop.

Зачем две камеры

Большая и малая камеры работают от одной системы поочередно. Два типоразмера изделий испытываются без переналадки стенда: выбор камеры одним переключателем на пульте. Пока в одной камере идет цикл, вторую можно готовить к закладке, простоя при смене изделия нет.

Видео: стенд от сборки до запуска

Контейнер на трале, площадка, камеры, коллектор, пульт и документы.

Порядок гидростатического испытания

1. Подготовка жидкостиРабочая жидкость нагревается в блоке подготовки до заданной температуры и подается в камеру через шланги высокого давления.
2. Закладка изделияИзделие помещается в камеру нужного диаметра. Камера выбирается одним переключателем на пульте, без переналадки.
3. Испытательный циклПрограмма автоматически набирает давление до 1200 атм и температуру до 120 °C по ступеням. График план/факт строится в реальном времени, отклонения видны сразу.
4. Протокол испытанийКаждый цикл выгружается на USB, через модем или на принтер. Протокол задокументирован и воспроизводим, он подтверждает соответствие требованиям заказчика.

Программа испытаний и протокол

Ступени давления и температуры оператор прописывает заранее в редакторе программ. Стенд воспроизводит программу автоматически, поэтому каждый цикл идентичен предыдущему. Это ключевое требование для серийной проверки: изделия одной партии испытываются по одной и той же программе, а не «как получилось у оператора».

Программный комплекс для стенда разработан в Гидрофаб. На одном экране давление, температура и программа, рядом график план/факт. Два независимых контура управления: промышленный ПК и штатный. Аварийный Stop в трех точках: пульт, промышленный ПК и выносной кейс с тачскрином, с которого можно вести процесс из безопасной зоны.

Работа на открытой площадке при −40 °C

Стенд стоит на открытой площадке на крайнем севере. Контейнер утеплен, трубопроводы с греющим кабелем, оператор работает в обогреваемой кабине и наблюдает за камерами через бронестекло. Цикл идет круглосуточно, днем и ночью, летом и в морозы. Производство заказчика не останавливается из-за испытаний.

Что указать в запросе на стенд гидростатических испытаний

Чтобы мы посчитали стенд под вашу задачу, достаточно шести пунктов:

• Максимальное внешнее давление, атм или МПа.
• Температура жидкости и нужен ли нагрев или охлаждение.
• Габариты изделий: диаметр и длина, сколько типоразмеров.
• Сколько изделий в смену, нужен ли непрерывный режим.
• Где стоит стенд: цех или открытая площадка, диапазон температур снаружи.
• Как нужно документировать испытания: протокол, экспорт, интеграция.

Реализованный проект · 3032 · Нефтегаз

Стенд гидростатических испытаний 1200 атм в контейнере

Полная страница проекта: характеристики, компоновка контейнера, видео, рабочее место оператора.

Смотреть проект →

Вопросы