图1井口液控系统流程图2井口HIPPS系统配置结构HIPPS在塔里木三高气井的应用邹应勇李国娜吉万成牟晓波中国石油塔里木油田分公司摘要：高完整性压力保护系统(HIPPS)是一种安全仪表系统(SafetyInstrumentedSystem，SIS)，它是在满足和符合IEC61508/61511等电气/电子/可编程电子系统（E/E/PE）功能安全标准条件下的特殊应用。其通过切断压力源，防止超压，保护下游设备。通过选择安全可靠的HIPPS，可以降低下游设备和管线的压力等级，从而降低工程投资。参照HIPPS系统在海洋平台上的应用经验，如果在高含硫的三高气井上应用HIPPS系统，安全完整性等级（SafetyIntegrityLevel，SIL）达到SIL3级，可以取消安全泄放阀和放空火炬系统。可通过两种方式设置HIPPS：一种是自成系统，另一种是按照HIPPS的结构功能进行集成配置，再取得专业认证。关键词：三高气井；安全仪表；HIPPS；安全完整性doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2012.10.012塔里木油田地处沙漠地区，地理环境恶劣。大多数气井为“高压、高产、高硫化氢”的三高气井。根据塔里木油田公司少人高效的管理理念，井站采用无人值守。目前井口设置液控系统、井口控制盘，使用安全阀和放空火炬系统作为工艺系统超压的最后一级安全屏障。近年来，高完整性压力保护系统(HighIntegrityPressureProtectionSystem，HIPPS)在海洋平台已广泛应用，HIPPS在设计上可以取代传统的泄放设备，既节省投资，又保证了阀门可靠的关断。在塔里木三高气井设置HIPPS系统，不仅能够检测到工艺系统的超压，从而切断引起超压的压力源，以实现保护设施的功能或避免设施大量危害物意外释放等[1]，同时可以保护环境，减少投资。出现异常情况时（如压力突然增高，出现火情等），井口控制盘会自动关闭阀门，防止事故的发生和蔓延，对生产设施起到了安全保护的作用。为减少系统之间数据传输对系统的影响，将井口液控盘与井口远程终端单元（RemoteTerminalUnit，RTU）整合在一起，这样可提高系统可靠性，有利于生产操作和运行维护。2高完整性压力保护系统结构高完整性压力保护系统是一种安全仪表系统(SafetyInstrumentedSystem，SIS)，它是在满足和符合IEC61508/61511等电气/电子/可编程电子系统（E/E/PE）功能安全标准条件下的特殊应用。其通过切断压力源，防止超压，保护下游设备。通过选择安全可靠的HIPPS，可以降低下游设备和管线的压力等级，从而降低工程投资[2]。HIPPS系统结构如图2所示。1井口控制系统现状采用井口液压控制系统控制采气树液动翼阀、液动主阀和井下安全阀的开关。井口液控系统流程见图1。井口控制间内设置液控盘，在井上或井下HIPPS从现场读入3个压力变送器输入信号到处理器进行3取2（2oo3）逻辑表决，当3个变送器-24-油气田地面工程图3简化后井口工艺流程第31卷第10期（2012.10）〈试验研究〉中的任意2个报警时，将产生关断信号。此关断信号将关闭所有的输出。当某一个变送器出现故障或者系统处于测试模式时，该系统自动设为1oo2表决逻辑，即有一个变送器发出报警时，系统即产生关断输出。三个变送器的输入信号在处理器中进行比较处理，当一个信号没有超过设定值，而其他两个变送器的预设定值偏离设定值过大时，系统就会在监控画面上产生报警[3]。置，再取得专业认证。鉴于目前油田自动化现状，主控室要实现对气井的远程关断，且三高气井井口已经具备HIPPS系统的结构配置，因此选用第二种方式来实现高压力保护。结构配置如下：表1系统安全完整性等级要求3HIPPS在三高气井的应用在早期的单井工艺流程设计中，井口压力为（1）变送器。压力变送器安全级别可采用SIL2级，通过3选2配置，硬件安全级别可以达到SIL3级。（2）输入通道。输入通道卡件采用经过认证可以达到SIL3等级的板卡。（3）逻辑控制器。采用SIL2认证的RTU控制器，进行3选2逻辑运算。设置2台进行冗余切换。安全级别可达到SIL3级。（4）输出通道。输出卡件选用有SIL3认证的板卡，将信号输出到2个不同的电磁阀。（5）切断阀。当液压系统出现故障或电路故障时，主安全阀和翼安全阀均为关闭状态，且可实现迅速关闭。42.0MPa，采用二级节流。一级节流后压力为22.0MPa，二级节流压力降至10.0MP...