钻井井控设备现状与改进策略

钻井井控设备现状与改进策略

蒋立宏

身份证号码：51102319841106217X

摘要：近年来，我国的社会经济与科学技术保持着齐头并进的发展态势，有效提高了国家综合实力。我国各项事业均快速发展，取得了十分理想的成绩，特别是开采行业以惊人的速度向前发展。为了有效防止石油天然气开采过程中出现井喷事故，对施工人员的人身安全以及企业的经济效益产生影响，在钻井以及修井的过程中通常都会在井口设置防喷器设备，防喷器设备结合半封与全封的功能，进而实现井口的有效封闭，充分提升安全性。井控防喷器有着较高的安全性，并且其能够应用在高压环境下。

关键词：钻井；井控设备；现状；改进策略

引言

井控即井涌控制或压力控制是采取一定的方法控制地层压力，基本上保持井内压力平衡，保证作业施工的顺利进行。石油石化行业历来对井控工作极为重视，要求“井控务必抓实抓狠”，牢固树立“井控为天”思想，增强井控意识，强化风险管控，严禁发生井喷失控事故和较大社会影响的井控险情。而井控装备是平衡地层压力防止井喷事故发生的关键设备，对井控装备的管理直接决定了井控工作成败。

1钻井井控设备应用现状

目前，我国已将钻转控制头用于欠平钻井中，钻井质量较高。早在20世纪60年代时，我国致力于研究旋转控制头，现已研制出高压力级应用模式，但相较于其他发达国家同等级产品，仍存在寿命短、密封性差、可靠性低等问题。主要与井控设备运行期间，难以科学分析轴承密封材料有关，进而限制了旋转控制头使用性能。节流压装置主要包括压井管汇、节流管汇、防喷管线与控制装置、汽液分离器等配套设备等，应用节流压装置，可实现油气井压力控制，但目前我国此项技术仍有欠缺。钻井井控设备中，防喷器是重要组成装置，但目前我国应用防喷器多引进国外设计，部分产品不符合我国石油井控设备使用标准，导致钻井期间存在隐藏风险。一般而言，我国石油钻井应用防喷器大多为闸板防喷器或闸板结合环形防喷器，体积较大，难以搬运，增加了钻井开支。因此我国研究设计重心可向防喷器倾斜，以改善防喷器技术薄弱情况。

2钻井井控设备改进策略

2.1井控设备无线压力测试系统

针对试压设备高压刺漏可能造成人身伤害的安全隐患，开展了自动加压控制、测试数据采集、无线数据传输等关键技术研究，研制了一套无线远程控制压力测试设备，可实现100m范围内远程检测，保证试压过程人身安全。目前已累计现场应用3000余口井，提升现场试压工作效率近3倍。同时，为了有效地消除试压波动、系统压降影响，开发设计了一套井控试压操作管理与分析软件。该软件可根据试压工件情况设置压力波动段的稳压时间，从而消除初始稳压时压力波动对试压结果产生的影响，确保试压结果真实性，并可根据试压标准自动评判结果，具有现场打印试压曲线及随时调用试验记录的功能。

2.2井控防喷器检测策略

在进行检测的过程中，要求相关人员熟悉井控防喷器的内部结构以及部件，确保在检测的过程中能够对其进行有效地保护。其次，检测维修人员在开展工作的过程中还应当切实参照井控防喷器的标准数据，确保工作有重点，提升检测维护的效率。首先，有关工作人员应当针对送检的井控防喷器进行全方位的基本情况检测，并重点检测重要部件的功能以及损坏程度。例如，针对井控防喷器中单闸防喷器，其壳体和侧门为铸件，因此应当选择使用水作为试压介质，同时在开展实际检测的过程中应当更换胶芯、密封件、密封圈以及螺栓等部件，合理的对压力值进行设定。其次，在进行检测的过程中还需要对井控防喷器的正反面进行平行定位，在其表面凹槽的位置设置4个传感器，以此保障能够获取重点部位的准确数据。在近些年检测的过程中有关工作人员需要注意的是，其中一个十分重要的环节就是井控防喷器的信号数据识别。由于井控防喷器相对复杂，因此会有很多方面的反馈信号出现在检测过程中，相关工作人员应当重视对有价值信号的分辨。在开展钻井作业的过程中，若井控防喷器出现故障则应当立即停工，有检修人员及时地进行检测与维护，情况必要则应当及时地进行更换，充分避免出现不必要的事故。相关部门要重视对于检修人员的培训教育，定期的对检修人员进行技术考核，对于不合格的工作人员应当提出批评并进行再教育。引导检修人员及时地了解先进的井控防喷器设备，关注领域技术研究，确保其能够满足行业发展的实际需求。

2.3设计新型方钻杆旋塞阀

于方钻杆旋塞阀下增设测压孔，保障测压孔对旋塞阀关启不造成影响，并在测压孔下安装传感器，保障压力传感器长度短于旋塞阀管壁厚，完成安装后，在不改变旋塞阀内外径基础上，安装便携式仪表箱，要求仪表箱可显示测量值，并具备存储、回放功能。正常情况下，仪表箱与传感器分离，可准确测量管压力，测量后断开仪表箱与传感器连接，即可恢复正常工作。

2.4防喷器专用翻转系统

国内首创了0°~180°防喷器专用翻转系统，创新设计了双液缸同步驱动机构，两个单作用油缸和翻转机构组成活动主体，在两个油缸进油段设计了平衡阀，形成双作用油缸，采用无级变速操作，保证防喷器翻转过程平稳，实现了全系列防喷器水平和垂直双向同步自动移运翻转。该系统最大载荷30t，已累计完成了130台套防喷器的翻转作业，防喷器组维修翻转效率提高了近50%。

2.5加强设备维护，消除各种安全隐患

对于设备正常运行时，由于人为操作不当或者管理不到位等而引发的安全事故。设备检修者应在工作开展过程中持续提高专业技能，譬如，在维修和保养防喷器时，检修者务必要选取合适的原料进行润滑，同时，需要合理调整清洗次数，切勿盲目地按照规定机械式保养。在放置防喷器时，为避免其内部混入泥土并堵塞钢圈槽，务必要在其下面安放一个尺寸相符的支架，同时，要根据实际情况合理调节离地间距。另外，为了放置出现防喷器被腐蚀的情况，检修人员应在此装置表面铺设一层完整的苫盖防雨布，无论是裸露在外的密封圈，还是连接螺栓，务必要严密包裹。防喷器一定要保持良好的密封性，一旦出现密封不良的情况，势必会影响石油勘探作业的正常开展，若发现密封圈受损，需马上更换。对阀门进行保养时，应按照出厂说明书认真仔细地拆卸内部组件，对井控设备的各种仪器仪表进行规范合理地校对，全面清理阀门顶盖等各个部位存在的杂质和污垢，避免设备被腐蚀。

2.6修理和再制造后的试验

SY/T 6160-2018《防喷器检查和维修》和API16AR《钻通设备修理和再制造标准》均对修理和再制造后的试验做了相关要求，但SY/T 6160-2018《防喷器检查和维修》对再制造后的防喷器在静水压强度试验过程中增加了声发射试验，API 16AR《钻通设备修理和再制造标准》中无提及；API16AR《钻通设备修理和再制造标准》中比SY/T 6160中多了对单个闸板体、单个环形控压部件、单个防喷器或液压连接器承压部件的修理和再制造后的检测和试验要求。

结语

受各方面因素的影响，石油钻井勘探时容易发生井喷等事故，加强对井控设备的全面化、严格化管理，有助于减少事故的发生率。所以，要不断提高维修保养技能，保证井控设备运行稳定，为石油勘探工作高效高质、安全有序地开展保驾护航。

参考文献

[1]吴红霞.井控设备管理常见问题及对策[J]. 江汉石油科技, 2019,029(003):P.57-58.

[2]马松涛.井控管理工作常见问题及对策分析[J].名城绘,2018(2):360-360.

[3]唐建平.井控设备常见问题及检测维修方法分析[J]. 化工管理,2018,03(No.474):147-147.