淺析井控裝置現場試壓設備及改進方案

李杰(長城鉆探工程有限公司井下作業公司，遼寧 盤錦 124010)

壓力平衡指的是地表常規壓力與井底壓力之間，保持相對穩定的一個狀態，在這種狀態之下能夠保證鉆井過程的安全，因為這種平衡一旦失去，勢必導致多余的液體類物質進入井筒內部，其破壞性是致命的，嚴重的將導致井涌、井噴甚至失控，并且連帶破壞環境和對工作人員人身安全造成威脅。為了避免或減少這種情況的發生，必須配備石油井控設備，利用該裝置對鉆井過程進行實時監控，根據監控結果調整鉆井相關參數。在井控裝置安裝在鉆井平臺上，首先需要檢查的壓力測試，以確保其正常運行。測試壓力保持在1.4-2.1MPa，試壓的整個過程要維持在半小時以上，并且一旦出現壓降和滲漏狀況，整個試壓過程將被迫停止，否則也將是無效的。能夠被最終投入正常工作使用的設備，必須是經過完備的試壓檢測的。

1 傳統試壓方法概述

對于如下幾種常見情況可以給予試壓測試：第一種是關鍵配件更換之后必須要進行（諸如：井口防噴器、節流壓井管匯等）；第二種是安裝井控裝置后，需要在及時投入生產使用，在使用前務必測試；三是鉆開油氣層前。通過試壓測試可以對井控裝置進行全方位的測試，確保每一部分都符合實際工作需求，不會因性能參數不足發生鉆井事故。

傳統現場試壓方法是氣動試壓泵，利用的技術是依賴試壓泵的壓縮原理，對空氣進行壓縮，并且這種空氣壓縮技術壓力的輸出必須是可調節的。這種技術表面看起來具有非常靈活的可操作和調節性，但是仍然存在一定的應用壁壘和缺陷，以下主要討論其缺陷：

1.1 運輸不便。氣動試壓泵具有體積大、難以運輸的障礙和缺點，在整個使用過程中如遇機器的位置轉移，就會出現這樣尷尬的局面。因此出現一些使用障礙，如沒有辦法固定機器的位置，或者在一些場景中難以調動機器放置，或者給使用操作的工作人員帶來麻煩。

1.2 泵排量過低。 長期作業無法滿足目前機器泵排量過低的現狀，想要長時間讓機器處于穩定壓力輸出的狀態，因為常見的泵排量只有90mL左右，在現階段的現實情況中是無法滿足作業需求的，并且長時間沖壓也會讓相關機器的操作工人產生工作倦怠感，是不利于作業效率和安全的。

1.3 數據讀取方式落后。現存技術無法解決“人工記錄數據”的落后缺點。讀取壓力指數、判斷設備老化程度等等，這樣的人工讀取數據的方式，一方面效率低下，一方面由于個人原因還會出現數據偏差，精確度也不是很理想。

1.4 控制操作安全性能較低。“人工控制”不僅僅存在于“數據讀取”中，例如在氣動試壓泵處于工作狀態的時候，同樣也需要人工進行閥門開關，工人在一線處理機器的問題，這必然存在安全性的隱患和增加危險發生的概率。高壓是人體結構無法承受的，如發生急切故障、側漏等，傷害到員工，同樣員工長時間勞作也會存在疲勞懈怠，影響正常工作效率，操作不當也會引發隱患。

1.5 故障查找方式危險。在設備發生故障的第一時間內，需要工作技術人員進行人工檢查和排查，相對的近距離焊接與排查工作，勢必會增加發生危險、給技術人員人身安全造成威脅的一系列威脅，如果出現人員損傷勢必得不償失。

2 改進方法和措施分析

通過以上分析，我們了解到傳統試壓方式以及實際運作中會出現的很多問題和局限，如何進行設備的完善和技術的革新，自然成為提升作業效率、消除安全隱患、提升技術工人作業興趣的最佳保障。

2.1 更換運輸方式。 新運輸工具的選擇，將會解放“小型皮卡”運輸壁壘的問題。如果沒有最合適替代工具，同樣考慮是否可以對現有運輸設備進行改裝，例如對集裝箱、皮卡運輸后箱等等進行二次加工，合理劃分可裝載的空間以及區域。

2.2 增配電動試壓泵。鑒于傳統的氣動試壓泵在性能方面存在不足，可為鉆井試壓系統增配電動試壓泵，利用電動試壓泵在排量、消耗時間、工作穩定性等方面的優勢降低沖壓時間。在對的時機需要注意，氣動試壓泵的出水口三通閥門相互接合，最終需要全部接入到電動試壓泵中，通過此種方式已達到設備各階段的壓力混合，以此將清水注入防噴器組，過程中利用的就是電動試壓泵的高壓管線。

2.3 優化氣動試壓泵控制方式。現代化電子設備的普及，同樣這項技術也可以應用于對氣動試壓泵的控制與改造，可以考慮的技術例如電磁閥。在需要控制氣動試壓泵的工作狀態時只需要遠距離控制電磁閥的狀態即可完成，不僅消除了人身安全方面的威脅還增進了整個試壓設備組的自動化程度。

2.4 加裝現代化監控系統。電磁閥的原理主要是控制氣動試壓泵開關，作為傳統的操控方式，利用現階段電腦技術最為擅長調控的“圖像采集裝置”也是一個不錯的選擇，利用相對應的傳感裝置，對泵端、井口、防噴器等重點設備實時觀察和數據采集，這樣有利于監控的及時有效處理和把控。配合使用現代化高壓測試控制系統可以將電磁閥的工作狀態、監控設備的監控畫面等集中管理和控制。對于一些必需參數如壓力參數等還可進行實時讀取和打印，便于確定操作指令和后續分析，提高工作安全性能。

3 結語

在原有井控裝置現場試壓設備基礎上的一切創新和改造，必須以安全，有效，可以操控為基礎和原則，附帶其他現代化手段，也終將是如虎添翼。現代化手段諸如自動化監控技術等，結合現代化的遠程監控方式，能夠最終實現井控裝置試壓的相關正常操作。