井控裝置現場試壓系統的改進

李華(中國石化勝利石油工程公司黃河鉆井管具公司,山東 東營 257000）

井控裝置現場試壓系統的改進

李華(中國石化勝利石油工程公司黃河鉆井管具公司,山東 東營 257000）

闡述了井控裝置原現場試壓系統存在的諸多不足。通過從數據精確傳輸、增加安全裝置、增加遠程控制方式、優化數據打印方式來進行設備試壓系統的改進，提高現場試壓效率，保證職工安全工作環境。

井控裝置;試壓系統;改進

為了滿足油氣井壓力控制的要求，井控設備必須能對地層壓力、地層流體、井下主要施工參數等進行準確的監測和預報。當發生溢流、井噴時，能迅速控制井口，節制井眼中流體的排放，建立新的平衡。在鉆井過程中，為保證井控設備質量，送井前須對井控設備進行相應壓力級別的密封性試驗和靜壓力試驗，以檢測其耐壓承載和高壓密封性能。

根據油田井控細則要求，一般會在如下三個方面進行井控裝置的試壓。第一種是全套井控設備在井上安裝好后，進行清水試壓。主要包括防噴器組、節流管匯、壓井管匯、內防噴管線、放噴管線等；第二種情況是設備的關鍵配件更換之后必須進行，比如，在下套管前，更換成套管尺寸的閘板總成；第三種情況是鉆開油氣層前，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要，不會因性能參數不足發生鉆井事故。根據井控管理規定，以上試壓均由專業試壓隊伍進行，先低壓試驗，試壓值為1.4～2.1MPa，穩壓時間不少于10分鐘，壓降不大于0.07MPa；高壓按照額定壓力或鉆井設計要求進行，穩壓時間不少于15分鐘，壓降不大于0.7MPa。

1 傳統試壓泵的不足

在以往現場試壓中，我們往往采用的是QST-140型氣動試壓泵，該泵是用壓縮空氣作為介質，來推動活塞做上下往復式運動，輸出壓力與氣源壓力成正比，可通過調節氣源壓力來調節輸出壓力，氣動試壓泵具有輕便、體積小、操作簡單、便于攜帶等優點，但也存在以下弊端：

1.1 數據傳感不精確

現有現場試壓設備由于設計原因，其高、低壓試驗共用一套壓力系統，當進行低壓試驗時，由于泵的排量、傳感器精度和量程等因素，無法滿足低壓試驗要求，傳感器的量程因要做高壓實驗為120MPa，精度為1%，具體到數據輸出，只能精確到0.12MPa，不能滿足低壓實驗0.01 MPa的精度要求，上述因素，造成了低壓實驗的精度達不到要求，試驗成功就要求無壓力降，在試壓過程中壓力不可避免的有所波動，在原有的條件下，精度達不到要求，只要壓力波動就會被判定壓降超過壓降標準判定不合格，或是在壓降超過0.07MPa而為達到0.12MPa時判定為沒有壓降導致試壓達不到標準。

1.2 手動操作控制不精確，安全性能低

在氣動泵工作過程中，需要人為的進行調壓閥的的開關來控制氣動泵的啟停。一是職工近距離操作，距高壓危險區過近，一旦發生刺漏現象，往往會造成人員的傷害。二是當壓力達到試驗的設定壓力值時，人員進行操作調壓閥，往往因為壓力表靈敏度低和讀書時間的延遲，造成壓力超過額定壓力，不符合技術規范，職工在一線進行機器操作，必然存在安全隱患和增加危險發生的概率。

1.3 數據打印方式落后

現存的數據打印技術是通過傳感器將測量值傳遞到設備的屏顯上，然后人工在設定打印時間，單單進行數據的打印，根本無法顯示本口井的基本信息及井控裝置試壓項點明細，效率低，不能滿足如今井控檔案管理的要求。

2 改進方法

通過以上對傳統的井控裝置現場試壓設備的弊端的分析，為了提高現場試壓效率，消除安全隱患，給職工提供安全的工作環境，和廠家技術人員交流討論，對現場試壓設備進行如下改進。

2.1 增加低壓試壓功能

高低壓工作分別由兩套系統顯示，高壓工作0-140Mpa，低壓工作1.4-2.1Mpa，低壓泵采用5MPa的小量程的壓力傳感器，提高測量精度，達到了低壓試驗的要求。此外，增設高低壓轉換防誤操作或保護裝置。（在忘記轉換高低壓程序時，低壓系統增加溢流裝置，以保護低壓傳感器和壓力表）。

2.2 優化氣動泵控制方式

借助現在電子技術的飛速發展，通過在泵的換向閥處安裝電磁閥，完成試壓設備中氣動換向閥的開啟，從而控制泵的起停控制。在總氣源進口加裝氣動電磁閥，電壓力顯示表設置報警點（超壓壓力），當系統壓力超過設置壓力時壓力顯示表通過壓力傳感器給定信號自動關閉總氣源，來實現對試壓工件的超壓保護。

2.3 增加安全裝置

在管線中增加安全溢流閥和保壓閥。安全溢流閥是重要的壓力控制閥,限定系統最大工作壓力（出廠設置140Mpa）,防止系統過載,主要起安全保護作用。保壓閥是工作時可將試壓系統與試壓工件分開檢測。另外，為保證現場工作人員的安全，選擇箱體鋼板厚度為10mm。三側門采用軌道推拉結構，其余為螺栓固定。高壓壓力表、記錄儀：窗口采用10mm透明玻璃方便觀測。

2.4 采用無線傳輸微機打印方式

系統采集壓力信號經過壓力傳感器轉換成電信號，再經過采集器進行運算轉換，將數值進行就地顯示和數據傳輸。計算機將得到的壓力信號顯示并記錄下來存儲到數據庫中，當需要道印數據時，由記錄儀通過RS-232C通訊電纜向微型打印機發出控制信號和打印的數據，由微型打印機進行打印輸出。

3 現場應用

3.1 注意事項

（1）該設備運轉前，操作者要認真檢查水、電、氣。

（2）啟動試壓泵前，將有關數據輸入計算機。

（3）試壓完畢，將井控裝置腔體內的液體壓力通過泄壓閥釋放掉。

3.2 應用情況

井控裝置現場試壓系統經過改進后，經過全面調試，現場試壓200余次，系統運作良好，各項技術指標達到了設計要求。

4 結語

（1）該系統可自動完成對試壓工件進行升壓、保壓、卸壓、等工作，過程中記錄數據自動分析計算給出測試結果，并將測試數據打印記錄。

（2）該系統設計中將試壓控制操作臺與現場高壓設備分開，同時加裝了試壓控制操作臺的防護箱體，從而保證操作者的人身安全。

（3）提高了井控裝置現場試壓效率，保障了鉆井生產。

李華（1984-），男，工程師，從事石油鉆井井控技術工作。