井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓系統(tǒng)的改進(jìn)

李華(中國(guó)石化勝利石油工程公司黃河鉆井管具公司,山東 東營(yíng) 257000）

井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓系統(tǒng)的改進(jìn)

李華(中國(guó)石化勝利石油工程公司黃河鉆井管具公司,山東 東營(yíng) 257000）

闡述了井控裝置原現(xiàn)場(chǎng)試壓系統(tǒng)存在的諸多不足。通過從數(shù)據(jù)精確傳輸、增加安全裝置、增加遠(yuǎn)程控制方式、優(yōu)化數(shù)據(jù)打印方式來進(jìn)行設(shè)備試壓系統(tǒng)的改進(jìn)，提高現(xiàn)場(chǎng)試壓效率，保證職工安全工作環(huán)境。

井控裝置;試壓系統(tǒng);改進(jìn)

為了滿足油氣井壓力控制的要求，井控設(shè)備必須能對(duì)地層壓力、地層流體、井下主要施工參數(shù)等進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)。當(dāng)發(fā)生溢流、井噴時(shí)，能迅速控制井口，節(jié)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(shè)備質(zhì)量，送井前須對(duì)井控設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)壓力級(jí)別的密封性試驗(yàn)和靜壓力試驗(yàn)，以檢測(cè)其耐壓承載和高壓密封性能。

根據(jù)油田井控細(xì)則要求，一般會(huì)在如下三個(gè)方面進(jìn)行井控裝置的試壓。第一種是全套井控設(shè)備在井上安裝好后，進(jìn)行清水試壓。主要包括防噴器組、節(jié)流管匯、壓井管匯、內(nèi)防噴管線、放噴管線等；第二種情況是設(shè)備的關(guān)鍵配件更換之后必須進(jìn)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(cè)試可以對(duì)井控裝置進(jìn)行全方位的測(cè)試，確保每一部分都符合實(shí)際工作需要，不會(huì)因性能參數(shù)不足發(fā)生鉆井事故。根據(jù)井控管理規(guī)定，以上試壓均由專業(yè)試壓隊(duì)伍進(jìn)行，先低壓試驗(yàn)，試壓值為1.4～2.1MPa，穩(wěn)壓時(shí)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(shè)計(jì)要求進(jìn)行，穩(wěn)壓時(shí)間不少于15分鐘，壓降不大于0.7MPa。

1 傳統(tǒng)試壓泵的不足

在以往現(xiàn)場(chǎng)試壓中，我們往往采用的是QST-140型氣動(dòng)試壓泵，該泵是用壓縮空氣作為介質(zhì)，來推動(dòng)活塞做上下往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，輸出壓力與氣源壓力成正比，可通過調(diào)節(jié)氣源壓力來調(diào)節(jié)輸出壓力，氣動(dòng)試壓泵具有輕便、體積小、操作簡(jiǎn)單、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，但也存在以下弊端：

1.1 數(shù)據(jù)傳感不精確

現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備由于設(shè)計(jì)原因，其高、低壓試驗(yàn)共用一套壓力系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn)行低壓試驗(yàn)時(shí)，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(yàn)要求，傳感器的量程因要做高壓實(shí)驗(yàn)為120MPa，精度為1%，具體到數(shù)據(jù)輸出，只能精確到0.12MPa，不能滿足低壓實(shí)驗(yàn)0.01 MPa的精度要求，上述因素，造成了低壓實(shí)驗(yàn)的精度達(dá)不到要求，試驗(yàn)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(dòng)，在原有的條件下，精度達(dá)不到要求，只要壓力波動(dòng)就會(huì)被判定壓降超過壓降標(biāo)準(zhǔn)判定不合格，或是在壓降超過0.07MPa而為達(dá)到0.12MPa時(shí)判定為沒有壓降導(dǎo)致試壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 手動(dòng)操作控制不精確，安全性能低

在氣動(dòng)泵工作過程中，需要人為的進(jìn)行調(diào)壓閥的的開關(guān)來控制氣動(dòng)泵的啟停。一是職工近距離操作，距高壓危險(xiǎn)區(qū)過近，一旦發(fā)生刺漏現(xiàn)象，往往會(huì)造成人員的傷害。二是當(dāng)壓力達(dá)到試驗(yàn)的設(shè)定壓力值時(shí)，人員進(jìn)行操作調(diào)壓閥，往往因?yàn)閴毫Ρ盱`敏度低和讀書時(shí)間的延遲，造成壓力超過額定壓力，不符合技術(shù)規(guī)范，職工在一線進(jìn)行機(jī)器操作，必然存在安全隱患和增加危險(xiǎn)發(fā)生的概率。

1.3 數(shù)據(jù)打印方式落后

現(xiàn)存的數(shù)據(jù)打印技術(shù)是通過傳感器將測(cè)量值傳遞到設(shè)備的屏顯上，然后人工在設(shè)定打印時(shí)間，單單進(jìn)行數(shù)據(jù)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(xiàng)點(diǎn)明細(xì)，效率低，不能滿足如今井控檔案管理的要求。

2 改進(jìn)方法

通過以上對(duì)傳統(tǒng)的井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備的弊端的分析，為了提高現(xiàn)場(chǎng)試壓效率，消除安全隱患，給職工提供安全的工作環(huán)境，和廠家技術(shù)人員交流討論，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備進(jìn)行如下改進(jìn)。

2.1 增加低壓試壓功能

高低壓工作分別由兩套系統(tǒng)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(cè)量精度，達(dá)到了低壓試驗(yàn)的要求。此外，增設(shè)高低壓轉(zhuǎn)換防誤操作或保護(hù)裝置。（在忘記轉(zhuǎn)換高低壓程序時(shí)，低壓系統(tǒng)增加溢流裝置，以保護(hù)低壓傳感器和壓力表）。

2.2 優(yōu)化氣動(dòng)泵控制方式

借助現(xiàn)在電子技術(shù)的飛速發(fā)展，通過在泵的換向閥處安裝電磁閥，完成試壓設(shè)備中氣動(dòng)換向閥的開啟，從而控制泵的起停控制。在總氣源進(jìn)口加裝氣動(dòng)電磁閥，電壓力顯示表設(shè)置報(bào)警點(diǎn)（超壓壓力），當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)置壓力時(shí)壓力顯示表通過壓力傳感器給定信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉總氣源，來實(shí)現(xiàn)對(duì)試壓工件的超壓保護(hù)。

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(tǒng)最大工作壓力（出廠設(shè)置140Mpa）,防止系統(tǒng)過載,主要起安全保護(hù)作用。保壓閥是工作時(shí)可將試壓系統(tǒng)與試壓工件分開檢測(cè)。另外，為保證現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全，選擇箱體鋼板厚度為10mm。三側(cè)門采用軌道推拉結(jié)構(gòu)，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(cè)。

2.4 采用無線傳輸微機(jī)打印方式

系統(tǒng)采集壓力信號(hào)經(jīng)過壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過采集器進(jìn)行運(yùn)算轉(zhuǎn)換，將數(shù)值進(jìn)行就地顯示和數(shù)據(jù)傳輸。計(jì)算機(jī)將得到的壓力信號(hào)顯示并記錄下來存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)需要道印數(shù)據(jù)時(shí)，由記錄儀通過RS-232C通訊電纜向微型打印機(jī)發(fā)出控制信號(hào)和打印的數(shù)據(jù)，由微型打印機(jī)進(jìn)行打印輸出。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 注意事項(xiàng)

（1）該設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)前，操作者要認(rèn)真檢查水、電、氣。

（2）啟動(dòng)試壓泵前，將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。

（3）試壓完畢，將井控裝置腔體內(nèi)的液體壓力通過泄壓閥釋放掉。

3.2 應(yīng)用情況

井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)后，經(jīng)過全面調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)試壓200余次，系統(tǒng)運(yùn)作良好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)語

（1）該系統(tǒng)可自動(dòng)完成對(duì)試壓工件進(jìn)行升壓、保壓、卸壓、等工作，過程中記錄數(shù)據(jù)自動(dòng)分析計(jì)算給出測(cè)試結(jié)果，并將測(cè)試數(shù)據(jù)打印記錄。

（2）該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將試壓控制操作臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)高壓設(shè)備分開，同時(shí)加裝了試壓控制操作臺(tái)的防護(hù)箱體，從而保證操作者的人身安全。

（3）提高了井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓效率，保障了鉆井生產(chǎn)。

李華（1984-），男，工程師，從事石油鉆井井控技術(shù)工作。