井控裝置自動化試壓檢測系統實踐探討

欒家翠，吳雙，陳建新，周凱

（1.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司鉆井技術服務分公司；2.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司泥漿技術服務分公司；3.中國石油集團管道局六分公司，天津 300280）

我國資源能源建設工作的發展離不開我國經濟水平的快速發展。石油天然氣勘探開發工作是我國重要的能源開發項目，其開發過程中有著許多未知的風險。為此如何有效避免發生事故、提升鉆井生產的安全性，是當前有關人員應當思考解決的難題。

1 井控設備自動化試壓檢測系統

借助現代計算機技術，可以模擬井控裝置的運行狀況，判斷是否有漏水等故障。通過遠程操作和控制，可以正常開啟、升壓、卸載設備等操作，并且操作員可以遠離操作區域以確保檢測安全。作為油田鉆井維護的重要設備，主要分為電氣控制模塊和機械模塊兩類。以微機和PLC為核心總線，以提高系統的應用水平和范圍。一般情況下，可以滿足各種井控設備和不超過105MPa的壓力歧管的壓力測試要求，對不超過21MPa的油壓進行測試并收集必要的監測數據。系統的主要組成部分以及它們之間的關系。系統包括井用測試卡箍、電動試壓泵、液壓站、高低壓卸車系統，以及這些設備的遠程監控設備和報警設備，實現防噴器、四通、三通的壓力測試等，液壓站提供防噴器運行所需的試壓夾具和液壓源，根據輸入檢測被控對象的壓力指揮部最大壓力可達21MPa.壓力夾具主要用于輔助各種井控設備自動夾緊或密封運營部最大密封壓力可達105MPa支持使用電動試壓泵，可以測試防噴器的水壓密性。液壓鉗可用于環形、單閘板、雙閘板和其他類型的防噴器，并可與四通管連接以進行壓力測試。在壓力測試過程中，無須擰緊法蘭螺栓，降低了操作強度；這樣可以防止手動擰緊螺栓損壞防噴器的鋼環槽，并延長防噴器的使用壽命。壓力測試泵由電動壓力測試泵和變頻器組成，可實現一機多用，縮短檢查和測試時間，并根據壓力測試的需要滿足各種要求。變頻器的最大工作壓力可以達到125MPa，并且變頻器是無級調速的。但是，在變頻器的應用中，自動控制系統的集成度很高，大多數參數是預先設定的。高低壓水進出水系統由各種不同類型的液壓平閥和控油系統組成，可以實現高壓水和低壓水的合理分配和卸載。模擬鉆桿裝置主要采用單搖臂形式，包括橫梁、立柱、壓力試驗塞提升馬達等部件。在測試過程中，可以將BOP投入運行并關閉，并且可以安裝攝像機以觀察BOP的密封狀況。遠程控制設備包括控制面板和無線傳輸設備。人員可以操作并觀察壓力測試夾具。壓力報警裝置由LED顯示屏組成，可以提醒其他人員進行壓力測試并遠離壓力測試夾具。數據檢測與控制系統是系統的主要模塊，其主要是由控制臺、計算機、監視器、激光打印機等組成。計算機可以監視液壓夾具、液壓系統、防噴器、壓力測試場所等，并且可以打開和關閉電氣設備，控制泵的壓力釋放，收集和分析液壓系統，液壓夾具和BOP的壓力信號，并實施該系統在機器運行時監視作業現場的圖像。在具體應用中，壓力測試數據采集圖像監控系統具有以下特點：手動和自動控制可自由切換，互不干擾；可以設置壓力測試指南以指導壓力測試；該軟件系統易于操作，處理簡單，功能強大，并且可以在各種計算機系統上運行；該軟件系統易于操作，并且可以在各種計算機系統中使用；收集并處理所有測試壓力值，建立壓力測試曲線，實時顯示壓力測試過程，并在壓力測試曲線上標記出壓力測試壓力，壓力穩定時間、壓降等參數；系統具有超壓報警功能，可以存儲數據供以后查詢。可以將主壓力測試過程復制到硬盤上以供以后播放；該系統可用于數據存儲并打印出第一個模擬測試報告，這使測試數據更加容易。

2 在應用中出現的問題

由于工作條件、其他環境條件以及不同設備之間對接的限制，導致在不同油田的長期井口的移動式試壓裝置進行試壓操作時，發現很容易引起更多的質量和安全問題。因此，有必要對井控移動壓力測試裝置進行優化。為了杜絕各種安全隱患，有必要優化改造井控移動式試壓裝置的設備。與此同時，為了提高設備的可靠性以及檢測工作的安全性，勢必要提高井口的試壓工藝。從移動式試壓設備在油氣田的實際使用情況來看，試壓設備的組裝工序只能由人工能完成的工作是試壓工作過程中以及后續的試壓作業。必須由手動執行的是拆卸和回收，這無疑增加了工人的勞動強度。

3 現場試壓裝置的改進方案

3.1 移動式試壓車的設計方案

本設計的工程車滿足壓力試驗設備和中央控制系統的安裝要求，并具有一定的運行空間。它以自動化為核心要求，使電泵和氣動泵成為大型設備。通過對不同設備如微電腦和自動控制裝置的合理組裝和配合，并利用自動切換系統進行操作和控制。控制試壓，可以自動控制試壓的壓力和具體時間，使用設定的數據模板自動比較試壓結果，并自動做出判斷。為了滿足HSE的基本要求，所設計的試壓工程車必須完全滿足要求，這對其可靠性有著決定性的影響。

3.2 工程車的車型選擇

結合自動壓力測試裝置的整體設計思想，選擇了一個可以滿足設備安裝要求并具有足夠空間的手術室。它的安全性高，車身堅固，必須完全關閉。

為了應對各種路況，它應具有高底盤的特點，提供動力必須采用四輪驅動，還要具有較高的可靠性。車輛的抗振能力很強，車輛的承載能力要大于5T。

3.3 移動式壓力裝置設備的選擇

通過合理地有目的地對電動泵和氣動泵組的壓力和排量進行選擇，一方面，可以確保壓力測試過程中的安全性；另一方面，成本和投資也得到了節省；同時也可以滿足自動移動式壓力試驗機的安裝要求。在壓力測試過程中，必須滿足某些管道的接線要求，以確保壓力測試泵能夠滿足要操作的不同壓力下的排量要求，在實際應用中具有明顯的操作優勢。首先，在壓力測試操作過程中，組合泵的整體壓力測試效率非常高。而且，大大降低了壓力測試過程中的運行成本，可以有效滿足某些特殊壓力要求的壓力測試要求。例如，在低壓測試中，只有一個電動泵可以滿足壓力測試的要求。它不僅使壓力測試的操作和控制十分方便，而且降低了成本和人員的工作強度，實現了自動組合壓力試驗期間試壓時，泵的實際壓力增加速度比較快，試壓范圍也比較廣，用于應用程序開發試壓作業，維護也很重要方便不過這種組合泵有很多優點，當壓力高時，會出現壓力超調。但是，通過選擇壓力測試設備的最佳組合，可以避免壓力過沖。通過科學和有針對性的選擇，我們甚至可以避免多種組合的弊端。不同地區都有自己的聯合壓力測試設備，充分發揮聯合壓力測試設備的優勢。

3.4 設計移動式試壓車結構

自動化控制設備、監控設備、壓力測試設備等安裝設備的合理組合，選擇適合現場壓力測試要求的工程模型。通過控制，可以實現壓力測試設備的開閉系統，可以控制壓力測試時間和壓力。根據一組數據可以自動判斷壓力測試結果。區域試壓工程車應能滿足頻繁振動、沖擊、制動和振動的要求。然后，適應壓力測試網站,大的環境和溫度變化,從技術方面講,同樣的壓力測試技術是當前移動壓力測試設備的必須選擇,應該緊急制動、監控、自動控制、氣動泵及電動泵開關功能。在此基礎上,還必須有良好的穩定性、一定程度的耐沖擊、一些重要的分級壓力測試等功能。自井控設備屬于高壓力水平,為了避免環境污染和人身傷害引起的超壓測試,HSE要求必須滿足在壓力測試過程中,人機和液壓泵應分開。為了滿足HSE和人機適應性的要求，需要優化模型，合理安排車廂，實現人機分離，提高乘客駕駛舒適性。在壓力測試工程車輛中，必須有一個自動控制壓力測試程序。連接和界面設計的氣動和液壓管道必須避免泄漏。壓力測試軟件系統可以滿足需求的壓力測試。試驗過程中，氣動泵與電泵相結合，滿足了生產效率的要求。

3.5 微機高壓測試系統

在實際工作中，對高壓測試系統的需求迅速增加。它對提高其運行性能是非常必要的，同時，也要更加保證其可靠性安全。本文介紹了高壓測試監控系統。該系統采用微電腦自動控制高壓測試系統，實現了高壓測試的自動化。基于該微機的高壓測試系統，不僅保證了操作人員的人身安全，而且大大提高了系統的簡易性。微電腦型自動壓力控制設備具有設定的壓力值，它具有最大值。同時，測試系統配備了監控設備，可以滿足不同單位的各種要求，并對設備的安裝有嚴格的要求。在安裝過程中，應按照正確的安裝順序和步驟進行組裝。設備應安裝在安全的地方。注意通風，避免密閉環境，保持室內外溫度一致，保持室內干燥，防止揚塵。安裝現場應安全，不得攜帶危險物品，使用過程中不得受到未知氣體的影響，以免發生意外。在使用和維護過程中，設備應保持不導電狀態。安裝的設備必須由專門的設備制造商進行操作，并且檢查和維護應由操作員進行組織。如果設備出現問題，可以根據不同情況采取不同的解決方案。如果有任何問題，請聯系制造商返回工廠進行維修或更換。設備應進行大修并定期維護。

3.6 微機系統具有的優點

這種微計算機有很多優點，其中最值得一提的就是可以根據不同需求選擇不同的操作模式，該微計算機包含自動控制模式和手機操作模式兩種可以隨時操作的模式。我們經常用到的模式是自動控制模式，這種模式具有計算機系統自動控制運行，不需要任何人員來更改計算機的壓力測試值的特點。整個自動過程包括壓力測試任務，這種測試的優點是不僅可以提高工作效率，而且可以減輕工作人員的工作強度。另外，可以節約時間和成本，為實現長期穩定的節能與發展提供了可靠保證。在完成任務的時候，要知道每個任務的實現都至關重要，而且每個任務都對應自己的一個編號，這樣可以使操作流程更加簡單，大大地提高了工作效率。另外，還可以防止出現交叉，這樣的運行測試結果更具有保障。

4 結語

本文主要講解和分析了井孔裝置自動化試壓檢測系統的應用情況，同時探討了以往傳統的試壓系統，對其進行了升級和完善。這不僅有效地保證了壓力測試工作的安全性和可靠性,而且還為安全監測設備及其穩定發展奠定了良好的基礎。