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(xiàn)場試壓系統(tǒng)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(xiàn)場試壓系統(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、增加遠程控制方式、優(yōu)化數(shù)據(jù)打印方式來進行設(shè)備試壓系統(tǒng)的改進，提高現(xiàn)場試壓效率，保證職工安全工作環(huán)境。

井控裝置;試壓系統(tǒng);改進

為了滿足油氣井壓力控制的要求，井控設(shè)備必須能對地層壓力、地層流體、井下主要施工參數(shù)等進行準(zhǔn)確的監(jiān)測和預(yù)報。當(dāng)發(fā)生溢流、井噴時，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，送井前須對井控設(shè)備進行相應(yīng)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(jù)油田井控細(xì)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(shè)備在井上安裝好后，進行清水試壓。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(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)試壓隊伍進行，先低壓試驗，試壓值為1.4～2.1MPa，穩(wěn)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(shè)計要求進行，穩(wěn)壓時間不少于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(zhì)，來推動活塞做上下往復(fù)式運動，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，氣動試壓泵具有輕便、體積小、操作簡單、便于攜帶等優(yōu)點，但也存在以下弊端：

1.1 數(shù)據(jù)傳感不精確

現(xiàn)有現(xiàn)場試壓設(shè)備由于設(shè)計原因，其高、低壓試驗共用一套壓力系統(tǒng)，當(dāng)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(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)致試壓達不到標(biāo)準(zhǔn)。

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(diào)壓閥的的開關(guān)來控制氣動泵的啟停。一是職工近距離操作，距高壓危險區(qū)過近，一旦發(fā)生刺漏現(xiàn)象，往往會造成人員的傷害。二是當(dāng)壓力達到試驗的設(shè)定壓力值時，人員進行操作調(diào)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(shù)規(guī)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(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)是通過傳感器將測量值傳遞到設(shè)備的屏顯上，然后人工在設(shè)定打印時間，單單進行數(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點明細(xì)，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(tǒng)的井控裝置現(xiàn)場試壓設(shè)備的弊端的分析，為了提高現(xiàn)場試壓效率，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，對現(xiàn)場試壓設(shè)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(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，提高測量精度，達到了低壓試驗的要求。此外，增設(shè)高低壓轉(zhuǎn)換防誤操作或保護裝置。（在忘記轉(zhuǎn)換高低壓程序時，低壓系統(tǒng)增加溢流裝置，以保護低壓傳感器和壓力表）。

2.2 優(yōu)化氣動泵控制方式

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)備中氣動換向閥的開啟，從而控制泵的起?？刂?。在總氣源進口加裝氣動電磁閥，電壓力顯示表設(shè)置報警點（超壓壓力），當(dāng)系統(tǒng)壓力超過設(shè)置壓力時壓力顯示表通過壓力傳感器給定信號自動關(guān)閉總氣源，來實現(xiàn)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(tǒng)最大工作壓力（出廠設(shè)置140Mpa）,防止系統(tǒng)過載,主要起安全保護作用。保壓閥是工作時可將試壓系統(tǒng)與試壓工件分開檢測。另外，為保證現(xiàn)場工作人員的安全，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。

2.4 采用無線傳輸微機打印方式

系統(tǒng)采集壓力信號經(jīng)過壓力傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過采集器進行運算轉(zhuǎn)換，將數(shù)值進行就地顯示和數(shù)據(jù)傳輸。計算機將得到的壓力信號顯示并記錄下來存儲到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)需要道印數(shù)據(jù)時，由記錄儀通過RS-232C通訊電纜向微型打印機發(fā)出控制信號和打印的數(shù)據(jù)，由微型打印機進行打印輸出。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 注意事項

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

（2）啟動試壓泵前，將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入計算機。

（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)場試壓系統(tǒng)經(jīng)過改進后，經(jīng)過全面調(diào)試，現(xiàn)場試壓200余次，系統(tǒng)運作良好，各項技術(shù)指標(biāo)達到了設(shè)計要求。

4 結(jié)語

（1）該系統(tǒng)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(shù)據(jù)自動分析計算給出測試結(jié)果，并將測試數(shù)據(jù)打印記錄。

（2）該系統(tǒng)設(shè)計中將試壓控制操作臺與現(xiàn)場高壓設(shè)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(xiàn)場試壓效率，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。