李华(中国石化胜利石油工程公司黄河钻井管具公司,山东 东营 257000）

井控装置现场试压系统的改进

李华(中国石化胜利石油工程公司黄河钻井管具公司,山东 东营 257000）

阐述了井控装置原现场试压系统存在的诸多不足。通过从数据精确传输、增加安全装置、增加远程控制方式、优化数据打印方式来进行设备试压系统的改进，提高现场试压效率，保证职工安全工作环境。

井控装置;试压系统;改进

为了满足油气井压力控制的要求，井控设备必须能对地层压力、地层流体、井下主要施工参数等进行准确的监测和预报。当发生溢流、井喷时，能迅速控制井口，节制井眼中流体的排放，建立新的平衡。在钻井过程中，为保证井控设备质量，送井前须对井控设备进行相应压力级别的密封性试验和静压力试验，以检测其耐压承载和高压密封性能。

根据油田井控细则要求，一般会在如下三个方面进行井控装置的试压。第一种是全套井控设备在井上安装好后，进行清水试压。主要包括防喷器组、节流管汇、压井管汇、内防喷管线、放喷管线等；第二种情况是设备的关键配件更换之后必须进行，比如，在下套管前，更换成套管尺寸的闸板总成；第三种情况是钻开油气层前，通过试压测试可以对井控装置进行全方位的测试，确保每一部分都符合实际工作需要，不会因性能参数不足发生钻井事故。根据井控管理规定，以上试压均由专业试压队伍进行，先低压试验，试压值为1.4～2.1MPa，稳压时间不少于10分钟，压降不大于0.07MPa；高压按照额定压力或钻井设计要求进行，稳压时间不少于15分钟，压降不大于0.7MPa。

1 传统试压泵的不足

在以往现场试压中，我们往往采用的是QST-140型气动试压泵，该泵是用压缩空气作为介质，来推动活塞做上下往复式运动，输出压力与气源压力成正比，可通过调节气源压力来调节输出压力，气动试压泵具有轻便、体积小、操作简单、便于携带等优点，但也存在以下弊端：

1.1 数据传感不精确

现有现场试压设备由于设计原因，其高、低压试验共用一套压力系统，当进行低压试验时，由于泵的排量、传感器精度和量程等因素，无法满足低压试验要求，传感器的量程因要做高压实验为120MPa，精度为1%，具体到数据输出，只能精确到0.12MPa，不能满足低压实验0.01 MPa的精度要求，上述因素，造成了低压实验的精度达不到要求，试验成功就要求无压力降，在试压过程中压力不可避免的有所波动，在原有的条件下，精度达不到要求，只要压力波动就会被判定压降超过压降标准判定不合格，或是在压降超过0.07MPa而为达到0.12MPa时判定为没有压降导致试压达不到标准。

1.2 手动操作控制不精确，安全性能低

在气动泵工作过程中，需要人为的进行调压阀的的开关来控制气动泵的启停。一是职工近距离操作，距高压危险区过近，一旦发生刺漏现象，往往会造成人员的伤害。二是当压力达到试验的设定压力值时，人员进行操作调压阀，往往因为压力表灵敏度低和读书时间的延迟，造成压力超过额定压力，不符合技术规范，职工在一线进行机器操作，必然存在安全隐患和增加危险发生的概率。

1.3 数据打印方式落后

现存的数据打印技术是通过传感器将测量值传递到设备的屏显上，然后人工在设定打印时间，单单进行数据的打印，根本无法显示本口井的基本信息及井控装置试压项点明细，效率低，不能满足如今井控档案管理的要求。

2 改进方法

通过以上对传统的井控装置现场试压设备的弊端的分析，为了提高现场试压效率，消除安全隐患，给职工提供安全的工作环境，和厂家技术人员交流讨论，对现场试压设备进行如下改进。

2.1 增加低压试压功能

高低压工作分别由两套系统显示，高压工作0-140Mpa，低压工作1.4-2.1Mpa，低压泵采用5MPa的小量程的压力传感器，提高测量精度，达到了低压试验的要求。此外，增设高低压转换防误操作或保护装置。（在忘记转换高低压程序时，低压系统增加溢流装置，以保护低压传感器和压力表）。

2.2 优化气动泵控制方式

借助现在电子技术的飞速发展，通过在泵的换向阀处安装电磁阀，完成试压设备中气动换向阀的开启，从而控制泵的起停控制。在总气源进口加装气动电磁阀，电压力显示表设置报警点（超压压力），当系统压力超过设置压力时压力显示表通过压力传感器给定信号自动关闭总气源，来实现对试压工件的超压保护。

2.3 增加安全装置

在管线中增加安全溢流阀和保压阀。安全溢流阀是重要的压力控制阀,限定系统最大工作压力（出厂设置140Mpa）,防止系统过载,主要起安全保护作用。保压阀是工作时可将试压系统与试压工件分开检测。另外，为保证现场工作人员的安全，选择箱体钢板厚度为10mm。三侧门采用轨道推拉结构，其余为螺栓固定。高压压力表、记录仪：窗口采用10mm透明玻璃方便观测。

2.4 采用无线传输微机打印方式

系统采集压力信号经过压力传感器转换成电信号，再经过采集器进行运算转换，将数值进行就地显示和数据传输。计算机将得到的压力信号显示并记录下来存储到数据库中，当需要道印数据时，由记录仪通过RS-232C通讯电缆向微型打印机发出控制信号和打印的数据，由微型打印机进行打印输出。

3 现场应用

3.1 注意事项

（1）该设备运转前，操作者要认真检查水、电、气。

（2）启动试压泵前，将有关数据输入计算机。

（3）试压完毕，将井控装置腔体内的液体压力通过泄压阀释放掉。

3.2 应用情况

井控装置现场试压系统经过改进后，经过全面调试，现场试压200余次，系统运作良好，各项技术指标达到了设计要求。

4 结语

（1）该系统可自动完成对试压工件进行升压、保压、卸压、等工作，过程中记录数据自动分析计算给出测试结果，并将测试数据打印记录。

（2）该系统设计中将试压控制操作台与现场高压设备分开，同时加装了试压控制操作台的防护箱体，从而保证操作者的人身安全。

（3）提高了井控装置现场试压效率，保障了钻井生产。

李华（1984-），男，工程师，从事石油钻井井控技术工作。