便攜式井口防噴器試壓裝置研制與應用

王百戰，白文雄，樊 勇，雷九龍，唐有勝

（1.長慶油田分公司機械制造總廠，西安710201；2.長慶油田分公司油田開發處，西安710016；3.川慶鉆探國際工程公司，成都610500） ①

便攜式井口防噴器試壓裝置研制與應用

王百戰1，白文雄1，樊 勇1，雷九龍2，唐有勝3

（1.長慶油田分公司機械制造總廠，西安710201；2.長慶油田分公司油田開發處，西安710016；3.川慶鉆探國際工程公司，成都610500）①

針對油田修井用井口防噴器日常密封性試壓檢查不能在修井作業場實現的難題，研制了便攜式井口防噴器試壓裝置。該試壓裝置能在修井作業現場對防噴器試驗檢查，及時發現存在的故障及安全隱患，提高井口防噴器使用的可靠性和安全性。現場應用表明：該試壓裝置設計合理，技術先進，使用方便，運行安全可靠，可滿足井口防噴器的日常性密封試壓檢查的需要，能減少修井作業安全事故的發生。

便攜式；井口防噴器；試壓裝置；組成

目前，油田修井所使用的井口防噴器［1－3］的密封性檢查通常以年為檢定周期［4］，到檢定周期后由各使用單位送往指定的井控車間進行周期檢定，再由井控車間出具相應的檢定報告，給出該井口防噴器材能否繼續使用的證明。各使用單位只需做到在檢定報告上規定的檢定周期內使用該井口防噴器，便可認定所使用的井口防噴器為合格產品，這種檢定方式存在的弊端顯而易見。由于井口防噴器材在一個檢定周期內，因長期擱置或多次使用已出現了損壞，而使用人員又無法識別和判定［5］，若繼續將這種已損壞的井口防噴器當作合格產品用于修井作業，一旦發生井噴事故，井

1 技術分析

1.1 技術方案

便攜式井口防噴器試壓裝置主要由手動試壓泵、壓力變送器、數據計錄儀、打印機、連接附件、試壓專用工裝、安全防護裝置等組成，其工藝流程和結構如圖1～2所示。

圖1 便攜式井口防噴器試壓裝置工藝流程

圖2 便攜式井口防噴器試壓裝置結構

井口防噴器上端接試壓工裝，用高壓膠管連接試壓工裝與手動試壓泵，壓力變送器與手動試壓泵連接，壓力變送器通過數據線與數據記錄儀相連接，數據記錄儀連接袖珍型打印機；電動球閥接于手動試壓泵上，信號線與數據記錄儀連接，由數據記錄儀給出動作信號，控制電動球閥的開啟或關閉，實現泄壓功能；數據記錄儀還與語音喇叭相連，由數據記錄儀給出預警信號，語音喇叭喊話作超壓預警提示；裝置全部采用鋰電池組為其供電，無需井場提供交流電源。

試壓工藝流程：人工操作手動試壓泵向試壓回路內加壓，由手動試壓泵上的壓力變送器將試壓回路內的壓力值轉換為電信號傳遞給數據記錄儀，由數據記錄儀記錄、存儲并根據設定程序實現數據的判定并生成試壓報告，由打印機打印輸出或USB接口導出留存。卸壓功能的實現是由數據記錄儀控制，當回路壓力達到設定的某一臨界值時，數據記錄儀給出電動球閥開啟的動作信號，電動球閥開啟，完成卸壓動作；超壓預警功能的實現也是由數據記錄儀控制，壓力在接近臨界值時，數據記錄儀給出預警信號，由語音喇叭作出喊話預警。

1.2 組成及功能

考慮到現場攜帶、搬運方便及組裝快速的要求，便攜式井口防噴器試壓裝置的設計采用了模塊化設計，由動力部分、試壓專用工裝、連接附件、數據記錄儀模塊及安全防護裝置5個模塊組成。設計時，還對每個模塊的總質量提出了不超過35kg的要求，以方便搬運、安裝和使用。

1.2.1 動力部分

其功能是給整個試壓管路系統提供持續的壓力。設計時，考慮到井場取電不便，采用了手動試壓泵加壓的方案，方便了現場使用，提高了試壓裝置的適應性。手動試壓泵選擇了SYL－11.4／16型手動試壓泵，其基本技術參數如表1。根據油田生產現場的使用要求，對手動試壓泵進行了適應性改進設計：主要是增加了伸縮式結構的底部腳踏裝置，防止加壓時手動試壓泵發生側翻；在水箱一側增加了高壓膠管盤管座，便于收納膠管；增加水箱濾網，防止水體中雜物進入試壓回路而堵塞管線；在水箱側面增加了翻轉式的搬運把手，方便搬運；在泵頭上預留了壓力變送器接口和電動球閥接口，用于壓力變送器和電動球閥的安裝；增加泵頭安全防護罩，水箱外形尺寸符合現場使用要求。

表1 手動試壓泵技術參數

1.2.2 試壓專用工裝

為了同時滿足多種井口防噴器（主要有閘板防噴器、油管旋塞閥、抽油桿防噴器）的試壓要求，設計了3套專用試壓工裝，可滿足以上防噴器的試壓要求。試壓工裝的選材和尺寸符合相關標準要求，確保安全。

1.2.3 連接附件

主要是實現試壓專用工裝與手動試壓泵的連接及數據記錄儀與壓力變送器的連接，由高壓膠管、開閉式膠管快速接頭、數據線和電源線等組成。高壓膠管為耐油高壓膠管，額定工作壓力21MPa；數據記錄儀選用標準3芯電源線；壓力變送器信號線選用標準3芯信號屏蔽線，并且電源線和信號屏蔽線兩頭均為航空專用快速插拔連接件，方便現場拆裝。

1.2.4 數據記錄儀模塊

實現試壓數據的采集、記錄、判定和打印，具有自動記錄壓力數據、按預定程序判定數據合格性、數據保存和導出、數據打印及超壓預警、自動卸壓等功能。主要由壓力變送器、可編程數據記錄儀、打印機、鋰電池組等組成。壓力變送器選用了帶LED及打印功能的可編程記錄儀，預留1個USB接口，可實現數據導出；同時，具有超壓預警功能，還可實現實時數據的多點記錄和打印及曲線記錄和打印。打印機選用了抽屜結構前面板換紙打印機，操作簡單，換紙容易。鋰電池組選用8 800mAh的鋰電池組，待機時間1個月，連續使用48h。

1.2.5 安全防護裝置

試壓裝置采用了多種安全裝置來確保試壓人員的人身安全。主要采用了自動卸壓、超壓預警、安全警示標志、手動試壓泵泵頭安全防護罩、試壓安全防護圍欄等多種安全設計，確保操作者的人身安全。

1.3 技術參數

便攜式井口防噴器試壓裝置主要技術參數如表2。

表2 便攜式井口防噴器試壓裝置主要技術參數

1.4 技術優勢

1） 便攜性 為了滿足井口防噴器要在井場試壓要求，動力部分、試壓專用工裝、連接附件、數據記錄儀模塊及安全防護裝置按模塊化設計，每個模塊總質量不超過35kg，方便現場搬運。

2） 快捷性 手動試壓泵與試壓專用工裝采用開閉式膠管快速接頭連接，壓力變送器與數據記錄儀采用航空專用快速插拔連接件連接，現場拆裝方便。

3） 適應性 為滿足無220V交流電源井場的試壓要求，試壓裝置采用手動試壓泵，壓力變送器、數據記錄儀器、打印機均采用了內置免維護鋰電池供電。

4） 精度高 試壓壓力數據可在壓力變送器（帶數顯）和數據記錄儀上同步顯示，數據記錄儀試壓曲線實時顯示試壓過程的壓力變化，反應靈敏，精度高。

5） 通用性 試壓裝置可對閘板防噴器、油管旋塞閥、抽油桿防噴器進行試壓檢查。

6） 安全性 試壓裝置采用了多種安全防護方案，確保操作者人身安全。

2 現場應用

截至2010－12，便攜式井口防噴器試壓裝置已在長慶油田第一、第二、第三采油廠等單位推廣應用20套。與傳統的井口防噴器在井控車間試壓的方法相比，便攜式井口防噴器試壓裝置的設計更符合作業現場的生產實際，具有攜帶方便、適應性強、可靠性高等優勢，能夠及時準確地檢測出井口防噴器存在的故障隱患，防止和減少修井作業過程中井控安全事故的發生，符合油田規范作業、安全生產的要求。

3 結論

1） 便攜式井口防噴器試壓裝置實現了在修井作業現場對井口防噴器的日常性密封試壓檢查，能夠及時發現井口防噴器存在的故障隱患，提高使用安全。

2） 現場試驗表明：便攜式井口防噴器試壓裝置結構設計合理，性能可靠，使用維護方便，可便捷、準確地在井場實現防噴器的試壓；是集現場試壓、數據記錄、結果判斷、數據保存和打印為一體的試壓裝置。該裝置的研制成功滿足了井口防噴器的日常性密封試壓檢查要求。

［1］ 王子磊，綦耀升，宋忠坤，等.修井用雙閘板防噴器的選型設計［J］.石油礦場機械，2008，37（6）：58－61.

［2］ 宋路江，蔡正敏，張貴德，等.頂驅內防噴器在井控中的應用及維護［J］.石油礦場機械，2010，39（9）：89－91.

［3］ 劉秀平，張 偉.修井作業配套井控裝置的研制與應用［J］.石油機械，2005，33（10）：22－23.

［4］ SY／T 6160—2008，防噴器的檢查和維修［S］.

［5］ 王錫洲，付玉坤，朱海燕，等.閘板防噴器膠芯密封及損壞機理分析［J］.石油礦場機械，2010，39（2）：16－18.

［6］ 沈伯卿，賈建貞，楊文冉，等.防噴器自動化試壓系統設計與應用［J］.石油礦場機械，2003，32（6）：62－63.

［7］ 王媛媛，李 俊，趙志斌，等.手動電纜剪切雙閘板防噴器的設計開發［J］.石油礦場機械，2008，37（9）：86－88.

［8］ 顏廷杰，袁 強.防噴器試壓裝置的自動化改造［J］.中國設備工程，2001（8）：14－15.

［9］ 任 建，王 剛，周 強，等.井控裝置測控系統改進方法研究［J］.石油礦場機械，2010，39（11）：63－65.

Development and Application of Portable Pressure Testing Device of Wellhead Blowout Preventer

WANG Bai－zhan1，BAI Wen－xiong1，FAN Yong1，LEI Jiu－long2，TANG You－sheng3
（1.Machinery Manufacturing Plant，Changqing Oilfield Company，Xi’an710201，China；2.Oilfield Development Bureau，Changqing Oilfield Company，Xi’an710016，China；3.Chuanqing Drilling of the International Engineering Compang，Chengdu610500，China）

Portable pressure testing device of wellhead blowout preventer was developed to solve the problem that daily sealing pressure check was impossible for wellhead blowout preventer used to oilfield work－over in the work－over workplace.The pressure testing device made it possible to conduct daily sealing pressure check for wellhead blowout preventer in work－over operation site，and timely able to discover breakdown and safety hazard to improve the reliability and safety in the course of using wellhead blowout preventer.After being used in Changqing oil field，this pressure testing device is proved to have such features as reasonable design，advanced technology，convenient use，safe and reliable operation.It can meet the needs of daily sealing pressure check of wellhead blowout preventer and reduce safety incidents in work－over treatment.

portable；wellhead blowout preventer；pressure testing device；composition

1001－3482（2011）12－0083－04

TE931.1

B

2011－06－30

王百戰（1978－），男，陜西西安人，工程師，主要從事石油機械產品的研發工作，E－mail：sicong7＠163.com。口防噴器失效將會引發嚴重的井控安全事故。近些年，修井作業過程中因修井用井口防噴器已發生故障而又未能及時發現引發的井控安全事故正在逐步上升；另一方面，井控車間的試壓裝置配套完善、技術先進［6－9］，但體積龐大，無法攜帶至井場實現井口防噴器日常性密封試壓檢查，給井口防噴器的安全使用預留了隱患。針對以上問題，長慶油田分公司機械制造總廠開展了便攜式井口防噴器試壓裝置的研制工作，目的是要在修井作業現場實現對井口防噴器的日常性密封試壓檢查，符合和滿足油田井控安全規程的相關要求，及時檢查并發現井口防噴器存在的質量缺陷和安全隱患，防止在修井作業中發生安全事故。