淺析井控裝備運維與故障管理

蔣凱　邢川航

摘要：井控裝備是保障油氣資源勘探開發作業安全的重要組成部分，切實保障井控裝備的完整性和有效性具有十分重要的現實意義。本文主要是從井控裝備的組成和功能出發，分析其在使用過程中的常見故障，探討運維過程中的措施，以此保障井控裝備的實效性。

關鍵詞：井控;運維;故障

井控裝備，是指實施油氣井壓力控制技術所需要的專用設備、管匯、專用工具、儀器及儀表。井控設備是對油氣井實施壓力控制，對溢流進行預防、監測、控制、處理的關鍵，是實現安全鉆井的可靠保證，是鉆井設備中必不可缺的裝備系統。

1.井控裝備系統組成[1]

（1）井口裝置及控制系統，包括液壓防噴器及控制系統、四通、套管頭、法蘭短節等;

（2）井控管匯，包括節流管匯、壓井管匯、防噴器管匯和放噴管線等;

（3）鉆柱內防噴工具，包括方鉆桿上、下旋塞、鉆具止回閥等;

（4）井控儀器儀表，包括綜合錄井儀、液面監測儀、溢流報警儀器等;

（5）鉆井液凈化、灌注裝置，包括鉆井液凈化系統、除氣裝置、增加鉆井液密度及自動灌注裝置等;

（6）特殊的專用設備及工具，包括旋轉頭、自封頭、不壓井起下鉆裝置、清理障礙物專用工具及滅火設備等。

2.井控設備的功用

井控設備的型號和規格有很多，其主要功用有以下。

（1）及時發現溢流。鉆井過程中，能夠對地層壓力、鉆井參數、鉆井液量進行實時監測，以便及時發現溢流顯示，盡早采取控制措施;

（2）能夠關閉井口。溢流發生后，操作井控設備實現迅速關井，及時密封鉆具內孔和環空，防止發生井噴，并通過建立足夠的井口回壓，實現對地層壓力的二次控制;

（3）井內流體可有控制地排放。實施排污或壓井作業，在向井內泵入鉆井液時能夠維持足夠的井底壓力，同時從出口安全排出井內流體;

（4）進行正（反）注液。允許向鉆桿內或環空泵入鉆井液、壓井液或其他流體;

（5）允許帶壓操作。必要時，在帶壓工況下能夠將鉆具強行下入井中或從井中起出鉆具。

3.井控設備常見故障及處理檢測方法

3.1 井控設備常見故障

井控設備表面外殼存在大面積碰傷和裂紋;防噴器側平面、密封墊環槽、側門平面、閘板室頂部密封面等關鍵部位存在不密封的缺陷。殼體垂直通孔柱面在任一半徑方向的偏磨超過3厘米;閘板膠芯工作面存在眾多缺陷，如：老化、形變、裂縫、磨損等。閘板與連接槽之間有裂紋，閘板寬度和蓋板發生嚴重磨損，鎖緊軸存在溝槽、彎曲等損壞，鎖緊軸開關不夠靈活。各類螺紋孔存在缺扣、亂扣現象。

3.2井控設備常見處理方法

井控設備常見故障的處理方法：可以通過多次活動的方式，關嚴膠芯，如果支撐筋已靠攏仍然關不嚴，應立即更換膠芯。可以采取清洗的方式去除沉積在膠芯溝槽及其他部位的雜物。油管漏失、防噴器開關不靈活，縫隙中充滿油污時應該按操作規程對癥處理。設備維護過程中一旦發現嚴重的損壞現象應該立即清洗或更換，如：膠芯產生永久變形老化或在用于固定后膠芯下有凝固水泥漿。

3.3井控設備常見檢測方法

井控設備常用檢測方法：常用的檢測方法有兩種，即磁粉檢測和金屬磁記憶檢測。磁粉檢測的基本原理是磁化的井控設備內部會有強烈的磁感應強度，磁力線密度增加，如果所檢測材料中有缺陷或形變等問題，會導致其磁力線發生畸變，嚴重時會形成漏磁場。若被檢測鐵磁材料有裂紋時，磁力線通過裂紋時會分離，一部分直接穿過裂紋，其余部分被排擠出表面在進入構件，我們可以將磁粉撒在被檢測裂紋的表面，在磁粉被漏磁吸附的過程中形成與缺陷形狀相近的磁痕，進而確定裂縫的具體位置和大小。

金屬磁記憶檢測技術是一種對金屬缺陷早期快速檢測的方法，主要是應用磁記憶效應來完成，該技術彌補了傳統無損檢測的缺陷，可以準確診斷金屬的微觀缺陷和早期失效及損傷，能夠很好的預防突發性疲勞損傷。

4.井控設備常用的保養維護措施

井控設備的維護保養方法和手段有很多，下面根據實際現場工作經驗做以下介紹：

4.1橡膠制品的維護保養

橡膠制品的維護保養：橡膠產品在長時間風吹日曬后容易老化，保護不當更是加速老化進程，因此，對于橡膠設備應該制定一個合理的存放辦法。如以下。

（1）儲存溫度15℃～28℃之間，離熱源1米以上，相對濕度不應大于80%。

（2）所有橡膠設備在使用完都應該存放在干燥、沒有強光照射的陰暗環境中，避免太陽直曬和使用具有紫外線的光源。

（3）橡膠制品之間要留有空隙，不能堆放在一起，不應被拉伸、壓縮或使之產生其它形式的形變。

（4）應遠離帶有腐蝕性質的化學物品，如酸堿溶劑及油脂等液體、半固體材料。

（5）遠離電動機、開關或其他高壓帶電設備，以防高壓電源設備產生的臭氧對橡膠造成腐蝕。

（6）存儲期間不應與金屬材料，特別是銅和錳接觸。

（7）清洗橡膠制品時可以用中性洗滌劑進行洗滌，然后晾干，禁止使用研磨劑及三氯乙烯、四氯化碳、烴類等溶劑清洗制品。

4.2防噴器的維護保養

防噴器的維護保養：現場經常使用的防噴器類型有以下幾種：球型環形防噴器、錐型環形防噴器和組合型閘板防噴器。防噴器是防止井噴事故發生的關鍵設備之一，能封閉方鉆桿、鉆桿、取心工具、電纜、鋼絲繩等工具與井筒所形成的環形空間。日常工作過程中，要對防噴器進行定期清洗并潤滑，清洗連接螺栓并將黃油涂抹在連接處;清洗側門密封面并將黃油進行涂抹;清洗閘板總成并吐沫黃油，清洗防噴器內部，清洗鋼圈槽，將黃油涂抹在防噴器密封圈。此外，防噴器存放過程中，為了防止防噴器傾倒，防止泥土進入防噴器密封鋼圈槽內，應該將防噴器放在專用支架上;為了防止方便維護保養，應將防噴器單獨存放而不是整個堆放在一起;防噴器長時間放置時，為了

避免雨水引起腐蝕現象的發生，應將密封圈槽、連接螺栓等重要部件用防雨布包裹好。

閘板的維護保養：井控設備中決定防噴器具有封井作用的關鍵設備是閘板總成和閘板密封膠芯，所以，防噴器必須是在完整無損壞的情況下，才能起到很好的密封作用，一旦發現損壞，應立即更換。

4.3閥門的維護保養

閥門的保養與維護：閥門是井控設備的重要組成部分，閥門的日常維護工作應該從以下幾方面入手，對管內部進行定期清洗，定期拆卸檢查。用儀器儀表等檢查設備進行校準。清洗閥門頂蓋及表面的泥圬，對閥門進行定期噴防繡漆。對閥門的部件要經常檢查其是否具有活動性，可適當添加潤滑及密封脂。

井控設備是實現安全鉆井的可靠保證，隨著海上石油勘探開發的日趨增多，井噴事故的風險概率也逐漸上升。由于海上油氣勘探開發具有自身的特點，在現行API標準、國家標準、油氣鉆采行標和海油企標的框架下，運用規范化思維，健全井控設備運行、維保和故障維修的管理體系，進一步保障井控設備的正常運行。

參考文獻：

[1]龍芝輝 于文平.井控技術[M].石油工業出版社.

[2]王增年 毛建華.井控設備技術問答[M].中國石化出版社.