井控設備在石油鉆井施工過程中的應用

張雪晶 趙靖

摘要：為提高企業(yè)在石油鉆探項目中，保證石油鉆井的安全，充分合理利用井控設備，能夠提高鉆井質量，對整個石油鉆探施工過程控制，對石油鉆探起了到保駕護航的作用，應用先進的石油鉆井井控設備，能更好、出色的完成石油鉆探任務。

關鍵詞：井控設備;石油鉆井;施工過程;應用

針對石油鉆探的安全、質量問題，合理運用井控設備和技術，能夠一定程度避免井噴等問題，有利于安全平穩(wěn)地完成石油鉆井任務，可促進石油鉆井項目順利地完成。在石油鉆井施工中的應用。因此，在石油鉆探項目中，應用井控技術措施、井控設備很有必要，從根本上提高石油鉆井的安全性。

1 石油鉆井中井控設備綜述

石油鉆井中井控設備是一套壓力控制技術的專用設備、儀表和工具，包括井控的井口裝置、井控管匯、鉆具內的防噴工具、鉆井液氣體分離器、起鉆自動灌鉆井液裝置等，結合各種監(jiān)控裝置和系統(tǒng)，對循環(huán)罐的液位進行監(jiān)測和報警，保證鉆井液正常循環(huán)，防止發(fā)生冒罐事故，而導致環(huán)境污染。

在鉆井過程中，需鉆井液柱壓力>地層壓力，防止地層液體浸入井內，需嚴格監(jiān)測油氣井壓力，避免油氣井的內、外部受到的壓力大于原油的界限而導致井噴，這時需井控設備對油井壓井，將失控的壓力恢復正常水平。井控設備具有預防井噴和井涌、及時發(fā)現(xiàn)溢流的作用。在出現(xiàn)異常情況時，石油鉆井中井控設備能在短時間內對事故油井進行控制，讓油氣井的壓力失控狀態(tài)重新恢復平衡。因此，石油鉆井中井控設備在出現(xiàn)嚴重的井噴事故時，該技術的應用可防止事故擴大，避免給石油鉆井帶來經(jīng)濟損失。

2 石油鉆井中井控設備的應用

石油鉆井中井控設備比傳統(tǒng)石油鉆井設備的安全系數(shù)要高，避免安全事故發(fā)生。通過鉆井中井控設備的應用，防止井噴事故的發(fā)生。石油鉆井過程中，須確保井控設備正常運行，日常管理過程中，需加強對井控設備的維護、保養(yǎng)，提高井控設備的運行效率，出色完成井控管理任務，提高石油鉆井施工的質量。因此，熟練應用井控設備的各個系統(tǒng)，在石油鉆井中是很有必要。

（1）井控設備中節(jié)流控制系統(tǒng)的應用

鉆井施工中，一般不會用常規(guī)的鉆井設備，為提高安全系數(shù)，采用高規(guī)格井控設備。比如單級節(jié)流控制系統(tǒng)、多級節(jié)流系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對高壓流體進行節(jié)流降壓，其中多級節(jié)流承壓能力較高，可滿足高壓高產的油氣井勘探開發(fā)的需要。節(jié)流控制系統(tǒng)是將氣體壓縮，經(jīng)過濾處理，然后在總閥樞紐分配給各個部位的換氣閥自行控制，把氣動壓力變送器將信號傳到鉆井的信息系統(tǒng)，降低事故發(fā)生率。

（2）井控設備中井口液壓防噴器的應用

鉆井防噴器一般可分為單閘板、雙閘板、萬能 （環(huán)形）和旋轉防噴器這幾種。根據(jù)現(xiàn)場需求，可將它們不同的組合應用。鉆井防噴器的防噴反應時間短，動作迅速，操作方便，安全可靠，能夠進行現(xiàn)場的維修保養(yǎng)，降低事故的風險。環(huán)形的井口防噴器的動作時間不超過30s，閘板防噴器的動作時間3-8s，打開液動放噴閥的時間僅僅為3s，達到了應急響應的狀態(tài)，避免井內壓力過高，而引發(fā)嚴重的安全事故。其實用性和安全性都非常高，維修保養(yǎng)在現(xiàn)場即可，如閘板防噴器中膠芯壞，在現(xiàn)場可修復，降低了生產事故的風險，防噴器在事故過程中的反應時間短，達到了情況緊急需要時的應急效果，從而能避免嚴重的安全事故。井口防噴器開關無需人為干預，而是用液壓進行操作，屬于液壓或者氣壓控制。合理選用液壓防噴器，保證安全合理鉆探井筒，依據(jù)所鉆探井筒的實際情況，優(yōu)選液壓防噴器，保證達到平衡鉆井的條件，節(jié)約石油鉆井的費用，滿足低成本鉆井施工的需要。

（3）井控設備中智能井控系統(tǒng)的應用

井控設備中智能井控系統(tǒng)由3部分構成，即電液控制箱、節(jié)流管匯、工控機、控制監(jiān)測軟件。節(jié)流管匯上的傳感器將檢測到的各類信號匯總到工控機的顯示屏上，如排量、節(jié)流閥降壓等參數(shù)，其控制信號要先在電液控制箱進行轉化，更好地掌控液動節(jié)流閥，隨時控制液動節(jié)流閥開度，使油氣井井筒內壓力在合理的壓力值范圍內變化。多項控制系統(tǒng)結合成智能井控系統(tǒng)，在不同的場合可靈活使用。比如在陸地鉆井施工的時候可以選擇氣控和液控系統(tǒng)組合使用，控制效果好，其中最重要的就是節(jié)流閥壓降的實時控制。

（4）發(fā)聲檢測儀和欠平衡狀態(tài)

由于鉆井各項設備長時間使用，會導致其內部出現(xiàn)缺陷，如未及時處理或進行有損探測，不僅會對設備的使用壽命造成影響，甚至有可能會發(fā)生嚴重的安全生產事故。為此采用發(fā)生檢測儀和無傷的檢查技術，該技術敏感性好，及時發(fā)現(xiàn)難發(fā)現(xiàn)的問題，判定誤差小。如防噴器等厚壁、探傷的檢測。在鉆井作業(yè)時遇到欠平衡鉆井，在某種情況下環(huán)空內泥漿高度大于鉆桿內泥漿高度或者鉆桿壓力低于地層壓力，使得井底下面的流體向上涌。

（5）鉆井控制裝置的應用。

為提高鉆井井控設備工作效率，需周期性地對井控設備進行檢查、維護，提高井控設備的維護效率。對于井控設備、防噴器進行檢查和維護工作，檢查防噴器是否處于正常工作狀態(tài)，對零件的松緊度檢查，對防噴器密封膠芯加固，提高井控設備密封性。檢查井控設備的防噴管線和防空管線相互之間的連接狀況，不能存在銹蝕或者是焊接開裂的情況。現(xiàn)場鉆井施工過程中，控制系統(tǒng)有3種，電控、液控、氣控。

3.加強井控設備的檢查和維護

為了提高鉆井井控設備的功效，對其進行定期的檢查和維護，提高井控設備的運行效率，達到預期的井控效果。對井控的防噴器組進行檢查和維護，檢查防噴器組是否處于正常的開關狀態(tài)，各部位的緊固情況，對防噴器的部件進行檢查和維護，及時更換密封膠芯，提高密封性能。

4.結論

通過研究井控設備在石油施工鉆井全過程的應用，可以降低石油鉆井中的事故概率，井控設備為安全鉆井提供了保障措施，保護鉆井施工人員的安全，提高鉆井設備的安全運行效率，保證油氣井鉆井施工全過程的安全。

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