影響現場井控設備一次試壓成功率的因素分析及對策研究

魏雯，張靜林，桂麗

（1.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司管具與井控技術服務分公司，天津 300280；2.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司第一固井分公司，滄州 任丘 062550）

在井控裝置設備的試壓過程中，可以進一步明確壓力的變化對石油生產造成的影響，而壓力處于平衡狀態可以避免井控設備中流入大量液體的情況出現，而液體的流入極有可能產生井噴與井涌等情況，對于鉆井設備的使用十分不利，因此，為了提高整體施工效果，需要對使用過程中存在的問題進行分析并解決，提高井控設備以此試壓的成功率，為其后續的應用與發展提供有力保障。

1 現場井控設備試壓現狀

為滿足井控設備的現場運用要求，需要對井控設備的試驗現狀進行分析，在試壓工作開展的過程中，主要由井控中心與鉆井隊一同負責，鉆井隊在此過程中需要對井控設備進行安裝，并進行試壓分析，而井控中心則在現場提供技術指導。在進行井控設備試壓的過程中，需要嚴格按照相關試壓流程守則進行，對內部的液壓管線與液壓油進行試壓，通過液化氣分離器與連接管線以及燃燒管線將氣體進行壓縮試壓，而后使用清水再次試壓。此過程中需要選擇安裝有底法蘭開展試壓，并且保證其壓力為套管抗內壓強的80%左右，而后與相關設備協同安裝，提高防火效果，在施壓的過程中需要對試壓泵，鉆機與試壓鉆桿等進行檢查。在安裝套管頭井時需要分步進行，保證安裝的科學性。井控設備需要在確定現場設備完整后再次進行檢查，并及時對節流壓井管區域更換相應的部件，而后開展整體試壓檢查供井座。在檢查的過程中，需要重點檢查法蘭連接部位，焊接部位與密封部位，對其耐壓能力進行檢測的過程中，可以采用清水作為試壓介質，并保證其與井口區域基本處于一致的試壓狀態下，而現場的試驗工作通常使用氣動試壓泵進行，此過程具有簡單便攜的特點，但實際的試驗工作開展過程中仍存在一定的影響因素。為滿足現場調試的工作要求，需要保證設備具有較強的使用效果，及時對周圍區域的設備進行試壓檢查與更換部件，此工作開展過程中仍需對設備進行全套的更換與檢查，保證所選設備的應用效果，使其可以同時具有簡單、輕便與易攜帶的特點。

2 傳統試壓方式弊端

傳統的井控裝置在開展試壓測試的過程中，需要對所投入的各類設備進行調試，及時更換節流壓井管匯與防噴器等設備，而在油氣層開鉆的過程中，也需要通過科學的試壓對井控設備的應用效果進行分析，保證其滿足現場設備的運用要求。我國以往所使用的試壓設備為氣動試壓泵，使用氣動試壓泵壓縮空氣，并調整空氣的輸出壓力，從而測試不同情況下井控設備的實際應用表現，從而達到提高設備使用靈活性與設備操作簡便性的目的，但隨著其持續使用，應用過程中所存在的各類問題也有所體現。首先體現出的問題展現在運輸方面，而傳統的運輸過程中，啟動試壓泵本身的應用靈活性水平相對較高，但在運輸的過程中需要通過小皮卡等類車輛進行，因此導致氣動試壓泵的使用與運輸受到來自多方面的因素影響，其放置于固定的過程中極易因所支配空間較小等原因導致使用效果受到嚴重制約。

在設備的使用過程中，我國所使用的試壓泵中，常用的啟動試壓泵的單次沖量相對較低，僅能維持在90ML左右，而為達到預定的輸出壓力，則需要將其加壓時間進一步延長，而現階段的石油鉆井工作并不能滿足其在此方面所提出的應用需求，并且現場工作人員在長期使用后也會因啟動試壓泵的沖壓效果發生改變而出現疲憊感，對于設備的安全生產工作落實十分不利。目前的設備應用過程中，其主要采用讀取試壓泵的壓力變化，對具體的降壓操作進行判斷，而后結合現代化的電子設備進行輔助，通過人工的方式實現數據變更。目前，我國的工作進度對于后續分析與存檔工作的開展十分不利。操作系統的安全系數相對較低，而氣動試壓泵的工作開展過程中，其工作狀態的控制也通過人工控制的方式，對氣閥門的開關進行調整，因此導致試壓工作的開展過程中出現較大的安全隱患，而人工操作的過程中，氣動試壓泵的高壓覆蓋區域也會因此產生故障與泄漏不良等問題，極易對工作人員的人身安全造成不可逆的影響。此外，操作的過程中，人工控制泵的工作狀態本身具有一定的延時性，因此難以保證泵壓與額定壓力間的力度并不相符，其技術規范間的差異性也相對較大。在查找故障風險的過程中，需要尋求相關故障點并進行人工排除，但此工作若僅依靠人工的方式開展工作，將導致操作的安全風險被進一步提高。

3 現場井控設備試壓工藝流程

在對現場井控設備進行施壓的過程中，匯流閥處受到一定打壓，而探井與深井所使用的設備數量相對較多，壓力的級別也相對較高，為滿足合理控制與合理安排要求，需要對試壓的進度進行調整，防噴器采用由上至下的管匯方式需要對外側閘門轉向內側閘門進行試壓。在試壓的過程中，人員需要遠離試壓部件，保證人員的安全，試壓后需要通過試壓泵卸壓。在套管頭安裝完成后，需要在套管頭的下部采用法蘭進行密封，而后通過注密封脂的方式進行試壓。在施壓的過程中，需要卸下注脂閥的壓帽與堵頭，而后去除掉1/2 的堵頭，并將注脂槍與注脂閥的接頭螺紋相連接，進行加壓注脂，直至密封脂從對面孔中溢出。而后需要將拆卸下的堵頭安裝回去，冰箱內部加壓，待壓力為23MPa 左右便可，之后卸下注脂槍，安裝壓帽。此過程中，需要保證另一注脂閥在卸去試壓閥的壓帽與堵頭后，可以試壓槍維持連接，并對懸掛器的外部進行試壓。噴霧器的控制裝置系統與液壓管線的試壓需要在22MPa 的狀態下至少保持10 分鐘，若10 分鐘后管線仍無滲漏現象出現，則表明設備安裝合格。在搬動司轉臺到開啟位后，需要分別通過開關司鉆臺的三位四通轉氣閥的方式保證其可以在3 分鐘內始終維持完好，并不產生滲漏現象，此時可以基本認定合格。

4 現場試驗中存在的影響因素

為保證試壓過程中，其成功率可能受到外部因素影響的可能性可以有所降低，需要積極了解可能對井控設備試壓成功率產生影響的各類因素，并適當延長所需要的試壓時間，從而確保可以快速了解對一次試壓成功率產生干擾的各類影響因素。在現場試驗的過程中，人為因素屬于一類常見的影響因素。目前，部分工作人員在進行試壓操作的過程中，自身的綜合素質與專業能力并不強，因此導致自身的工作過程中無法保證試壓工作順利完成，而部分人員的主觀井控意識并不強，存在部分虛假試壓的情況，并且存在不試壓的情況，嚴重制約了施壓的效果，甚至導致后續的實驗效果難以得到保障。并且因薪資待遇等問題，導致其在實驗的過程中容易受到部分客觀因素的影響，因此需要將現場設備的安裝流程進行調整，而后通過規范化的安裝流程實現科學測壓。為滿足現階段的技術人員工作要求，需要將部分具體的工作內容進行調控，而后將試壓的效果進行調整，通過試壓功率的調控。現場施壓的過程中，極易出現漏冒情況，從而導致試驗效果受到較為嚴重的影響。而在此類人為因素的干擾下，內部工作的過程中，相關工作人員的試壓成功率也持續降低，極易導致出現試壓失敗等情況。若鉆機在使用的過程中出現故障，導致鉆具應用效果無法得到提高，則需要對鉆具的尺寸與防噴器安裝的閘板尺寸進行適當的調控，避免因堵塞器損壞導致試壓失敗的情況出現，若試壓過程中試壓塞部位與試壓塞的尺寸并不匹配，將導致相關鉆機與鉆具極易出現安全事故。而施壓的介質若未達到預定的質量要求，則需要開展試壓前的準備工作，在上鏡前檢查各類設備的運行狀態，保證設備應用的完好性與有效性，并通過準備各類相應的配件，提高鉆井設備在現場應用過程中的合格效果，積極與鉆井隊形成溝通，了解井上鉆井的具體工作情況，井控設備的使用過程中一旦出現安全問題，則需要對具體的問題種類進行明確，并分析產生不同安全問題的主要原因。

5 現場井控設備一次試壓優化措施

為實現對現場井控設備一次試壓工作的高質量落實，需要對具體的試壓情況展開分析，并對高發的故障類型進行分析與解決。法蘭間連接處極易產生滲漏等情況，而現場工作人員的責任心不強，所選安裝方式不適宜，安裝工具不合適與安裝不當等，均會導致安裝的力矩出現明顯的不足，而法蘭鋼圈的材質是產生此類問題的主要原因。為了解決法蘭間的連接問題，需要在安裝前對法蘭與密封環的密封面進行全面且細致的檢查，并進行科學的查實，對損傷區域及時進行修復，而后檢查損壞區域的具體位置，及時修復并更換受損區域，保證安裝過程中不同工件的具體應用時始終保持在平置狀態，而后選擇適宜的工具進行安裝，防噴器各部件間的連接螺栓均需要通過井控專用螺栓保持在平齊狀態，而后保證相關設備運用的有效性，防噴器的各部件區域的連接螺栓需要使用專用螺栓進行找齊。而后按照對稱的方式將其旋緊，保證螺栓兩端的余扣處于一致狀態，而法蘭間隙的均勻性在此條件下也會保持穩定，而不同螺栓間的兩端余扣需要保持在抑制狀態，使法蘭的間隙可以保持在抑制狀態，提高法蘭間隙的均勻性，通過合理的修復方式保證安裝工件處于平置狀態，保證潤滑脂涂抹的均勻性。

底法蘭與雙公短接連接處的滲漏問題也需要提供一定的應用價值，使維修工作可以更為方便與快捷，提高操作效果。而為避免螺栓連接過程中的操作性與加工維修效果受到影響，需要在裝車的過程中避免出現重物積壓的情況，防止罐體出現變形等現象，在運輸的過程中需要保證螺紋的完整性，避免螺紋使用過程中出現損壞的情況。為保證連接的穩定性，需要將螺栓放在光滑的臺架上方，避免周圍存在砂石與污泥，若螺紋表面受到污染，則需要將其重新清洗。在螺紋對接完成后，需要在套管的扶正臺上進行協助控制，保證螺紋的垂直狀態，螺紋對接完成后需要采用三角銼刀對受到損傷的螺紋進行修理，清除存在的各類碎屑，而后將套管進行轉動，保證螺紋間的正常咬合，避免出現錯位現象。為解決井控設備以此檢驗過程中所存在的各類問題，需要對原有的運輸方式進行調整，可以更換具有更大載重量與更為廣闊載重空間的運輸工具使其可以更滿足現階段的運輸※與改裝要求，及時配備相應的集裝箱，通過集裝箱的承載啟動試壓泵與其他部分設備對集裝箱的空間進行規劃，調整出所需要的操作區域與裝載區域，使休息與操作測試均可以更為順暢。而后需要配備電動試壓泵，其與傳統的啟動試壓泵相比，其可以將排量與時間損耗等問題快速解決，保證時間的消耗效果，通過提高工作穩定性的方式將沖壓時間的優勢控制在穩定范圍內，而此過程也可以將氣動試壓泵的出水口借助三通閥門連入電動試壓泵中，實現壓力混合，并將清水注入防噴器組中。在優化啟動試壓泵控制方式的過程中，需要對具體啟動試壓泵的工作狀態進行分析，消除可能在人身安全的這方面存在的威脅，而后需要消除存在的威脅元素，提高事業設備組的自動化程度。安裝現代化的監控設備，可以達成遠距離控制電磁閥狀態的目標，通過調整試驗設備組自動化程度的方式，可以優化整體的安裝效果。而在試驗裝置中所使用的圖像采集裝置以及傳感裝置等，均可以進一步加快對泵端，井口預防噴器等設備的工作形態進行分析，而后需要對具體的監控狀態與運行狀態進行分析調控，實現對設備監控畫面的集中管理與集中控制，并通過必要的壓力參數實現實時的讀取與打印，從而將井控裝置現場試驗工作的開展效率進一步提高，為石油行業的穩定與發展提供有力保障。在相關實驗得到優化后，整體的運用效果也可以進一步提高，因此靈活運用相關技術方案，可以達到優化井控設備檢驗效果的目標。

6 結語

綜上所述，現階段我國對現場井控設備試壓工作的重視程度已進一步提高，而為滿足現場設備試壓過程中所提出的各方面工作要求，需要了解并解決以下問題。明確現場井控設備的試壓現狀，并分析傳統技術應用過程中存在的弊端，調整井控設備試壓的工藝流程，對現場井控設備的一次試壓進行優化，從而為其后續的應用與發展提供有力的保障。