井控装置现场试压设备及改进方案

陈小明

摘 要：在当前的钻井市场中出现了越来越多的超高压井、超深井，对钻井作业现场试压工作提出了更高的要求。本文对原有的井控装置现场试压设备存在的问题进行了简要的分析，并提出了相应的井控装置现场试压设备改进方案。

关键词：改进方案；试压装置；移动试压

在石油天然气的开发过程中，井控是安全工作的重中之重。井喷不仅会损害油气资源，甚至会造成严重的设备损坏和人员伤亡，造成油井的报废。要保障安全就必须使用井控装置。要对井控装置的本体和安装质量绝对保障，就必须做好井控装置现场试压检测工作。

1 传统移动试压装置存在的问题

当前在西北和西南地区普遍使用的现场试压装置主要为裸装车载气动或电动试压泵、车载厢式自动试压装置。其具有以下几个方面的问题：①具有较差的安全性，操作人员在接触高压泵和阀件以及在试压泵旁边操作时容易被高压刺漏所伤。加之我国西北和西南地区气候复杂、地形多变，井场大多距离较远、分布分散，不良的路况也会对设备造成损坏。②不完善的试压工艺，难以做到自动控制各类高压控制阀的自动切换和泵的自动启停，不能排除操作失误，无法保障现场试压数据的准确性和科学性。③具有较低的效率，由于只能使用单独气动泵对70MPa及以上压力级别井控装置进行现场试压，导致效率较低。④疲劳作业，我国西北和西南地区的上井试压工作具有较强的周期，人员容易形成疲劳作业[1]。

2 井控装置现场试压设备的改进方案

2.1 设计移动式压车结构

2.1.1 总体思路

对自动控制设备、监控设备、组合安装试压设备和其它装置进行合理的组合。并选择合适的工程车车型来满足现场试压的要求，试压装置的开启和关闭可以使用控制系统来实现，并对试压时间和试压压力进行控制，以设定的数据区域为依据对试压结果进行自动判断。

试压工程车要能够满足频繁的振动、沖击、制动和启动的要求，能够适应试压现场较大的环境和温度变化。技术方面要选择与当前的移动试压装置基本相同的试压技术，并具备紧急制动功能、监控功能、自动控制功能、气动泵和电动泵切换功能，车辆必须具有较好的稳定性，具有一定的耐震和耐冲击能力、分级试压功能。由于井控装置属于高压力级别，为了避免试压过程中造成的环境污染和人身伤害，必须满足试压过程中的HSE要求，试压工程车应该做到试压泵隔离、液压管线密闭和人机分离。

试压工程车要满足HSE需求和人、机适应性需求，这就需要对车型进行优选，并对车厢进行合理的布局，实现人机分离，提高驾乘人员舒适性。试压工程车中要具备自动控制试压程序，并对气压管线和液压管线的走向、连接和接口进行设计，避免泄露。通过使用专用试压测试软件系统来满足试压工艺的要求，组合使用气动泵和电动泵以满足生产效率的要求[2]。

2.1.2 车型选择

根据以上的总体设计思路，必须选择具有较大的承载量、抗震性能好、货箱尺寸大、全封闭的车型，本设计中选择了东风超龙EQ6750ZT型工程车。该车能够适应沙漠、山区等复杂路况，具有全封闭、高底盘、4轮驱动的特点，承载力为4.9吨。

2.1.3 改装工程车

为了使工程车能够匹配专用工作装置和总体布置，必须对其进行改装设计，在此过程中不要影响汽车底盘的基本性能。改装时避免移动汽车底盘各总成的位置，充分发挥试压专用工作装置的性能，并对工程车的各参数进行核算。为了避免对车架造成集中载荷，不要对工作装置进行集中布置。同时改造车辆的前部和后部，将其分为设备区、操作区和驾驶区。车辆前部为驾驶室，不做过多的改装，功能比较独立，在驾驶位和副驾驶位的基础上配备消防设备。车辆后部改装为设备区和操作区，使用防火墙将设备间和操作间隔离开来，保障车内人员的安全。操作区中设置工控机和操作控制台，以及人员的休息区。将电动试压泵、气动试压泵、工具箱和水箱放置在车辆的后半部，并配备空调、电源接线盒。水箱和电动泵放置在同一侧，气动泵柜组和空压机尽量靠近，提高管线连接的安全性。

2.2 选择移动试压装置设备

为了达到装置总体设计的要求，并达到安全和节能的目的，要对移动试压泵组进行优选。试压泵组系统要满足额定高压试压和低压试压的需求，辅助设备要满足防喷器的最大容积和电动试压泵最大流量的要求。空压机的承载安全系数要超过1.3，配套的管汇和管线要满足试压安全的要求。

气动试压泵和电动试压泵是当前油田防喷器试压使用的主要试压泵组。气动试压泵的优点在于能够满足高压需要、人工控制便利、运行成本节约、容易应用于自动控制系统。其缺点在于具有比较复杂的阀件和气路结构，工作的效率较低。电动试压泵的优点在于工作效率高、适用范围广、升压速度快、维护便利。缺点为无法满足高压试压的要求，有时会出现压力过冲的情况。对二者的优缺点进行综合考虑。一般情况下额定压力大于70MPa则使用气动试压泵，低于70MPa则使用电动试压泵，中压区试压可以灵活地选择两种泵组[3]。

2.3 试压工艺

试压设备包括控制台、气动试压泵和电动试压泵，通过控制台来对泄压阀、试压泵进行远程控制。并使用测试软件来对各项试压数据进行实时记录，将相应的报表和曲线图生成出来。操作的自动和手动功能应该互不干扰，而且能够对电动试压装置和气动试压装置进行分段自动打压。在整个试压过程中应该实现梯度升压，根据压力等级选择合适的传感器，试压完成之后要能够现场生成并打印报表。软件系统要配备安全参数设置功能，如果系统压力超过警戒线则自动停机。软件系统可以通过口令来修改和设定参数，并具有记忆功能。在运行的过程中具有停机、自动保护、故障提示和声光报警功能。

3 结语

通过对井控装置现场试压设备进行改进，研制出了车载移动试压装置，在实际应用中取得了良好的效果，工作效率、安全技术性能和检测试压工艺均达到国内先进水平，员工的野外试压环境和条件得到了改善，能够适应我国西北、西南地区的复杂地形和气候环境，试压作业更加安全可靠，有利于保障井控安全。

参考文献：

[1]张焕.井控装置的现场试压设备及改进方法研究[J].化工管理， 2013（10）.

[2]邓登，薄振刚，希玉辉.空气试压在山西煤层气管道工程中的应用[J].价值工程，2013（19）.

[3]谢建桥.管线试压在石油化工管道施工中的应用研究[J].中国高新技术企业，2014（06）.