影响现场井控设备一次试压成功率的因素分析及对策研究

魏雯，张静林，桂丽

（1.中国石油集团渤海钻探工程有限公司管具与井控技术服务分公司，天津 300280；2.中国石油集团渤海钻探工程有限公司第一固井分公司，沧州 任丘 062550）

在井控装置设备的试压过程中，可以进一步明确压力的变化对石油生产造成的影响，而压力处于平衡状态可以避免井控设备中流入大量液体的情况出现，而液体的流入极有可能产生井喷与井涌等情况，对于钻井设备的使用十分不利，因此，为了提高整体施工效果，需要对使用过程中存在的问题进行分析并解决，提高井控设备以此试压的成功率，为其后续的应用与发展提供有力保障。

1 现场井控设备试压现状

为满足井控设备的现场运用要求，需要对井控设备的试验现状进行分析，在试压工作开展的过程中，主要由井控中心与钻井队一同负责，钻井队在此过程中需要对井控设备进行安装，并进行试压分析，而井控中心则在现场提供技术指导。在进行井控设备试压的过程中，需要严格按照相关试压流程守则进行，对内部的液压管线与液压油进行试压，通过液化气分离器与连接管线以及燃烧管线将气体进行压缩试压，而后使用清水再次试压。此过程中需要选择安装有底法兰开展试压，并且保证其压力为套管抗内压强的80%左右，而后与相关设备协同安装，提高防火效果，在施压的过程中需要对试压泵，钻机与试压钻杆等进行检查。在安装套管头井时需要分步进行，保证安装的科学性。井控设备需要在确定现场设备完整后再次进行检查，并及时对节流压井管区域更换相应的部件，而后开展整体试压检查供井座。在检查的过程中，需要重点检查法兰连接部位，焊接部位与密封部位，对其耐压能力进行检测的过程中，可以采用清水作为试压介质，并保证其与井口区域基本处于一致的试压状态下，而现场的试验工作通常使用气动试压泵进行，此过程具有简单便携的特点，但实际的试验工作开展过程中仍存在一定的影响因素。为满足现场调试的工作要求，需要保证设备具有较强的使用效果，及时对周围区域的设备进行试压检查与更换部件，此工作开展过程中仍需对设备进行全套的更换与检查，保证所选设备的应用效果，使其可以同时具有简单、轻便与易携带的特点。

2 传统试压方式弊端

传统的井控装置在开展试压测试的过程中，需要对所投入的各类设备进行调试，及时更换节流压井管汇与防喷器等设备，而在油气层开钻的过程中，也需要通过科学的试压对井控设备的应用效果进行分析，保证其满足现场设备的运用要求。我国以往所使用的试压设备为气动试压泵，使用气动试压泵压缩空气，并调整空气的输出压力，从而测试不同情况下井控设备的实际应用表现，从而达到提高设备使用灵活性与设备操作简便性的目的，但随着其持续使用，应用过程中所存在的各类问题也有所体现。首先体现出的问题展现在运输方面，而传统的运输过程中，启动试压泵本身的应用灵活性水平相对较高，但在运输的过程中需要通过小皮卡等类车辆进行，因此导致气动试压泵的使用与运输受到来自多方面的因素影响，其放置于固定的过程中极易因所支配空间较小等原因导致使用效果受到严重制约。

在设备的使用过程中，我国所使用的试压泵中，常用的启动试压泵的单次冲量相对较低，仅能维持在90ML左右，而为达到预定的输出压力，则需要将其加压时间进一步延长，而现阶段的石油钻井工作并不能满足其在此方面所提出的应用需求，并且现场工作人员在长期使用后也会因启动试压泵的冲压效果发生改变而出现疲惫感，对于设备的安全生产工作落实十分不利。目前的设备应用过程中，其主要采用读取试压泵的压力变化，对具体的降压操作进行判断，而后结合现代化的电子设备进行辅助，通过人工的方式实现数据变更。目前，我国的工作进度对于后续分析与存档工作的开展十分不利。操作系统的安全系数相对较低，而气动试压泵的工作开展过程中，其工作状态的控制也通过人工控制的方式，对气阀门的开关进行调整，因此导致试压工作的开展过程中出现较大的安全隐患，而人工操作的过程中，气动试压泵的高压覆盖区域也会因此产生故障与泄漏不良等问题，极易对工作人员的人身安全造成不可逆的影响。此外，操作的过程中，人工控制泵的工作状态本身具有一定的延时性，因此难以保证泵压与额定压力间的力度并不相符，其技术规范间的差异性也相对较大。在查找故障风险的过程中，需要寻求相关故障点并进行人工排除，但此工作若仅依靠人工的方式开展工作，将导致操作的安全风险被进一步提高。

3 现场井控设备试压工艺流程

在对现场井控设备进行施压的过程中，汇流阀处受到一定打压，而探井与深井所使用的设备数量相对较多，压力的级别也相对较高，为满足合理控制与合理安排要求，需要对试压的进度进行调整，防喷器采用由上至下的管汇方式需要对外侧闸门转向内侧闸门进行试压。在试压的过程中，人员需要远离试压部件，保证人员的安全，试压后需要通过试压泵卸压。在套管头安装完成后，需要在套管头的下部采用法兰进行密封，而后通过注密封脂的方式进行试压。在施压的过程中，需要卸下注脂阀的压帽与堵头，而后去除掉1/2 的堵头，并将注脂枪与注脂阀的接头螺纹相连接，进行加压注脂，直至密封脂从对面孔中溢出。而后需要将拆卸下的堵头安装回去，冰箱内部加压，待压力为23MPa 左右便可，之后卸下注脂枪，安装压帽。此过程中，需要保证另一注脂阀在卸去试压阀的压帽与堵头后，可以试压枪维持连接，并对悬挂器的外部进行试压。喷雾器的控制装置系统与液压管线的试压需要在22MPa 的状态下至少保持10 分钟，若10 分钟后管线仍无渗漏现象出现，则表明设备安装合格。在搬动司转台到开启位后，需要分别通过开关司钻台的三位四通转气阀的方式保证其可以在3 分钟内始终维持完好，并不产生渗漏现象，此时可以基本认定合格。

4 现场试验中存在的影响因素

为保证试压过程中，其成功率可能受到外部因素影响的可能性可以有所降低，需要积极了解可能对井控设备试压成功率产生影响的各类因素，并适当延长所需要的试压时间，从而确保可以快速了解对一次试压成功率产生干扰的各类影响因素。在现场试验的过程中，人为因素属于一类常见的影响因素。目前，部分工作人员在进行试压操作的过程中，自身的综合素质与专业能力并不强，因此导致自身的工作过程中无法保证试压工作顺利完成，而部分人员的主观井控意识并不强，存在部分虚假试压的情况，并且存在不试压的情况，严重制约了施压的效果，甚至导致后续的实验效果难以得到保障。并且因薪资待遇等问题，导致其在实验的过程中容易受到部分客观因素的影响，因此需要将现场设备的安装流程进行调整，而后通过规范化的安装流程实现科学测压。为满足现阶段的技术人员工作要求，需要将部分具体的工作内容进行调控，而后将试压的效果进行调整，通过试压功率的调控。现场施压的过程中，极易出现漏冒情况，从而导致试验效果受到较为严重的影响。而在此类人为因素的干扰下，内部工作的过程中，相关工作人员的试压成功率也持续降低，极易导致出现试压失败等情况。若钻机在使用的过程中出现故障，导致钻具应用效果无法得到提高，则需要对钻具的尺寸与防喷器安装的闸板尺寸进行适当的调控，避免因堵塞器损坏导致试压失败的情况出现，若试压过程中试压塞部位与试压塞的尺寸并不匹配，将导致相关钻机与钻具极易出现安全事故。而施压的介质若未达到预定的质量要求，则需要开展试压前的准备工作，在上镜前检查各类设备的运行状态，保证设备应用的完好性与有效性，并通过准备各类相应的配件，提高钻井设备在现场应用过程中的合格效果，积极与钻井队形成沟通，了解井上钻井的具体工作情况，井控设备的使用过程中一旦出现安全问题，则需要对具体的问题种类进行明确，并分析产生不同安全问题的主要原因。

5 现场井控设备一次试压优化措施

为实现对现场井控设备一次试压工作的高质量落实，需要对具体的试压情况展开分析，并对高发的故障类型进行分析与解决。法兰间连接处极易产生渗漏等情况，而现场工作人员的责任心不强，所选安装方式不适宜，安装工具不合适与安装不当等，均会导致安装的力矩出现明显的不足，而法兰钢圈的材质是产生此类问题的主要原因。为了解决法兰间的连接问题，需要在安装前对法兰与密封环的密封面进行全面且细致的检查，并进行科学的查实，对损伤区域及时进行修复，而后检查损坏区域的具体位置，及时修复并更换受损区域，保证安装过程中不同工件的具体应用时始终保持在平置状态，而后选择适宜的工具进行安装，防喷器各部件间的连接螺栓均需要通过井控专用螺栓保持在平齐状态，而后保证相关设备运用的有效性，防喷器的各部件区域的连接螺栓需要使用专用螺栓进行找齐。而后按照对称的方式将其旋紧，保证螺栓两端的余扣处于一致状态，而法兰间隙的均匀性在此条件下也会保持稳定，而不同螺栓间的两端余扣需要保持在抑制状态，使法兰的间隙可以保持在抑制状态，提高法兰间隙的均匀性，通过合理的修复方式保证安装工件处于平置状态，保证润滑脂涂抹的均匀性。

底法兰与双公短接连接处的渗漏问题也需要提供一定的应用价值，使维修工作可以更为方便与快捷，提高操作效果。而为避免螺栓连接过程中的操作性与加工维修效果受到影响，需要在装车的过程中避免出现重物积压的情况，防止罐体出现变形等现象，在运输的过程中需要保证螺纹的完整性，避免螺纹使用过程中出现损坏的情况。为保证连接的稳定性，需要将螺栓放在光滑的台架上方，避免周围存在砂石与污泥，若螺纹表面受到污染，则需要将其重新清洗。在螺纹对接完成后，需要在套管的扶正台上进行协助控制，保证螺纹的垂直状态，螺纹对接完成后需要采用三角锉刀对受到损伤的螺纹进行修理，清除存在的各类碎屑，而后将套管进行转动，保证螺纹间的正常咬合，避免出现错位现象。为解决井控设备以此检验过程中所存在的各类问题，需要对原有的运输方式进行调整，可以更换具有更大载重量与更为广阔载重空间的运输工具使其可以更满足现阶段的运输※与改装要求，及时配备相应的集装箱，通过集装箱的承载启动试压泵与其他部分设备对集装箱的空间进行规划，调整出所需要的操作区域与装载区域，使休息与操作测试均可以更为顺畅。而后需要配备电动试压泵，其与传统的启动试压泵相比，其可以将排量与时间损耗等问题快速解决，保证时间的消耗效果，通过提高工作稳定性的方式将冲压时间的优势控制在稳定范围内，而此过程也可以将气动试压泵的出水口借助三通阀门连入电动试压泵中，实现压力混合，并将清水注入防喷器组中。在优化启动试压泵控制方式的过程中，需要对具体启动试压泵的工作状态进行分析，消除可能在人身安全的这方面存在的威胁，而后需要消除存在的威胁元素，提高事业设备组的自动化程度。安装现代化的监控设备，可以达成远距离控制电磁阀状态的目标，通过调整试验设备组自动化程度的方式，可以优化整体的安装效果。而在试验装置中所使用的图像采集装置以及传感装置等，均可以进一步加快对泵端，井口预防喷器等设备的工作形态进行分析，而后需要对具体的监控状态与运行状态进行分析调控，实现对设备监控画面的集中管理与集中控制，并通过必要的压力参数实现实时的读取与打印，从而将井控装置现场试验工作的开展效率进一步提高，为石油行业的稳定与发展提供有力保障。在相关实验得到优化后，整体的运用效果也可以进一步提高，因此灵活运用相关技术方案，可以达到优化井控设备检验效果的目标。

6 结语

综上所述，现阶段我国对现场井控设备试压工作的重视程度已进一步提高，而为满足现场设备试压过程中所提出的各方面工作要求，需要了解并解决以下问题。明确现场井控设备的试压现状，并分析传统技术应用过程中存在的弊端，调整井控设备试压的工艺流程，对现场井控设备的一次试压进行优化，从而为其后续的应用与发展提供有力的保障。