陳小明

摘 要：在當(dāng)前的鉆井市場(chǎng)中出現(xiàn)了越來越多的超高壓井、超深井，對(duì)鉆井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)試壓工作提出了更高的要求。本文對(duì)原有的井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備存在的問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并提出了相應(yīng)的井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)方案；試壓裝置；移動(dòng)試壓

在石油天然氣的開發(fā)過程中，井控是安全工作的重中之重。井噴不僅會(huì)損害油氣資源，甚至?xí)斐蓢?yán)重的設(shè)備損壞和人員傷亡，造成油井的報(bào)廢。要保障安全就必須使用井控裝置。要對(duì)井控裝置的本體和安裝質(zhì)量絕對(duì)保障，就必須做好井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓檢測(cè)工作。

1 傳統(tǒng)移動(dòng)試壓裝置存在的問題

當(dāng)前在西北和西南地區(qū)普遍使用的現(xiàn)場(chǎng)試壓裝置主要為裸裝車載氣動(dòng)或電動(dòng)試壓泵、車載廂式自動(dòng)試壓裝置。其具有以下幾個(gè)方面的問題：①具有較差的安全性，操作人員在接觸高壓泵和閥件以及在試壓泵旁邊操作時(shí)容易被高壓刺漏所傷。加之我國(guó)西北和西南地區(qū)氣候復(fù)雜、地形多變，井場(chǎng)大多距離較遠(yuǎn)、分布分散，不良的路況也會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞。②不完善的試壓工藝，難以做到自動(dòng)控制各類高壓控制閥的自動(dòng)切換和泵的自動(dòng)啟停，不能排除操作失誤，無法保障現(xiàn)場(chǎng)試壓數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。③具有較低的效率，由于只能使用單獨(dú)氣動(dòng)泵對(duì)70MPa及以上壓力級(jí)別井控裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試壓，導(dǎo)致效率較低。④疲勞作業(yè)，我國(guó)西北和西南地區(qū)的上井試壓工作具有較強(qiáng)的周期，人員容易形成疲勞作業(yè)[1]。

2 井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備的改進(jìn)方案

2.1 設(shè)計(jì)移動(dòng)式壓車結(jié)構(gòu)

2.1.1 總體思路

對(duì)自動(dòng)控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、組合安裝試壓設(shè)備和其它裝置進(jìn)行合理的組合。并選擇合適的工程車車型來滿足現(xiàn)場(chǎng)試壓的要求，試壓裝置的開啟和關(guān)閉可以使用控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，并對(duì)試壓時(shí)間和試壓壓力進(jìn)行控制，以設(shè)定的數(shù)據(jù)區(qū)域?yàn)橐罁?jù)對(duì)試壓結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)判斷。

試壓工程車要能夠滿足頻繁的振動(dòng)、沖擊、制動(dòng)和啟動(dòng)的要求，能夠適應(yīng)試壓現(xiàn)場(chǎng)較大的環(huán)境和溫度變化。技術(shù)方面要選擇與當(dāng)前的移動(dòng)試壓裝置基本相同的試壓技術(shù)，并具備緊急制動(dòng)功能、監(jiān)控功能、自動(dòng)控制功能、氣動(dòng)泵和電動(dòng)泵切換功能，車輛必須具有較好的穩(wěn)定性，具有一定的耐震和耐沖擊能力、分級(jí)試壓功能。由于井控裝置屬于高壓力級(jí)別，為了避免試壓過程中造成的環(huán)境污染和人身傷害，必須滿足試壓過程中的HSE要求，試壓工程車應(yīng)該做到試壓泵隔離、液壓管線密閉和人機(jī)分離。

試壓工程車要滿足HSE需求和人、機(jī)適應(yīng)性需求，這就需要對(duì)車型進(jìn)行優(yōu)選，并對(duì)車廂進(jìn)行合理的布局，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，提高駕乘人員舒適性。試壓工程車中要具備自動(dòng)控制試壓程序，并對(duì)氣壓管線和液壓管線的走向、連接和接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免泄露。通過使用專用試壓測(cè)試軟件系統(tǒng)來滿足試壓工藝的要求，組合使用氣動(dòng)泵和電動(dòng)泵以滿足生產(chǎn)效率的要求[2]。

2.1.2 車型選擇

根據(jù)以上的總體設(shè)計(jì)思路，必須選擇具有較大的承載量、抗震性能好、貨箱尺寸大、全封閉的車型，本設(shè)計(jì)中選擇了東風(fēng)超龍EQ6750ZT型工程車。該車能夠適應(yīng)沙漠、山區(qū)等復(fù)雜路況，具有全封閉、高底盤、4輪驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)，承載力為4.9噸。

2.1.3 改裝工程車

為了使工程車能夠匹配專用工作裝置和總體布置，必須對(duì)其進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，在此過程中不要影響汽車底盤的基本性能。改裝時(shí)避免移動(dòng)汽車底盤各總成的位置，充分發(fā)揮試壓專用工作裝置的性能，并對(duì)工程車的各參數(shù)進(jìn)行核算。為了避免對(duì)車架造成集中載荷，不要對(duì)工作裝置進(jìn)行集中布置。同時(shí)改造車輛的前部和后部，將其分為設(shè)備區(qū)、操作區(qū)和駕駛區(qū)。車輛前部為駕駛室，不做過多的改裝，功能比較獨(dú)立，在駕駛位和副駕駛位的基礎(chǔ)上配備消防設(shè)備。車輛后部改裝為設(shè)備區(qū)和操作區(qū)，使用防火墻將設(shè)備間和操作間隔離開來，保障車內(nèi)人員的安全。操作區(qū)中設(shè)置工控機(jī)和操作控制臺(tái)，以及人員的休息區(qū)。將電動(dòng)試壓泵、氣動(dòng)試壓泵、工具箱和水箱放置在車輛的后半部，并配備空調(diào)、電源接線盒。水箱和電動(dòng)泵放置在同一側(cè)，氣動(dòng)泵柜組和空壓機(jī)盡量靠近，提高管線連接的安全性。

2.2 選擇移動(dòng)試壓裝置設(shè)備

為了達(dá)到裝置總體設(shè)計(jì)的要求，并達(dá)到安全和節(jié)能的目的，要對(duì)移動(dòng)試壓泵組進(jìn)行優(yōu)選。試壓泵組系統(tǒng)要滿足額定高壓試壓和低壓試壓的需求，輔助設(shè)備要滿足防噴器的最大容積和電動(dòng)試壓泵最大流量的要求?？諌簷C(jī)的承載安全系數(shù)要超過1.3，配套的管匯和管線要滿足試壓安全的要求。

氣動(dòng)試壓泵和電動(dòng)試壓泵是當(dāng)前油田防噴器試壓使用的主要試壓泵組。氣動(dòng)試壓泵的優(yōu)點(diǎn)在于能夠滿足高壓需要、人工控制便利、運(yùn)行成本節(jié)約、容易應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)。其缺點(diǎn)在于具有比較復(fù)雜的閥件和氣路結(jié)構(gòu)，工作的效率較低。電動(dòng)試壓泵的優(yōu)點(diǎn)在于工作效率高、適用范圍廣、升壓速度快、維護(hù)便利。缺點(diǎn)為無法滿足高壓試壓的要求，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)壓力過沖的情況。對(duì)二者的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮。一般情況下額定壓力大于70MPa則使用氣動(dòng)試壓泵，低于70MPa則使用電動(dòng)試壓泵，中壓區(qū)試壓可以靈活地選擇兩種泵組[3]。

2.3 試壓工藝

試壓設(shè)備包括控制臺(tái)、氣動(dòng)試壓泵和電動(dòng)試壓泵，通過控制臺(tái)來對(duì)泄壓閥、試壓泵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。并使用測(cè)試軟件來對(duì)各項(xiàng)試壓數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，將相應(yīng)的報(bào)表和曲線圖生成出來。操作的自動(dòng)和手動(dòng)功能應(yīng)該互不干擾，而且能夠?qū)﹄妱?dòng)試壓裝置和氣動(dòng)試壓裝置進(jìn)行分段自動(dòng)打壓。在整個(gè)試壓過程中應(yīng)該實(shí)現(xiàn)梯度升壓，根據(jù)壓力等級(jí)選擇合適的傳感器，試壓完成之后要能夠現(xiàn)場(chǎng)生成并打印報(bào)表。軟件系統(tǒng)要配備安全參數(shù)設(shè)置功能，如果系統(tǒng)壓力超過警戒線則自動(dòng)停機(jī)。軟件系統(tǒng)可以通過口令來修改和設(shè)定參數(shù)，并具有記憶功能。在運(yùn)行的過程中具有停機(jī)、自動(dòng)保護(hù)、故障提示和聲光報(bào)警功能。

3 結(jié)語

通過對(duì)井控裝置現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，研制出了車載移動(dòng)試壓裝置，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果，工作效率、安全技術(shù)性能和檢測(cè)試壓工藝均達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，員工的野外試壓環(huán)境和條件得到了改善，能夠適應(yīng)我國(guó)西北、西南地區(qū)的復(fù)雜地形和氣候環(huán)境，試壓作業(yè)更加安全可靠，有利于保障井控安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張煥.井控裝置的現(xiàn)場(chǎng)試壓設(shè)備及改進(jìn)方法研究[J].化工管理， 2013（10）.

[2]鄧登，薄振剛，希玉輝.空氣試壓在山西煤層氣管道工程中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2013（19）.

[3]謝建橋.管線試壓在石油化工管道施工中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（06）.