液压防喷器电－液控制装置的研制

为液压防喷器电－液控制装置的研制设计了一套电动加手液动远、近程调压机构；司钻控制箱采用了防爆设计；整个装置的交直流电源可自动切换。室内性能试验表明，电感压力变送系统、手液动调压阀性能、司钻控制箱防爆性能等均满足设计要求。装置进行了３井次、２１９天共５２５６小时的现场试验，共控制防喷器２２５次，定期检查６６８次，表明这种液压防喷器电－液控制装置各项技术性能指标均达到设计要求和相应的部颁标准。     

液压防喷器电－液控制装置的研制

为液压防喷器电－液控制装置的研制设计了一套电动加手液动远、近程调压机构；司钻控制箱采用了防爆设计；整个装置的交直流电源可自动切换。室内性能试验表明，电感压力变送系统、手液动调压阀性能、司钻控制箱防爆性能等均满足设计要求。装置进行了３井次、２１９天共５２５６小时的现场试验，共控制防喷器２２５次，定期检查６６８次，表明这种液压防喷器电－液控制装置各项技术性能指标均达到设计要求和相应的部颁标准。     

电控型地面防喷器控制装置研制

气控型地面防喷器控制装置在使用过程中存在控制滞后时间长、气管线因水气凝结结冰而堵塞,导致控制失灵等问题。目前,其他厂家生产的电控型地面防喷器控制装置未完全脱离气源的限制。为解决以上问题,研制了数字化纯电控型地面防喷器控制装置。该控制装置具备数据采集、传输、显示及处理功能;使用防爆牵引电磁铁代替气缸控制转阀进而实现防喷器开关动作,响应快,不使用压缩空气;使用通信电缆代替气管缆,实现司钻控制台与远程控制台的控制信号传输,避免因水气凝结结冰而造成气路堵塞,导致控制失效的问题。     

地面防喷器控制系统改进方案探讨

为了解决地面防喷器控制系统中存在的液气管汇繁杂、控制方法落后、维护管理困难、建造成本居高不下、响应时间过长等问题,此文从总线技术和水下防喷器的控制技术入手,探讨并将这些技术运用于常规的地面防喷器控制系统,以期通过适当的改进,能最大限度地减少常规地面防喷器控制系统控制管汇数量,实现多点多地便利操作并有效提高系统响应速度的效果。研究表明,利用新的通讯技术并借鉴水下防喷器控制系统的先进控制技术,对现有的地面防喷器控制系统进行局部或整体改造是可行的、有益的。     

防喷器控制装置的研发与应用前景

为了加快我国石油钻井行业的步伐,缩短与国际石油钻井行业的差距,应在我国加大FKDQ电气控防喷器控制装置及无线遥控防喷器控制装置的应用与推广力度。介绍了FKQ气控防喷器控制装置、FKDQ电气控防喷器控制装置及FKWDQ无线遥控防喷器控制装置的结构组成和性能特点,并进行了比较。结果表明,电气控防喷器控制装置的控制滞后时间仅为0.5 s,用电缆取代气管束,从根本上解决了气管内水汽结冰导致控制失灵的问题,能实时显示防喷器的开关状态。     

提高防喷器控制装置性能的探讨

分析了目前油田使用的防喷器控制装置存在问题的基础上，提出了用差动阀使防喷器控制活塞开启腔的液压油再利用的构思，于是，此举措加快了防喷器的关闭速度，减轻了整机的体积和质量，提高了防喷器控制装置的性能。     

浅谈钻井井控设备维修质量管理

井控设备是实现井控本质安全的基础,是对油气井实施压力控制,对井控事故进行预防、监测、控制、处理的关键设备,是实施安全钻井的可靠保障。本文通过对某井控车间维修试压的钻井用防喷器、地面防喷器控制装置、节流管汇、压井管汇以及配套使用的司钻控制台、节流液控箱等井控设备技术状况及故障情况进行分析,从而更好做好井控设备维修质量管理。     

液封气减压装置的研制

为了提高气井带压作业过程中气体的有效密封,创新性地研发了液封气减压装置。该装置位于气井带压作业装置上部,主要由上下环形防喷器、液封气短节、蓄能器、传动缸、控制阀、水泵等组成。利用蓄能器原理,采用两个环形防喷器形成高压密闭腔体,采用液体辅助密封气体,并润滑防喷胶芯,提高胶芯使用寿命。经接箍通过环形防喷器时胶芯的形变与应力分析,表明胶芯橡胶的接触应力值变化比较稳定,可以实现对井下气体的可靠密封,提高气井带压作业的安全性能。     

再谈防喷器远程控制台三位四通转阀手柄位置问题

为正确操作和合理使用防喷器,确保防喷器工作可靠和关井封井安全,以《防喷器控制装置三位四通转阀手柄位置分析》一文为例,进一步论证了正常钻井中手柄位置问题。通过液压控制原理分析并查阅文献资料,认为该文的观点值得商榷,国外标准在该方面也存在问题。指出了正常钻井中防喷器与液动阀三位四通转阀手柄的合理位置为中位,位于开位和关位都存在井控安全隐患。     

地面防喷器控制装置的司钻控制系统改造

针对FKQ280-3型地面防喷器控制装置的司钻控制系统无报警功能,不能满足石油行业相关标准要求的问题,对其进行了升级改造。采用SIEMENS S7-200CN系列PLC控制器、EM227 Profibus-DP扩展模块和Profibus-DP总线网络通讯协议,使信号通过PLC控制位于地面防喷器控制装置上的三位四通电磁阀(气控阀)进行换向,让压缩空气进入对应控制回路的控制气缸,从而达到控制三位四通转阀换向的目的;系统还通过PLC控制技术实现对储能器压力过低、空气压力过低和油箱液位过低等极限状态下的声、光报警功能。现场应用结果表明,改造后的系统安全可靠,工作稳定,操作便捷。     

防喷器控制装置三位四通转阀手柄位置分析

在正常钻井过程中,防喷器控制装置的三位四通转阀手柄是置于中位,还是和防喷器保持一致的开位或关位,一直是国内井控管理人员争论的话题.通过对国内外行业标准的对比、防喷器控制装置及三位四通转阀工作原理的分析,阐明了转阀手柄位置应和防喷器开、关位置保持一致的必要性.为防喷器控制装置在井控中的安全使用提供理论依据.     

深水剪切闸板防喷器控制压力平衡装置研究

水下防喷器及控制系统是确保安全钻井的海洋井控装备,需要使用水下蓄能器提供压力控制液。随着工作水深的增加,水下蓄能器数量骤增。为了减少水下蓄能器的使用数量,设计了深水剪切闸板防喷器控制压力平衡装置。该装置通过海水静压平衡深水剪切闸板防喷器打开和关闭功能的控制压差,降低最小操作压力,提高水下蓄能器的容积率,进而减少水下蓄能器的使用数量,使额定压力21.0 MPa的水下防喷器控制系统能够完成高压剪切关井;在紧急情况可以使用海水关闭剪切闸板防喷器,确保钻井安全。通过计算1 500 m钻井平台水下剪切闸板防喷器加装控制压力平衡装置后,只需配备16个57 L水下蓄能器,水下蓄能器使用量减少为原控制系统的1/2,因此减小了水下防喷器控制系统的体积。该装置的应用可降低钻井装备的成本。     

深水半潜式钻井平台防喷器控制系统升级探讨

为了解决深水半潜式平台防喷器控制系统存在系统落后、操作时间长、应急能力不足、冗余度低等问题,此文从深水半潜式钻井平台防喷器地面控制和水下控制系统分析,对比超深水半潜式钻井平台防喷器控制系统特点,结合实际现场作业经验和需求,探讨将目前深水半潜式钻井平台防喷器地面与水下控制系统进行适当的改造与升级方法,以实现较小的投入,达到快速升级防喷器控制系统和稳定安全地操作水下防喷器的目的,提出了改进升级的方法,旨在为今后我国深水半潜式钻井平台防喷器控制系统升级工作提供参考。     

钻井防喷器人工智能液控装置

针对传统气控型防喷器液控装置的不足,开发了钻井防喷器人工智能液控装置。这种液控装置主要由远程控制台、HMI操作面板、PLC可编程控制板、触摸屏、推拉式电磁铁和转阀等组成。由于采用了先进的PLC和触摸屏,以及高可靠性的PROFIBUS总线通讯,装置可方便地实现多处遥控操作,能即时同步显示远程控制台转阀的位置,使司钻台和远程控制台的显示动作达到一致。在国外油田和国内华北油田的现场应用结果表明,人工智能液控装置具有操作智能化、反应速度快、电动机启停准确可靠等特点,在陆地和海洋油田的应用前景广阔。     

带压作业防喷器控制装置的改进及应用

带压作业防喷器控制装置用于控制安全、剪切防喷器组,当施工井出现紧急状况时,液控源可使防喷器迅速关闭,降低事故的发生。如果在现场施工中,控制台距离操作人员较远,或出现气源压力低、液压油量不足、蓄能器压力低等故障,就会影响防喷器的开关,甚至引发事故造成不可挽回的后果。通过对液控源进行改进,增加微型控制台和低压、低气源报警装置,将紧急开关和声光报警有效相结合,从根本上解决了这一困扰生产的技术难题,提高了施工安全性。     

油气井井口智能控制系统研究与应用

油气井井口智能控制系统是以现有的电气控制及无线遥控地面防喷器控制技术为基础,硬件上增加1套触摸屏式司钻台,同时把节流管汇控制箱集成在防喷器控制装置之上;软件上根据钻井施工过程的工况,把开、关井程序植入控制系统之中,最大化地实现钻井过程中防喷器、节流压井管汇的智能化自动控制,提高了工作效率,降低了劳动强度,提升了钻井施工的安全性能。触摸屏式司钻台的操作界面具有自定义功能,可以根据钻井现场防喷器及节流压井管汇实际的排列布局,进行软件界面的设置,保证界面和实物一致,提高控制的准确性和安全性。     

防喷器控制装置液压油强制过滤系统设计

地面防喷器控制装置因液压油污染严重而造成液压系统故障问题。分析了液压油污染的主要原因,介绍了常规控制装置采取的污染防控措施及滤油器的选用。借鉴液压油过滤系统在其他机械设备的应用,在常规控制装置中设计了液压油强制过滤系统,介绍了其组成及工作原理。该过滤系统可提高液压油过滤精度,降低控制装置的故障率,满足油田使用要求。     

防喷器控制系统故障树的建立与定性分析

防喷器及其控制系统是井控设备的关键组成部分，其可靠与否直接关系到钻井作业及操作人员的安全。根据塔里木油田现场防喷器控制系统的相关资料，采用故障树分析法对防喷器控制系统故障模式进行了研究，建立了防喷器控制系统失效故障树，找出了易导致防喷器控制系统不能正常工作的故障点，为防喷器控制系统设计和维修提供了有益参考。     

国产防喷器生产技术现状及发展趋势

防喷器作为井控装置的关键部件，对钻井、修井、试油等作业过程中控制井口压力，防止井喷事故起着非常重要的作用。目前，国内防喷器生产主要集中在宝鸡石油机械厂、华北石油荣盛机械制造有限公司、江苏信得石油机械厂、上海申开厂等厂家，生产的产品包括闸板防喷器、环形防喷器、分流器、带压作业装置等，已经初步实现了系列化、规模化生产，基本满足了国内井控市场的需求。但是，与美国Hydrill、Cameron、Shaffer等公司的井控设备相比，国产防喷器在种类、性能、技术含量等方面还存在一些差距，主要有以下四个方面：     

风载对连续管作业防喷器组合法兰密封性的影响

我国西部油田风沙活动对连续管测井中地面防喷装置法兰密封性能影响很大。为此,建立了防喷器组合底部法兰、密封垫环和连接螺栓的全结构有限元计算模型。应用该模型分析了连续管作业工况下多种风载对法兰连接密封性能和螺栓强度的影响,同时对比分析了防喷器组合有无支架支撑时的密封状态以及连接螺栓的应力水平。计算分析结果表明,在6级以上风载作用时,防喷器组合必须采用支撑装置,并通过计算求得支架支撑情况下的极限弯曲曲率,为施工过程中支架刚度的选择提供了参考。