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。     

我国井控装备的技术水平

<正> 井控装备是用来实施平衡压力钻井;及时发现与控制溢流;发生井喷时迅速控制井口,并按井控工艺进行处理的系统技术装备。它包括监控仪器(用于地面监测与井下监测)、控制设备(用于环形空间防喷与钻具内防喷)和处理设备(用于常规处理与特殊处理)三部分。近10年来,我国井控装备有很大发展,已有液压防喷器、液控系统、节流压井管汇、防喷管汇与井     

现行钻井井控标准存在的问题分析及修订建议

为了进一步提高钻井井控标准的科学性和可操作性,充分发挥其在钻井作业中的指导作用,对现行8项有关钻井井控标准（国家标准和行业标准）进行了简要介绍,分析了其特点;立足于当前钻井井控技术现状,按照钻井作业对井控技术与装置的需求,充分考虑井控装置的功能、井控装置最低配备要求并基于保证必要安全备用余量的思路,指出当前6项有效标准中存在防喷器组合形式、井控管汇流程、关井程序不合理等17项主要问题。通过对问题的深入分析,提出了可行的解决方案（修订建议）并进行了解释。研究与解决方案都基于油田钻井井控实际,可为下一步完善与修订相关井控标准提供依据。      

基于权重分析的海上井控设备风险分级方法

针对目前海上老旧井控设备多、报废标准不足的问题,基于权重分析,综合考虑井控设备资料完整性、现场管理措施、井控设备运行状态3项指标,评定井控设备风险等级。风险评级结果表明:J平台环形防喷器、钻井四通风险等级为I级,闸板防喷器风险等级为II级; 井控设备整体风险较低,但个别设备有一些功能上的问题,需要及时整改。该风险分级方法有助于提高井控设备的可靠性,进一步提升海上井控管理水平。     

对国内外井控标准中三个核心内容的分析与修订建议

井控设备是钻井安全关键设备,应充分发挥其功能并达到最大化,确保溢流关井与压井的可靠性。从井控装置组合的功能与控制入手,对国外最新版API标准、IADC标准和国内标准进行了分析,特别针对关系井控本质安全的井口装置组合形式、井控管汇组合形式和三位四通换向阀(简称三位四通阀)手柄位置3个核心内容进行了深入研究,指出了5项国外钻井井控标准、7项国内标准存在的问题,并给出了具体建议,以期为井控标准的修订与实施提供借鉴。     

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.     

井控装置自动化试压检测系统应用分析

井控设备是石油天然气勘探开发井控安全的重要设施,是对油气井实施压力控制,对事故进行预防、监测、控制、处理的关键设备,井控设备的可靠性关系到钻井生产安全,关系到人的生命安全。本文对自动化试压检测系统在井控装置上的应用进行了分析。     

试压间防护墙厚度设计

钻井公司工具修造厂井控厂房主要用来修理、试验防喷器、节流管汇、采油树等井控设备.其中试压间给设备做水压试验（设备的试验压力高达105MPa）,如果在试验过程中设备内的水发生泄漏或设备上的零件飞出会造成很严重的后果.因此,做好这个试压间的防护墙很重要（以钢筋混凝土内衬钢板结构设计的防护墙为例）.     

“海洋石油981”超深水钻井装置防喷器系统可靠性分析

超深水钻井环境和技术工艺复杂,对钻井作业安全提出了极高的挑战,而超深水钻井装置防喷器系统是确保钻井和井控作业安全的核心设备。利用冗余方法从防喷器系统配置和测试2个方面对"海洋石油981"超深水钻井装置防喷器系统进行了可靠性分析,结果表明:除了全井段使用88.900 mm钻杆作业和剪切钻杆的工况外,防喷器及其控制系统是一个多重冗余配置系统,系统的可靠性是足够的。在此基础上,提出了进一步提升"海洋石油981"平台防喷器系统可靠性的配置方案建议。     

ＤＸ１井高压高产储层氮气安全钻井技术

针对高压、高产储层氮气钻井过程中储层“岩爆”以及高速流体携带岩屑对井控设备的冲蚀作用,开展了高压、高产储层氮气安全钻井技术研究。通过结合前期氮气钻井作业中存在的井控安全风险问题,采用井口装置升级改造、井控地面管汇优化改进、井下内防喷工具改善、井控监测与控制系统提升等措施,提高了井控设备 的抗冲蚀冲击能力,实现了风险及时预测以及井控系统远程自动化控制。通过后期氮气钻井现场应用表明,该技术有效地保证了储层氮气钻井的安全钻进,对今后高压、高产储层氮气安全钻进提供了技术支持。     

简易控压方法及现场试验

华北油田部分区域在钻井过程中出现钻井液高密度时溢流、低密度时漏失以及地层压力窗口不稳定等现象,给井筒安全带来了不稳定因素。通过控压钻井技术可以有效降低这种情况带来的井控风险,但精细控压设备要求高、作业成本高,现场可实施性较低。研究了一种简易控压钻井技术,该技术在保留控压核心功能的基础上,简化了节流管汇等设备,有效降低了应用成本,有利于现场应用和推广。现场应用表明:简易控压钻井技术能够实现控压钻井的目的,发生溢流时增加井口回压,从而快速提高井底压力、缓解溢流,防止了井控升级; 同时在降低井控安全风险的前提下,通过采用低密度钻井液钻进,实现提高机械钻速的效果。     

大港油田钻井井控安全关键要素分析

井喷失控是石油及天然气钻井中的灾难性事故,一旦发生将危及人民的生命财产安全,污染生态环境,甚至还会造成重大的国际国内影响。钻井井控是油田开发中的一个重要环节,结合大港油田井控设计的发展背景和概况,重点从设计环境背景、设计理念、井身结构设计方法、钻井液技术、井控设备、压力控制设备等方面对井控安全的关键要素进行分析,并提出设计中的关键点。对如何搞好大港油田老区块调整井的井控工作,实现安全生产,有一定的借鉴意义。     

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。     

闸板防喷器的HAZOP分析

闸板防喷器是井控设备防喷器组的重要组成部分，由于各种环境条件以及操作因素的影响，闸板防喷器在使用过程中可能出现腐蚀、磨损、密封失效等多种失效形式，会导致井喷失控等灾难性事故的发生。因此，采用HAZOP分析方法对闸板防喷器进行安全分析，对井控设备的安全管理工作具有重要的意义。     

石油钻采设备高低温性能检测系统及其应用

石油行业中的井控装备及井口装置等承压设备, 包括防喷器、 节流压井管汇、 采油气井口等产品均应进行介质高温、 环境低温检测, 检测其在高温低温状态下的性能, 以确保这些设备在使用过程中具有良好的可靠性和安全性。在介质高温和环境低温的状态下, 极易造成井控装备及井口装置中的金属及非金属密封件失效或产生物理形变, 在石油钻井或采油气过程中达不到预期功效, 造成严重的安全事故。通过本系统的检测, 确保了石油井控装备及井口装置的安全使用, 为生产厂家在产品设计、 选材和装配等方面提供了重要依据。     

防喷器地下试压系统及应用技术研究

国内在井控装备生产车间对防喷器的试压检测仍然采用地面试压方式,安全风险大,检测效率低,不符合井控安全和HSE管理的要求。为进一步保证设备和人员的安全,设计了防喷器地下试压系统,并对地下试压相关应用技术和工具进行了研究。设计的防喷器地下试压系统大幅提高了防喷器试压检测的安全性和检测效率,改善了车间环境。与地面试压检测相比,防喷器地下试压系统安全、高效、便捷、环保,必然会成为以后井控设备试压检测技术发展的方向。     

关于两个井控争议问题的讨论

防喷器操作手柄位置和井口防喷器的组合形式在石油行业标准中没有明确规定,而防喷器操作手柄位置和井口防喷器的组合形式涉及到井控设计和现场防喷器的使用,对井控具有重要影响。为此,针对目前井控现状,分析了防喷器控制原理并查阅了文献资料,指出了因操作手柄位置不合理带来的井控隐患,建议钻井中防喷器操作手柄的最佳位置为“中”位;分析了防喷器组合的功能并查阅了井控标准,指出了防喷器组合形式和安装顺序等方面存在的问题,针对不同压力级别,提出了防喷器的组合方式及安装顺序的建议。对于防喷器操作手柄位置和井口防喷器的组合形式,需要修订现行标准以进行规范,并对标准修订的重点内容提出了建议。      

井口控压技术在超前注水区水平井中的应用

长庆油田采用超前注水工艺增加地层能量,进一步提高单井产量,为油田增产稳产提供了技术支撑。但由于地层异常高压,导致在钻进过程中出现出水、伴生气、出油等溢流险情,在井身结构简单、措施不当的情况下,易出现井控及井下事故。研制的低压旋转防喷器和地面控制系统适合于长庆油田异常高压注水区块水平井的安全钻井,通过井口控压,确保在钻井作业中井口处于可控状态,一旦发生溢流,利用井口节流控制迅速平衡井筒压力,实现安全施工,确保井控安全,减少井下复杂,提高钻井效率。     

闸板防喷器承压件在线监测装置的研制

鉴于目前国内还没有对防喷器运行状态进行在线监测的仪器或装置,为确保防喷器运行状态安全,研制了闸板防喷器承压件在线监测装置。该装置是通过安装在闸板防喷器腔体内部及壳体上的传感器,监测其内部工作压力、油路开关压力、内部温度和关键部位形变参数,实现了对闸板防喷器在出厂前、井控车间和钻井现场全过程监管。还能对各种超规范工作环境及超安全极限进行报警,提高了现场闸板防喷器运行的可靠性。试验及应用结果表明,该装置能满足井控车间各种试验的数据监测及意外着火情况下数据保存的要求,提高了防喷器安全管理水平。     

关于钻井井控设备管理的研究与应用

钻井井控设备是油气井压力控制、监测的重要装置,在钻井过程中,由于受到地层压力、地层流体的影响,极易发生井喷或者溢流事故,而井控设备通过对各种数据参数的有效监测,能够第一时间发出预警信号,以避免安全事故的发生。因此,保证井控设备正常的工作运转状态在钻井作业全过程当中发挥着不可替代的重要作用。本文结合钻井井控设备的配套标准以及常见故障,针对井控设备的管理策略展开论述。