国内井控新技术和新设备及其研究方向

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。近年来,我国在井控技术领域不断地研究,井控技术取得了长足进步。鉴于此,本文根据近期文献报道介绍了我国在防喷器技术及设备上的最新发展情况及其研究方向。     

偏心井口转换装置设计及应用

按照中国石油天然气总公司井控规定及青海油田井控实施细则的要求,在井下作业起下管柱过程中井口必须安装合格的井控装备。由于油田作业区普遍采用的是偏心井口装置,在井下作业过程中无法安装防喷器,就会影响井控的安全。解决好此问题,既要顺利起下管柱,又要保证迅速有效的控制井喷的发生。根据偏心井口装置和防喷器的特点及井下作业现场的实际情况,研制出了偏心井口转换装置。     

机械零部件电刷镀再制造技术的研究与应用——防喷器活塞面缺陷修复

防喷器是修井机井控系统的重要组成设备,安装在井口立管上端,连接修井机转盘及喇叭口,是用来控制高压油、气、水的装置。在长期的高压环境使用过程中,由于密封面材料存在细微缺陷,防喷器反复动作机械磨损,导致表面出现较深划痕,破坏本体密封性,给修井作业带来极大的安全风险。常规换件施工周期长、费用高,利用机械零件再制造技术研究成果,对防喷器表面缺陷进行修复。短时间内恢复了设备的正常使用,对海洋平台恢复生产有积极意义。     

剪切闸板防喷器剪切性能评价

剪切闸板防喷器是井控设备的重要组成部分之一,其作用是在钻井过程中遇到突发情况时及时剪断钻杆并密封井口,其剪切性能直接关系到钻井作业的安全.以某新型上直下V结构的剪切闸板防喷器为研究对象,通过显示动力学模块对剪切闸板剪切钻杆的过程进行数值仿真模拟,分析研究闸板的剪切性能.并用该剪切闸板分别剪切5 in和5.5 in两种不...     

防喷器电磁加热保温装置设计

利用非稳态传热数学模型计算了防喷器的瞬态温度变化情况,并确定了电磁加热装置的加热功率。同时根据实物测绘结果设计、加工了一套修井作业装置防喷器电磁加热保温系统。结果表明,防喷器表面温度非稳态变化的数值模拟结果与现场测试值吻合较好,所设计制造的防喷器电磁加热保温装置满足了冬季修井作业要求,具有升温快、保温效果好、安全便捷的优点。     

海上采油平台钻修井机井控设备动力可靠性分析

海上钻修井作业是一项风险较高的常规作业,其间井控工作涉及平台场地大小、设备设施、人员专业素质、应急响应等诸多因素,是保障平台钻修井作业期间安全和正常生产的关键措施。以某采油井口平台及其柴油发动机动力修井机系统为例,着重从主设备及其辅助/控制系统动力、采油平台和上游平台自动控制系统影响两方面分析井控系统在采油平台失电叠加钻修机二级井控条件下相关设备动力的可靠性,提出改进建议及设备动力可靠性分析方法的一般步骤。     

浅析带压作业防喷器对管柱的密封

在带压作业技术和装置高速发展的今天,其密封装置的重要性越发凸显。文章通过对国内外多种防喷器密封结构和机理的分析,借鉴国外的先进技术和经验,指出国内防喷器密封方面现存的问题,并探讨应将研发高质量的密封材料和提高防喷器变径技术、连接技术作为其改进发展的切入点。     

防喷、顶管柱井控装置

随着现代修井技术的发展,井控设备也不断地改进与完善,由单一的油管旋塞阀发展成防喷、顶管柱井控装置。为安全井下作业提供了保障,保护了作业人员、作业设备、油(气)井的生产安全,使油(气)田的勘探与开发获得更好的效益。     

井控半封闸板体失效机理与密封性能研究

为了提高井控半封闸板防喷器(blowout preventer, BOP)安全性能,对现役的半封闸板防喷器进行了失效分析及密封性能评价,完成了闸板体的表征测试以及材料拉伸和冲击试验,通过溢流关井时半封闸板受力分析,基于闸板体材料应力应变测试数据,建立了全尺寸半封闸板防喷器模型,在井下高压流体和油缸压力复合载荷下对闸板体和密封胶芯的力学性能进行了仿真研究。结果表明：当油缸压力超过9.4 MPa,闸板本体的凹槽根部刚好进入屈服变形,最大等效应力发生在闸板本体的凹槽根部,导致闸板体过早断裂失效。胶芯与闸板上端接触区域的应力集中最为明显,可见由于复合载荷的作用,胶芯上部受到挤压作用,产生严重变形,进而失去密封能力。最后提出了减小闸板应力集中的措施。研究成果为溢流情况下半封闸板防喷器的安全操作提供指导依据。     

涡流阵列检测缺陷的理论基础和仿真分析

针对独立研发的一套具有检测效率高且可大面积扫查涡流阵列检测技术的装置进行了系统研究.深入探讨了其工作的理论基础,并利用COMSOL有限元软件对系统进行了仿真分析.仿真结果显示该涡流阵列传感器可以对导体表面裂纹缺陷形状位置进行快速有效地判定,由此可对现实中评估裂纹缺陷起指导作用,促进实际缺陷检测的发展,提高实际缺陷检测的效率.      

适用于裂缝-溶洞型喷漏地层的井下防喷器研究与测试

裂缝-溶洞型地层储集空间非均质性极强,在钻井时易发生井涌、井喷等事故。井下防喷器(blow out preventer, BOP)作为一种井下井控工具,当井涌或井喷等异常发生时,能够实现井下关闭钻杆内外环空于危险地层之上,保障井控安全。针对井下防喷器在裂缝-溶洞型地层应用时须满足大环空的密封要求,通过改进胶筒结构等关键部件,研制了以单段压缩式长胶筒作为密封单元的井下防喷器。防喷器的结构特点在于长胶筒以增加到40%的膨胀比例保证了间隙的密封性,经老化、冲刷后室内性能测试承压可达35 MPa。井下防喷器在整体性能测试中抗扭强度为36 100 N·m,抗拉强度为1 500 kN,满足正常工程应用要求。最后在裂缝-溶洞型地层区块中选取一口测试井进行功能性测试。测试结果表明,入井后防喷器坐封、解封功能均能实现,坐封过程中多次稳压正常,起钻后,整体部件功能正常,可靠性良好。     

井控安全管理工作探讨

近年来,随着市场经济的发展,我国能源行业为了满足当代经济的发展需求,对能源的开发也不断深入化,石油企业本身具有高温高压、易燃易爆、有毒有害、链长面广的作业特点,所以安全生产始终是管理薄弱的环节和永恒的主题。特别是近几年来,石油企业不断地完善防井喷、防硫化氢泄露中毒等恶性事故方面的管理工作,不断的采取防范措施,但井喷的事故依然时有发生,特别是＂12·23＂特大井喷事故发生以来,石油集团公司就采取了强有力的井控的安全管理措施,加强对井控安全生产的管理,与此同时,在企业集团内开展＂强三基、反三违、除隐患＂为主题的一系列的安全管理活动,清理、修订了一系列的井控安全技术标准和规章制度来健全井控的管理网络。井控的安全管理,势在必行。     

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、２１９ｄ共５２５６ｈ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．     

文南油田防喷抽油泵工艺技术研究与应用

防喷抽油泵的研究与应用在文南油田见到了良好的效果。减少了压井作业工序,降低了生产成本,提高了生产时效,保护了油气层和环境。在井下作业过程中起到了井控防喷安全作用,降低了井控安全风险,保护了油气资源。     

开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验研究

带压作业密封系统试验台利用液压动力系统输出水压代替油田油水井内部压力,模拟真实油田带压作业起升油管柱修井作业过程,确立开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验步骤。利用带压作业密封系统试验台的控制系统进行全程自动化开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验,测试油水井井压与密封副驱动力之间关系以及液压驱动力与开关型防喷器胶芯变形关系。     

基于蝴蝶结模型的钻井现场井控作业风险分析

介绍了风险分析的蝴蝶结模型的原理,以钻井作业的井喷失控事故为对象,分析了事故的原因、后果以及预防和控制措施,并对事故的主要因素进行了细化分析,得到了与工程实际接近的分析结果。在分析的基础上从设备、监测和关井操作等几个方面对井控作业风险控制提出建议措施。研究揭示了井控作业的风险特征,研究结果对于实施作业技能培训和工程现场实施实施井控作业具有良好的工程参考价值。     

基于贝叶斯网络的钻井作业现场风险评估

针对高投入、高风险和不确定性的钻井作业现场,展开了安全评价研究。提出了一种基于贝叶斯网络定量评
价钻井作业现场风险、寻找风险源的方法。通过分析历史数据与借助专家经验识别不安全因素,将影响钻井作业现场
安全性的32 个因素分为“人的不安全行为”和“物的不安全状态”,同时构建了钻井作业现场安全性的贝叶斯网络拓
扑结构,并进行了概率推理向前预测和向后诊断,定量评估了钻井作业现场安全性,找出了影响最突出的不安全因素。
将其应用于龙岗气田L 井钻井作业现场,得出人为的不安全行为和物的不安全状态概率分别为0.108 和0.165,整个L
井作业现场不安全概率为0.137,并诊断出过程监控缺陷、安全防护设施缺失、作业导致隐患、井控设备缺陷、生产管
理缺陷不安全因素最突出,与现场实际情况一致。该评价方法为现场安全作业提供较为准确的诊断依据。     

浅谈压力容器裂纹缺陷的安全评定

本文研究了基于“合于使用”原则的压力容器缺陷的安全评定，在此基础上阐述了国内外的压力容器裂纹缺陷安全评定方法，并给出了裂纹缺陷的检测技术。     

钻杆接头螺纹部位疲劳裂纹的超声波检测

钻杆螺纹根部疲劳裂纹是钻杆钻井服役中产生的常见缺陷类型 ,是钻杆螺纹发生断裂的重要根源 .本文介绍了钻杆螺纹疲劳裂纹超声检测原理 ,设计了专用超声检测探头和检测装置 ,给出了检测试验结果 ,证明了钻杆螺纹疲劳裂纹超声检测的可行性和实用性     

钻杆接头螺纹部位疲劳裂纹的超声波检测

钻杆螺纹根部疲劳裂纹是钻杆钻井服役中产生的常见缺陷类型,是钻杆螺纹发生断裂的重要根源。本文介绍了钻杆螺纹疲劳裂纹超声检测原理,设计了专用超声检测探头和检测装置,给出了检测试验结果,证明了钻杆螺纹疲劳裂纹超声检测的可行性和实用性。