便携式井口防喷器试压装置研制与应用

王百战，白文雄，樊 勇，雷九龙，唐有胜

（1.长庆油田分公司机械制造总厂，西安710201；2.长庆油田分公司油田开发处，西安710016；3.川庆钻探国际工程公司，成都610500） ①

便携式井口防喷器试压装置研制与应用

王百战1，白文雄1，樊 勇1，雷九龙2，唐有胜3

（1.长庆油田分公司机械制造总厂，西安710201；2.长庆油田分公司油田开发处，西安710016；3.川庆钻探国际工程公司，成都610500）①

针对油田修井用井口防喷器日常密封性试压检查不能在修井作业场实现的难题，研制了便携式井口防喷器试压装置。该试压装置能在修井作业现场对防喷器试验检查，及时发现存在的故障及安全隐患，提高井口防喷器使用的可靠性和安全性。现场应用表明：该试压装置设计合理，技术先进，使用方便，运行安全可靠，可满足井口防喷器的日常性密封试压检查的需要，能减少修井作业安全事故的发生。

便携式；井口防喷器；试压装置；组成

目前，油田修井所使用的井口防喷器［1－3］的密封性检查通常以年为检定周期［4］，到检定周期后由各使用单位送往指定的井控车间进行周期检定，再由井控车间出具相应的检定报告，给出该井口防喷器材能否继续使用的证明。各使用单位只需做到在检定报告上规定的检定周期内使用该井口防喷器，便可认定所使用的井口防喷器为合格产品，这种检定方式存在的弊端显而易见。由于井口防喷器材在一个检定周期内，因长期搁置或多次使用已出现了损坏，而使用人员又无法识别和判定［5］，若继续将这种已损坏的井口防喷器当作合格产品用于修井作业，一旦发生井喷事故，井

1 技术分析

1.1 技术方案

便携式井口防喷器试压装置主要由手动试压泵、压力变送器、数据计录仪、打印机、连接附件、试压专用工装、安全防护装置等组成，其工艺流程和结构如图1～2所示。

图1 便携式井口防喷器试压装置工艺流程

图2 便携式井口防喷器试压装置结构

井口防喷器上端接试压工装，用高压胶管连接试压工装与手动试压泵，压力变送器与手动试压泵连接，压力变送器通过数据线与数据记录仪相连接，数据记录仪连接袖珍型打印机；电动球阀接于手动试压泵上，信号线与数据记录仪连接，由数据记录仪给出动作信号，控制电动球阀的开启或关闭，实现泄压功能；数据记录仪还与语音喇叭相连，由数据记录仪给出预警信号，语音喇叭喊话作超压预警提示；装置全部采用锂电池组为其供电，无需井场提供交流电源。

试压工艺流程：人工操作手动试压泵向试压回路内加压，由手动试压泵上的压力变送器将试压回路内的压力值转换为电信号传递给数据记录仪，由数据记录仪记录、存储并根据设定程序实现数据的判定并生成试压报告，由打印机打印输出或USB接口导出留存。卸压功能的实现是由数据记录仪控制，当回路压力达到设定的某一临界值时，数据记录仪给出电动球阀开启的动作信号，电动球阀开启，完成卸压动作；超压预警功能的实现也是由数据记录仪控制，压力在接近临界值时，数据记录仪给出预警信号，由语音喇叭作出喊话预警。

1.2 组成及功能

考虑到现场携带、搬运方便及组装快速的要求，便携式井口防喷器试压装置的设计采用了模块化设计，由动力部分、试压专用工装、连接附件、数据记录仪模块及安全防护装置5个模块组成。设计时，还对每个模块的总质量提出了不超过35kg的要求，以方便搬运、安装和使用。

1.2.1 动力部分

其功能是给整个试压管路系统提供持续的压力。设计时，考虑到井场取电不便，采用了手动试压泵加压的方案，方便了现场使用，提高了试压装置的适应性。手动试压泵选择了SYL－11.4／16型手动试压泵，其基本技术参数如表1。根据油田生产现场的使用要求，对手动试压泵进行了适应性改进设计：主要是增加了伸缩式结构的底部脚踏装置，防止加压时手动试压泵发生侧翻；在水箱一侧增加了高压胶管盘管座，便于收纳胶管；增加水箱滤网，防止水体中杂物进入试压回路而堵塞管线；在水箱侧面增加了翻转式的搬运把手，方便搬运；在泵头上预留了压力变送器接口和电动球阀接口，用于压力变送器和电动球阀的安装；增加泵头安全防护罩，水箱外形尺寸符合现场使用要求。

表1 手动试压泵技术参数

1.2.2 试压专用工装

为了同时满足多种井口防喷器（主要有闸板防喷器、油管旋塞阀、抽油杆防喷器）的试压要求，设计了3套专用试压工装，可满足以上防喷器的试压要求。试压工装的选材和尺寸符合相关标准要求，确保安全。

1.2.3 连接附件

主要是实现试压专用工装与手动试压泵的连接及数据记录仪与压力变送器的连接，由高压胶管、开闭式胶管快速接头、数据线和电源线等组成。高压胶管为耐油高压胶管，额定工作压力21MPa；数据记录仪选用标准3芯电源线；压力变送器信号线选用标准3芯信号屏蔽线，并且电源线和信号屏蔽线两头均为航空专用快速插拔连接件，方便现场拆装。

1.2.4 数据记录仪模块

实现试压数据的采集、记录、判定和打印，具有自动记录压力数据、按预定程序判定数据合格性、数据保存和导出、数据打印及超压预警、自动卸压等功能。主要由压力变送器、可编程数据记录仪、打印机、锂电池组等组成。压力变送器选用了带LED及打印功能的可编程记录仪，预留1个USB接口，可实现数据导出；同时，具有超压预警功能，还可实现实时数据的多点记录和打印及曲线记录和打印。打印机选用了抽屉结构前面板换纸打印机，操作简单，换纸容易。锂电池组选用8 800mAh的锂电池组，待机时间1个月，连续使用48h。

1.2.5 安全防护装置

试压装置采用了多种安全装置来确保试压人员的人身安全。主要采用了自动卸压、超压预警、安全警示标志、手动试压泵泵头安全防护罩、试压安全防护围栏等多种安全设计，确保操作者的人身安全。

1.3 技术参数

便携式井口防喷器试压装置主要技术参数如表2。

表2 便携式井口防喷器试压装置主要技术参数

1.4 技术优势

1） 便携性 为了满足井口防喷器要在井场试压要求，动力部分、试压专用工装、连接附件、数据记录仪模块及安全防护装置按模块化设计，每个模块总质量不超过35kg，方便现场搬运。

2） 快捷性 手动试压泵与试压专用工装采用开闭式胶管快速接头连接，压力变送器与数据记录仪采用航空专用快速插拔连接件连接，现场拆装方便。

3） 适应性 为满足无220V交流电源井场的试压要求，试压装置采用手动试压泵，压力变送器、数据记录仪器、打印机均采用了内置免维护锂电池供电。

4） 精度高 试压压力数据可在压力变送器（带数显）和数据记录仪上同步显示，数据记录仪试压曲线实时显示试压过程的压力变化，反应灵敏，精度高。

5） 通用性 试压装置可对闸板防喷器、油管旋塞阀、抽油杆防喷器进行试压检查。

6） 安全性 试压装置采用了多种安全防护方案，确保操作者人身安全。

2 现场应用

截至2010－12，便携式井口防喷器试压装置已在长庆油田第一、第二、第三采油厂等单位推广应用20套。与传统的井口防喷器在井控车间试压的方法相比，便携式井口防喷器试压装置的设计更符合作业现场的生产实际，具有携带方便、适应性强、可靠性高等优势，能够及时准确地检测出井口防喷器存在的故障隐患，防止和减少修井作业过程中井控安全事故的发生，符合油田规范作业、安全生产的要求。

3 结论

1） 便携式井口防喷器试压装置实现了在修井作业现场对井口防喷器的日常性密封试压检查，能够及时发现井口防喷器存在的故障隐患，提高使用安全。

2） 现场试验表明：便携式井口防喷器试压装置结构设计合理，性能可靠，使用维护方便，可便捷、准确地在井场实现防喷器的试压；是集现场试压、数据记录、结果判断、数据保存和打印为一体的试压装置。该装置的研制成功满足了井口防喷器的日常性密封试压检查要求。

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Development and Application of Portable Pressure Testing Device of Wellhead Blowout Preventer

WANG Bai－zhan1，BAI Wen－xiong1，FAN Yong1，LEI Jiu－long2，TANG You－sheng3
（1.Machinery Manufacturing Plant，Changqing Oilfield Company，Xi’an710201，China；2.Oilfield Development Bureau，Changqing Oilfield Company，Xi’an710016，China；3.Chuanqing Drilling of the International Engineering Compang，Chengdu610500，China）

Portable pressure testing device of wellhead blowout preventer was developed to solve the problem that daily sealing pressure check was impossible for wellhead blowout preventer used to oilfield work－over in the work－over workplace.The pressure testing device made it possible to conduct daily sealing pressure check for wellhead blowout preventer in work－over operation site，and timely able to discover breakdown and safety hazard to improve the reliability and safety in the course of using wellhead blowout preventer.After being used in Changqing oil field，this pressure testing device is proved to have such features as reasonable design，advanced technology，convenient use，safe and reliable operation.It can meet the needs of daily sealing pressure check of wellhead blowout preventer and reduce safety incidents in work－over treatment.

portable；wellhead blowout preventer；pressure testing device；composition

1001－3482（2011）12－0083－04

TE931.1

B

2011－06－30

王百战（1978－），男，陕西西安人，工程师，主要从事石油机械产品的研发工作，E－mail：sicong7＠163.com。口防喷器失效将会引发严重的井控安全事故。近些年，修井作业过程中因修井用井口防喷器已发生故障而又未能及时发现引发的井控安全事故正在逐步上升；另一方面，井控车间的试压装置配套完善、技术先进［6－9］，但体积庞大，无法携带至井场实现井口防喷器日常性密封试压检查，给井口防喷器的安全使用预留了隐患。针对以上问题，长庆油田分公司机械制造总厂开展了便携式井口防喷器试压装置的研制工作，目的是要在修井作业现场实现对井口防喷器的日常性密封试压检查，符合和满足油田井控安全规程的相关要求，及时检查并发现井口防喷器存在的质量缺陷和安全隐患，防止在修井作业中发生安全事故。