井控设备常见问题及检测维修方法分析

2023-08-09张天辉

中国设备工程 2023年14期

张天辉

（西部钻探工程有限公司管具与井控技术服务分公司，新疆吐鲁番 838202）

在施工人员开采油气井时，很容易发生井喷事故，对施工人员的人身安全与开采工程的经济效益都会产生影响。随着矿产开采领域技术水平的现代化程度不断加深，井控设备的品牌与型号越来越多，但其主要功能表现出较高的趋同性，主要包括：缓解地层深处压力，使其始终小于井筒内泥浆静液柱压力，从根源上切断井喷的前提条件；在井喷前发出告警，给施工人员充足的时间来预防井喷发生；降低井喷事故对整体施工的影响，一旦施工人员失去对油气井的控制力，就会启动井控设备自带的灭火设备进行抢险，还能够将洞口全封闭；简化了施工人员控制井喷的施工步骤，一旦油气井失控，井控设备能够根据事故类型，如井喷、井涌或溢流等，实施对应的井压作业并关井，完成对压力系统的重新建立。

1 井控设备概述

1.1 组成

比较常用的井控设备由井口防喷管、液压防喷器控制体系、排管架、压井汇管等部分构成。详细的结构如图1所示。

图1 井喷设备结构图

1.2 作用

井喷设备是一种应用于油田勘探开发领域的预警控制装置，能够让井口无法满足井喷事故与溢流现象的发生条件。实际开采施工中，该设备能够精准且及时地收集井内压力参数，并根据实际情况自行对其进行调整，稳定井内压力波动。对于石油开采工作来说，井控设备是不可或缺的安全保障设备。实际上，井控设备是将数个装置与数个系统结合在一起构成的综合体，这些装置能够大幅度降低施工过程中出现井喷与溢流的概率，即便仍会有极端情况导致井喷现象发生，但该设备也能够迅速找出事故原因并对其进行控制。因此，在石油开采工作中，设备管理人员要加强对井控设备的管理力度，及时发现并排除潜在的风险，确保开采工作顺利完成。

2 井控设备常见问题与处理方式

2.1 常见问题

（1）随着设备的使用次数不断增加，设备外壁上会出现大量的裂纹及碰伤，这会影响设备的密封性。此外防喷器侧面与井控设备门表面等关键部位的密封操作不合格。（2）设备的壳体垂直通孔存在半径误差大于35mm的现象；闸板胶芯更换不及时，出现老化、变形、开裂、磨损等损害。（3）井控设备连接槽与闸板焊接质量不达标，出现裂痕；闸板宽度位置磨损、盖板老化；锁紧轴出现沟槽或发生弯曲，导致锁紧轴开关难以活动。（4）长时间的使用导致螺丝脱落，部分螺纹孔缺少固定组件，螺丝与螺纹孔不匹配。

2.2 问题检测手段

正常情况下，检测射孔设备的方法有两种，分别为磁粉检测法与金属磁记忆检测法。前者的工作原理为：在磁化的井控设备中，出现异常强度和位置的磁感应，且会不断增加磁力密度。如果设备内部存在零部件变形的状况，就会导致磁力线变形，甚至出现漏磁场现象。若在检测过程中，铁磁材料出现裂纹，就会导致磁力线分离，分离出的磁力线会直接穿过裂纹，其他磁力线会被铁磁材料排出。实践过程中，需要将磁粉撒抹在被检测部件的表面，通过观察磁粉的吸附情况找到裂缝的位置，并进一步判断裂缝的面积。后者的工作原理为：借助金属对磁的记忆性来完成检测井控设备的工作，这种检测方式能够弥补传统无损检测方式中的漏洞，具备更强的微观能力与精准性，能够快速定位问题零部件的位置，提高检测质量与检测效率。

2.3 维修方法

（1）施工人员可以多次活动需要密封的部位，增加胶芯的密封程度。如果在这一过程中出现无法关严但支撑筋不断靠拢的现象，就说明胶芯已经变形，需要立刻更换胶芯，确保设备能够安全且平稳地工作。（2）设备管理人员需要定期清理设备内部的杂物，尤其是对胶芯槽底部和密封垫环槽等易沉积杂物的位置。若出现油管丢失，防喷器开关灵活度下降或裂缝油污量过大的情况时，需要管理人员严格遵守施工操作规范，对设备进行清洗、维修或更换零部件，让井控设备最大程度发挥自身的作用。（3）在修理井控设备的过程中，如果关键零部件出现损坏或老化导致无法继续使用时，设备管理人员要立即清洗零件的对应位置，并上报施工单位进行零件更换，避免因井控设备关键部位失效而导致风险系数增加，从而导致工作流程被耽搁。例如，当密封垫出现损坏时，要及时清理环槽内部的水泥浆与油污，并及时更换新的密封垫。

2.4 保养方法

设备的清洗与更换会导致施工暂停，从而延长施工时间。正确的保养方法能够最大化井喷设备中各个零部件的使用寿命，提高开采工作效率的同时降低维修成本，最大化经济效益。

（1）橡胶零件。在整个设备中，橡胶零件的易损性最高，很容易出现老化或变形等现象。设备管理人员与施工人员能否使用正确的方式保养橡胶零件，决定了橡胶零件是否有较长的使用寿命。因此，在每次设备工作结束后，要将橡胶零件取出、洗净并存放至阴凉干燥处。需要注意的是，橡胶零件彼此之间要保持一定距离，避免粘连，也不能接触化学物品，否则，可能会被腐蚀。（2）防喷管。设备管理人员需要定期清洗防喷灌，还要在清洗后将黄油均匀涂抹至连接处。存放喷灌要将其单独置于专用支架上，并且要正确摆放，杜绝倒置。防喷灌存放位置的空气应该是干燥的，过于潮湿的环境会导致防喷灌腐蚀、刚度下降，因此，还需要给防喷灌盖上防雨布。（3）阀门。设备阀门处极易堆积杂物，因此，设备管理人员需要定期拆卸阀门，清理其中的杂物，以及阀门表层的污泥。还需要在阀门上涂抹防锈漆等物质。重新安装前，要校准仪表和其他显示参数的部件，安装时要留意阀门是否灵活，若出现灵活度下降的情况要及时涂抹润滑剂。（4）闸板。对于井控设备来说，闸板的作用在于辅助防喷器进行封井。因此，闸板的状况决定了封井工作的质量。在保养的过程中，设备管理人员要定期检查闸板密封胶芯，一旦胶芯出现损坏、变形或老化的现象，就要及时更换，为充分发挥防喷器的作用奠定硬件基础。

3 井控设备管理过程中的常见问题与解决策略

3.1 常见问题

（1）井控设备管理责任意识差。随着油田勘探开发领域的现代化水平不断提高，井控设备管理作业体系也应该发生改变，而改变具体行为的首要条件就是改变管理意识。实践过程中，部分设备管理人员没有意识到防井喷工作的重要性，没有按照施工标准与地方制度要求对井控设备进行维修与保养，甚至与班组人员共同压低管理标准，以降低自身的工作压力。或是盲目追求效益，即便设备已经表现出很明显的问题也不暂停施工进行检修，加剧了钻井勘探的危险系数，严重威胁着施工人员的生命安全。

（2）井控设备保养记录不全或保养不科学。钻井勘探工程的工作人员需要严格遵守施工单位出台的施工规范进行操作，定期检查井控设备，并使用合理的方式对其进行保养，但是部分勘探工程的保养工作没有进行严格记录和上传，施工单位的管理层无法了解施工设备的保养频率与保养质量，无法为基层工作提供详细且精准的保养计划。这一问题会在基层实践过程中表现为同一零部件被反复保养或很少得到保养，这种无计划、无逻辑的保养工作无法充分发挥保养作用，无法准确排查施工过程中潜在的安全隐患，从而引发安全风险事故。

（3）井控设备管理不到位。井控设备对管理人员的要求主要集中在态度与防喷意识方面，并不需要管理人员具备太高的专业水平。如果井控设备管理人员的责任感薄弱，就无法严格执行企业标准与保养计划，不能帮助施工工程排除安全隐患。通过实践可以发现，这些管理人员在检查工作中得过且过，且加入了过多的自我意识，不能将保养计划与施工标准落到实处，增加了井喷等事故的出现概率。

3.2 解决策略

（1）提高管理人员的管理意识。从勘探工程引进井控设备开始，位于施工一线的设备管理人员就应该严格执行企业制定的施工标准，对设备进行全时间段、全方位的监管，包括设备运输过程中的进场检验，以及投入使用后的喷漆、补漆和维修，都要保持较高的意识站位，用最谨慎、最细致的态度来面对设备管理工作，精准定位设备运行中的每一处隐患，并选用最有效的方式进行解决。设备管理人员必须对防喷理念有正确的认识，如果对设备的检修力度不够，那么设备就极有可能发生安全事故，对一线工作人员的生命安全产生威胁。因此，管理人员应该不断加深对井控设备的认识程度，加强管理力度，在实践过程中不断积累经验，积极与其他工作人员沟通，尽可能高频率地交换检测结果，为井控设备的平稳运行提供保护与帮助。

（2）针对井控设备制定严谨合理的事故应变计划。设备管理人员要通过长期的管理工作积累经验，通过总结已经发生过的安全事故记录来提高自身的思想觉悟与专业水平。在日常工作中，能够根据客观状况制定保养与维修计划，根据事故类型选择应对策略。施工单位要定期组织演练活动，锻炼施工人员与管理人员应对突发情况的能力，尽可能降低潜在安全风险对勘探工程的与一线人员的影响。

（3）加大检查频率，形成大局观念。井喷设备管理工作必须具备配套的检修制度。在井控设备进入施工场地时，管理小组就需要对设备进行检验。正常情况下，检验井喷设备质量需要四个步骤，具体如下：首先，是要通过观察和触碰的方式检查设备表面是否存在裂痕，还要留意设备开始运行后是否存在跑与漏等质量问题，以及振动和温度是否异常；之后要留意设备运行过程中的声音，如果出现异常响动，就要检查设备内部是否存在零部件老化或密封情况较差的问题，在正式使用前消除运行隐患；之后要与运输者和使用者进行交谈，询问设备在运输和使用的过程中是否存在异常；最后，井喷设备在运作的过程中会不断摩擦内部皮带，这会产生特殊味道。工作人员要结合自身工作经验判断设备的味道是否正常。

（4）运用高新技术手段。油田勘探开发的现代化改革让科研机构发明了一系列的信息化、数字化、智能化技术手段与技术设备，这些高新技术能够极大程度上弥补传统人工检测容易疏漏的地方，还能够实时上传维修记录与保养记录，打破企业各层级之间的信息壁垒，实现信息共享。此外，企业管理人员还可以在线上平台上传井控设施的质量标准与检修标准，以便设备管理人员能够随时查阅相关参数要求，避免因数据失真导致设备瘫痪、工程进度暂停等问题。

（5）加强设备维护，消除安全隐患。一线管理人员面对井控设备应该有“面对孩子一般的心态”，积极开展设备的管理维护与保养工作，尽全力保证“孩子的身心健康”。当设备正常运行时，管理人员要对施工人员的操作进行监督，避免因误操作或漏操作酿成事故。当事故发生后，管理人员要根据企业制定的责任标准，将事故落实到岗位或部门，根据事故规模制定处罚内容。