井控技术标准分析与建议

时间：2024-05-04

姜兴福彭雄涛付堂兵 / 西部钻探准东钻井公司(新疆阜康石油基地)

井控技术标准分析与建议

姜兴福彭雄涛付堂兵 / 西部钻探准东钻井公司(新疆阜康石油基地)

【摘要】为加强钻井井控标准的可操作性，对当前应用的钻井井控标准进行了分析。按照钻井作业对井控技术与装置的实际需要，对各项标准逐条分析、认真对比，查找问题并提出修订建议。提出了标准中存在的主要问题，逐一进行了分析论证，提供了可行的解决方案，为下一步井控标准的完善与修订提供了依据。

【关键词】井控标准；分析；建议

井控标准经过多次修订，形成了井控工艺技术、井控设备制造与使用等一系列标准，目前，在井控标准方面主要以API标准为主，随着钻井技术的不断进步和对井控认识的不断深入，以及对防喷器的配套要求、压力级别和井控做法要求的不断提高，井控标准存在的一些问题也日渐显露，对于这些问题，应该认真分析研究，制定科学、适用的方案并宣贯执行，指导井控安全工作。

1.应用的钻井井控标准现状

在国内石油钻井行业，当前应用的一些井控标准。有的是首次发布，有的已进行了三次修订，这些标准都为石油行业推荐标准，但作为强制标准宣贯实施，规范钻井井控工作。

1.1钻井井口控制设备及分流设备控制系统规范(SY/T 5053.2—2007)

本标准确立了控制系统的设计标准。该控制系统用于控制防喷器（BOP）以及在钻井过程中控制井口压力的相关阀件，分流器控制系统也包含在本标准中。

本标准是目前防喷器控制装置生产的主要依据标准，对控制装置标准化、规范化起到了重要作用。

1.2钻井井控装置组合、配套、安装、调试与维护（SY/ T 5964—2006）

本标准规定了钻井井控装置组合配套形式、安装、调试与维护要求，适用于陆上石油天然气钻井井控装置，使井口装置组合型式、井控管汇流程、控制系统以及井控辅助设备配套安装逐步达到统一，国内不同区域、不同油气田井控配套与安装使用基本实现了规范化。特别对于不同压力级别井控装置，明确了规格系列与安装调试要求，指导性和可操作性较强，是目前石油行业最重要的井控标准之一。

1.3节流和压井系统(SY/T 5323-2004)

本标准在技术内容上规定了节流和压井系统的性能、设计、材料、焊接、试验、检验、贮存和运输的最低要求，适用于为钻井服务的具有安全和功能互换性的地面和水下节流和压井系统的设备，是上世纪九十年代以后井控管汇压力升级和流程标准化的主要依据标准，对国内防喷器节流和压井系统的规范化起到了重要作用。

1.4含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范（SY/ T6616—2005）

本标准规定了硫化氢含量不低于30mg/m3（20ppm）油气井钻井过程中井控装置的配套安装和使用要求，适用于陆上硫化氢含量不低于30mg/m3（20ppm）油气井钻井井控装置的选择和使用，主要包括井控装置的配套和安装、井控装置的使用两章主题内容。对井口防喷器组合顺序进行了规定，明确了不同闸板防喷器的具体位置，是当前最为合理的组合形式。

1.5含硫油气井安全钻井推荐作法（SY/T 5087—2005）

本标准规定了含硫化氢油气井钻井作业中从钻井设计、设备安装、井场布置、硫化氢监测、人员和设备防护、应急管理等方面的安全要求，适用于油气勘探开发中含硫化氢油气井的钻井作业，是目前国内最重要的含硫化氢井钻井安全技术标准。

2.对井控标准应用中存在的问题分析

分析现行的6项井控标准，存在着一些需要探讨的问题。存在这些问题的原因主要在两个方面：一是受国外标准影响，认为国外标准有道理、不能修订；二是分析研究不够，没有深入研究各项标准之间的关系，缺乏对存在问题的认识，具体到每一个标准，存在的主要问题如下：

2.1节流和压井系统(SY/T 5323-2004)

该标准为井控节流和压井系统的制造标准，也对管汇流程与使用等进行了规定。与目前普遍采用的管汇系列相比，存在着流程不完善、不合理的问题，主要是34.5MPa管汇节流阀后无平板阀，69.0MPa～138MPa高压井口双四通和管汇流程不合理，不利于使用安全。

2.2钻井井控装置组合、配套、安装、调试与维护（SY/ T 5964—2006）

该标准存在的问题：一是井控装置公称通径与套管公称直径的组合表格内容不合理，二是压力级别和尺寸系列不全，三是井口防喷器组合不合理，四是双四通井口组合配套形式不合理，五是对远程控制台操作手柄位置规定不明确。

2.3含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范（SY/ T6616—2005）

该标准是目前最重要的井控标准之一，井口防喷器组合顺序是最为合理的组合形式。存在的主要问题是双四通井口组合配套形式不合理。

3.对井控标准修订的建议

3.1节流和压井系统(SY/T 5323-2004)

该标准中规定的管汇型式功能不完善、流程不合理，应进行修订。

3.1.1增加管汇中节流阀后的平板阀，增加副放喷管线，完善管汇功能。

3.1.2对于高压双四通井口，考虑两个四通的独立功能，两者之间增加一套半封闸板防喷器。节流压井管汇应安装于上四通，辅助放喷管线安装于下四通。

这样的修改，基于两方面考虑：对于管汇，考虑了闸阀的使用顺序“从外到内”原则，在关井压井中首先使用节流阀后面的平板阀，发生损坏后可关闭节流阀及前面的平板阀后可进行更换，最大限度保证管汇功能。对于四通道和五通道高压管汇，采用新型结构型式，节流阀全部为直角形式；对于井口，双四通一般用于高压含硫等重点井，这类井需要配套高压力级别、功能完善的井控设备。若两套四通直接连接，其中一套发生损坏将会造成井口的失控，是一种不合理的配套形式。考虑了井口装置“自上而下”使用的原则，中间安装一套半封闸板防喷器，并将节流压井管汇安装于上部四通。

在压井中，先使用上部的半封闸板防喷器和上部四通的节流压井管汇，一旦防喷器或四通、管汇损坏时，立即打开下部辅助放喷管线并关闭四通之间的防喷器，可进行更换或继续压井。

3.2钻井井控装置组合、配套、安装、调试与维护（SY/ T 5964—2006）

该标准存在表格不合理、井口防喷器组合不合理、双四通井口组合配套形式不合理和对远程控制台操作手柄位置规定不明确等问题，需要进行修订。

3.3对于远程控制台操作手柄的位置问题，应确切表述并明确规定。可以说，对于液压控制系统，最重要、最关键的是液压油量充足、压力足够，只有液压油没有消耗、压力保持良好，才能保证液压控制的可靠性。手柄在“中”位时各腔互不相通，能够锁定防喷器、液动阀在相应的位置，有效防止管线系统油量的损耗；而在开位或关位时管线的漏失将造成油量消耗，管线突然破（断）裂等突发损坏将造成油量的快速损失，存在井控安全隐患。

3.4含硫油气井钻井井控装置配套、安装和使用规范（SY/ T6616—2005）

对该标准双四通井口组合配套形式不合理，建议按进行修改。

3.5钻井井控技术规程（SY/T 6426—2005）

3.5.1对于钻井液安全附加值，建议去掉附加井底压差值的规定，只保留密度附加值。这样规定就将地层压力系数与密度直接联系起来，既科学合理，也便于实际应用。

3.5.2对本标准井口防喷器组合中存在四通下面防喷器的问题及防喷器组合顺序问题，建议修改完善；

3.5.3对于关井后手动锁紧规定不合理的问题，建议去掉手动锁紧后回转1/4圈一1/2圈的规定。修改为“具有手动锁紧机构的闸板防喷器关井后，应手动锁紧闸板并确保锁紧可靠。……，手动解锁时，可先开到底然后回转1/8圈一1/4圈”。

闸板防喷器关井后，靠闸板前面的压紧实现空井或对钻具的密封，两个闸板的压紧力越大封井越可靠。这就需要锁紧杆锁紧到底不得回转，防止其松动后封井失效。有一种理由是回转后利于闸板上部与防喷器内腔的浮动密封，这种理由没有必要。因为二者本身就是贴合密封状态，封井后井压助封作用将使封井更加可靠。

3.5.4对于关井操作程序规定，建议修改为：“先关节流阀（试关井），再关节流阀后的平板阀”。各种工况下的关井都应如此，这可充分利用与保证管汇的功能，有利于关井压井的安全可靠。