閥式連續循環(huán)鉆井裝置現場(chǎng)試驗方案及保障措施

  試驗采用空氣壓縮機、增壓機、膜氮機、壓力調控裝置、過(guò)程控制記錄裝置等設備，開(kāi)展地面模擬空氣連續循環(huán)鉆井的全流程試驗，測試其連續循環(huán)功能動(dòng)作、流道轉換與壓力波動(dòng)、壓力調控與安全泄壓、控制系統的壓耗檢測等功能；測試控制系統執行機構操作壓力與閘閥手動(dòng)操作狀況、循環(huán)閥的高低壓工況下的動(dòng)態(tài)密封狀況等；開(kāi)展液流介質(zhì)連續循環(huán)鉆井作業(yè)接卸單根試驗、連續循環(huán)裝備接入鉆機系統的實(shí)踐等。

 

  在進(jìn)入總體流程實(shí)驗之前，對循環(huán)短節各部件、控制系統各單體，按照質(zhì)量控制體系，執行了嚴格的質(zhì)量保證措施，主要有以下方面。

 

  （1）嚴格選材。材料強度要求高，主側閥體閥座密封面硬度值要求超過(guò) HRC42，保證 3 000 次敲擊不變形，具良好密封性，并具高溫酸性環(huán)境下的防腐蝕性能。

 

  （2）嚴格的爐號證書(shū)，機械性能與化學(xué)成分分析、加工件的磁粉檢測、超聲波探傷證書(shū)。

 

  （3）創(chuàng )新的側閥防松防倒扣的安全結構設計，以及總體結構設計的 ANSYS 有限元安全性分析與閥板受力動(dòng)量校核。

 

  （4）主閥板動(dòng)作可靠性試驗及開(kāi)啟關(guān)閉狀態(tài)試驗，負壓 < 0.8 MPa 即可自動(dòng)關(guān)閉。

 

  （5）單件循環(huán)短節液 / 氣高低壓靜密封試驗必須合格（鋼對鋼密封低壓密封更比高壓密封難）。靜水高壓 70 MPa，低壓 2.5 MPa；空氣高壓 40 MPa，低壓 2.0 MPa。不僅廠(chǎng)家要做，還需經(jīng)有國家檢測資質(zhì)的中石油集團安全檢測中心檢測合格并出具證書(shū)。

 

  （6）循環(huán)短節批量抽檢，經(jīng)有國家檢測資質(zhì)的西安三維應力檢測中心進(jìn)行超高強度的 5 000 kN 抗拉、135 600 N·m 抗扭狀況下側閥孔變形量檢測，結果均小于 0.02 mm，裝卸正常及磁粉裂縫檢測合格。

 

  （7）控制柜電控系統試驗及液控系統試驗，動(dòng)作協(xié)調，操控可靠，可液控也可手動(dòng)。

 

  （8）控制管匯系統旋塞閥和執行機構單件的高壓100 MPa 靜水壓試驗合格。

 

  （9）控制系統總體流程密封試驗，靜水壓 70 MPa，空氣 40 MPa，并實(shí)現連續循環(huán)和傳統作業(yè)循環(huán)的零時(shí)間轉換。

 

  （10）外徑 45 mm 鉆桿內測斜儀各種傾斜角度過(guò)閥體，防卡掛試驗，不卡不掛安全上下。

 

  （11）圈閉氣安全釋放泄壓裝置試驗合格。

 

  試驗結果。

 

  完成上述一系列試驗后，川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院組織了對四川、新疆 7 口不同循環(huán)介質(zhì)和不同鉆井方式的連續循環(huán)鉆井實(shí)鉆試驗，除了四川南頁(yè) 1 井不太適應，其他都獲得成功。