張 前

1.荊州市世紀派創(chuàng)石油機械檢測有限公司 （湖北 荊州434024）

2.中國石化四機石油機械有限公司（湖北 荊州434024）

井控裝置的主要作用是當井內出現(xiàn)溢流、井涌時可快速及時關閉井口，防止井噴事故的發(fā)生。它主要由防噴器、防噴器控制系統(tǒng)、鉆井四通、法蘭短節(jié)、節(jié)流壓井管匯、放噴管線、液氣分離器及內防噴工具等組成[1]。隨著油氣勘探開發(fā)向深層、深海、非常規(guī)油氣藏以及惡劣地表環(huán)境領域不斷擴展[2]，地層高壓、高含硫、易噴易漏造成工程施工難度不斷增加，要求不斷改進和完善井控裝置檢測規(guī)范，確保井控裝置始終安全可靠。在每年的冬季安全生產井控專項檢查中，經常提出鉆井井控管理是薄弱環(huán)節(jié)。

1 第三方檢測的重要性

第三方檢測又稱公正性檢驗，是指由獨立于當事雙方的另一方以公正、權威的非當事人身份，根據有關法律、標準或合同進行公平公正的檢測，得出可令雙方信服的檢測結果。

國外鉆井公司大多采取自有或租賃的形式使用井控裝置，制造廠家進行大修或再制造，油公司進行監(jiān)督使用。井控裝置檢維修流程如圖1所示，一般由專業(yè)的第三方檢驗檢測機構進行3年期或5年期認證，井控裝置在認證合格后才能上井使用，只要各項性能指標達標，井控裝置可以一直使用。目前國內的井控裝置資產歸屬大都是鉆井公司或管具公司，鉆井隊負責保養(yǎng)及使用，井控車間依據SY/T 6160—2014《防噴器檢查和維修》進行自檢自修并建立檔案[3]。井控裝置使用達到一定年限后需強制報廢，在管理模式方面與國外存在一定差異。開展第三方檢測是井控行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，其他很多行業(yè)早已開展第三方檢測[4]，制造檢維修單位不能“既當裁判員，又當運動員”。

圖1 國外井控裝置檢維修流程

國內很多檢維修單位沒有嚴格依據行業(yè)標準開展檢測評價，主要原因有：①檢維修周期安排不合理，在上井前臨時開展檢測，因上井時間緊而降低檢維修質量；②一些部件例如節(jié)流壓井管匯拆解任務量大，導致需要拆解的沒有拆解，增加使用安全風險；③考慮到成本問題，一些井控裝置存在超期服役的現(xiàn)象。通過第三方檢測，能保證檢測結果及數據的真實性和公正性，還能確保檢測周期的規(guī)范性，最終提升井控裝置本質安全，降低鉆井作業(yè)風險。

2 第三方檢測的實施方案

第三方檢測機構在檢測實施前需從人、機、料、法及環(huán)等方面做好準備。

現(xiàn)場人員需取得井控證、H2S證及HSE證等[5]，無損檢測人員均需取得國家或行業(yè)認可的相關資質。硬件配置方面需配置必要的電磁軛、聲發(fā)射檢測儀、超聲測厚儀、電子內窺鏡、超聲波探傷儀及硬度計等。提前準備好井控裝置檢測作業(yè)指導書和現(xiàn)場記錄表格，以規(guī)范現(xiàn)場檢測工作。井控裝置第三方檢測包括3個部分：①投產驗收，對新產品及大修產品進行駐廠監(jiān)造。根據中石化工程公司管理規(guī)定、GB/T 20174—2006標準以及各井控車間采購協(xié)議，嚴格出廠驗收，對出廠檢驗合格的產品由第三方檢測機構發(fā)放合格證，確保井控裝置入庫合格率100%。②檢測認證，按檢測標準對井控裝置進行檢測評價及認證。SY/T 6160—2014標準規(guī)定需對井控裝置開展3月期、1年期或3年期檢測，第三方檢測機構可重點開展3年期檢測。③報廢評定，對井控裝置報廢進行評定。

在檢測過程中主要以檢測認證為主，其具體工作流程如圖2所示。

圖2 檢測認證工作流程

流程中存在一些關鍵點，例如拆解清洗完成后井控車間通知第三方檢測機構進行尺寸測量、宏觀檢查、無損檢測、本體硬度測試、壁厚測定等相關工作。殼體靜水壓試驗前通知第三方檢測機構進行聲發(fā)射檢測的準備工作，試驗過程中控制環(huán)境噪聲。液壓控制開啟腔、關閉腔油壓試驗時，通知第三方檢測機構見證試驗過程并在試驗后提供試驗報告。進行關閉試驗時（低、高壓試驗）通知第三方檢測機構見證試驗過程，并在試驗后提供試驗報告。

第三方檢測項目主要包括7個方面：①資料審查：主要是查看裝置的歷史，了解和掌握裝置的使用及檢維修情況。②宏觀、幾何尺寸檢查。采用目視、測量儀器對裝置關鍵部位狀況（如密封面、通徑磨損量、腐蝕、變形情況等）進行評價。③功能性檢查。對可能造成設備正常使用的故障因素及安全隱患等因素進行排查和測試。④無損檢測。對井控裝置的主要承壓部件、部位進行無損檢測（如MT、PT）進行檢測判斷。⑤壁厚及硬度檢測。對裝備關鍵部位或危險截面進行檢測評價。⑥靜水壓試驗。按照標準或技術規(guī)范對裝置進行密封性能試驗。⑦聲發(fā)射檢測。在帶壓狀態(tài)下承壓部件是否存在缺陷進行在線監(jiān)控，如圖3所示。很多井控車間在聲發(fā)射檢測方面能力比較欠缺，如果通過第三方檢測機構對井控裝置開展聲發(fā)射檢測，可在試壓過程中對井控裝置的活性缺陷進行更精準判斷。

發(fā)生下列3種情況之一的鉆井I類井控裝置應依據現(xiàn)場使用情況適時返回車間由第三方檢測機構實施檢測，最晚不得超過下次上井前。3種情況說明為：①井噴搶險使用后；②壓井過程中檢測到硫化氫；③現(xiàn)場處理溢流時，70 MPa井控裝置關井井口套壓在25 MPa以上，105 MPa井控裝置關井井口套壓在35 MPa以上。

結合已有現(xiàn)狀，開展第三方檢測可采取不重復建設的模式，利用現(xiàn)有地區(qū)公司設施及場地開展I類井控裝置第三方檢測認證工作?，F(xiàn)有維修方式不變，各地區(qū)管具公司或鉆井公司下屬井控車間、現(xiàn)場試壓隊承擔的井控裝置日常檢測、維修、保養(yǎng)、現(xiàn)場試壓等職責不變，方式方法不變。

3 第三方檢測實施案例

以某第三方檢測機構為例，由中石化石油工程公司授權開展I類井控裝置（壓力在70 MPa及以上）3年期檢測、駐廠監(jiān)造及建立中石化石油工程井控管理系統(tǒng)[6]。各地區(qū)工程公司井控車間與其在檢測過程中互相配合，分工明確，各自發(fā)揮優(yōu)勢，共同完成檢測工作。自開展鉆井I類井控裝置3年期檢測工作以來，第三方檢測公司組織井控裝置現(xiàn)場檢測人員分別在西南、新疆、江漢、中原、勝利等地區(qū)開展3年期檢測服務，2016年至2018年2年間已接受各類井控裝置檢測委托一千余臺套，在制造廠家開展新品出廠和返廠大修監(jiān)造30余臺套，發(fā)現(xiàn)多個需要整改的問題。對現(xiàn)場檢測合格、符合標準的產品出具合格證書及報告，對不符合標準要求的產品及時出具《不符合通知單》，累計出具不合格報告兩百余份，根據中石化工程公司的管理規(guī)定沒有合格證的井控裝置嚴禁上井使用。

對檢測過程中發(fā)現(xiàn)的各類隱患統(tǒng)計情況見表1。由表1可以看出，裂紋缺陷比重較大，占缺陷總數的22.15%，這類缺陷通常隱蔽性非常強，無法通過正常的目視檢查發(fā)現(xiàn)，且出現(xiàn)位置通常在墊環(huán)槽、閘板、閘板軸、密封表面等承壓受力部位，安全隱患大，產生的原因也比較復雜，有制造缺陷、疲勞缺陷、過載缺陷等。在檢測過程中發(fā)現(xiàn)的典型問題如圖4所示。

3.1 閘板防噴器典型問題分析

1）閘板防噴器殼體側門密封部位存在多道裂紋。原因分析：①井控裝置母材缺陷，導致在井上使用一段時間后，出現(xiàn)肉眼不可見的裂紋；②小的裂紋可能是補焊造成；③生產廠家出廠檢測不嚴。由此可看出，車間加強無損檢測的重要性，此類缺陷設備，如在鉆井過程中發(fā)生井噴失控，將出現(xiàn)無法控制的安全事故。

表1 各類隱患統(tǒng)計

圖4 典型問題示意圖

2）閘板防噴器閘板軸、閘板總成掛鉤部位、總成本體裂紋。原因分析：①本身材質問題；②長期疲勞使用，導致出現(xiàn)疲勞裂紋缺陷。對于防噴器長期受力部位，應定期進行無損檢測，發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋應及時更換。該處裂紋易導致閘板軸、閘板斷裂，出現(xiàn)各種不可預估的事故。

3）閘板防噴器頂密封面有嚴重腐蝕凹坑，影響頂部密封效果。原因分析：根據泥漿pH值不同，其具有酸性或堿性，對防噴器造成酸、堿腐蝕，閘板防噴器檢修內腔附著泥漿未清理或清理不干凈，導致長期被泥漿腐蝕，頂密封面出現(xiàn)腐蝕凹坑。所以閘板防噴器應定期進行檢修，清理干凈其附著泥漿。

4）閘板防噴器閘板軸、鎖緊軸鍍層大面積脫落。此問題對于所檢測的閘板防噴器，最為普遍。原因分析：①廠家電鍍工藝存在缺陷，可能底料未清理干凈，致使鍍層脫落；②鍍層脫落部位長期處于摩擦或腐蝕環(huán)境中。鍍層脫落后，導致閘板防噴器側門密封件易損，油缸密封不牢，出現(xiàn)竄缸、漏油等現(xiàn)象。

5）閘板防噴器、鉆井四通等各類井控裝置密封墊環(huán)槽堆焊部位滲透檢測時發(fā)現(xiàn)明顯裂紋。原因分析：焊接手法、操作參數、溫度、母材、夾渣物等均有可能產生裂紋，圖4（e）裂紋問題焊接手法（工藝）的可能性較大。

6）閘板防噴器、鉆井四通、環(huán)形防噴器等各類井控裝置密封墊環(huán)槽部位機械損傷。原因分析：日常搬運、拆卸過程中，由于保護不當而被砸傷。要求井控車間或鉆井隊，在對防噴器進行搬運、拆卸過程中，應注意設備安全，做好防護，小心磕碰造成防噴器的機械損傷，影響防噴器正常使用。

3.2 環(huán)形防噴器典型問題分析

1）環(huán)形防噴器頂蓋發(fā)生嚴重偏磨，偏磨量超過標準規(guī)定要求的3 mm。原因分析：由于鉆具在旋轉下鉆過程中，長時間摩擦環(huán)形防噴器頂蓋同一位置。轉速過快，鉆具擺動過大，以及鉆具不居中，是造成此類缺陷的主要原因。所以，在下鉆過程中，為保護防噴器，應確保鉆具盡可能處于居中位置，且轉速不宜過快。

2）環(huán)形防噴器活塞外表面、油缸內腔、殼體液壓腔內表面劃傷。原因分析：活塞及殼體液壓腔劃痕主要由于液壓油中存在硬顆粒物質，而該硬顆粒來源于遠程控制系統(tǒng)及其連接管線，隨液壓油進入環(huán)形防噴器開啟關閉腔。為避免此類缺陷的出現(xiàn)，需確保液壓油干凈。主要措施有：①確保連接管線清潔、干凈；②對于進出防噴器的液壓油進行過濾處理。

3）活塞表面有明顯補焊修復痕跡，且修復部位存在肉眼可見的密集氣孔、夾渣等焊接缺陷。原因分析：由于活塞劃傷而進行焊接修復，但焊接修復質量不過關，且未經過無損檢測合格。

4）環(huán)形防噴器拆解后，發(fā)現(xiàn)膠芯有明顯開裂。原因分析：環(huán)形防噴器膠芯老化，或者膠芯生產廠家所生產的膠芯質量存在缺陷，都有可能產生此問題。解決方法為更換膠芯。

2016年到2018年，中石化工程公司未發(fā)生一起因井控裝置質量不合格而引起的井控事故，該模式取得了良好效果，受到了中石化各地區(qū)工程公司的高度好評。通過開展井控裝置3年期檢測工作，提高了井控裝置車間檢修質量，確保了井控裝置本質安全，保證了作業(yè)現(xiàn)場的安全施工，驗證了國際上井控裝置3年期認證的可靠性。

另外，通過近2年的井控裝置3年期檢測業(yè)務的開展，建立并完善了一支集現(xiàn)場檢測服務和實驗室分析研究為一體的井控裝置檢測評價隊伍。下一步將針對目前井控裝置檢測標準存在的漏點，加大現(xiàn)場檢測能力的投入，根據實際問題不斷完善第三方檢測作業(yè)規(guī)范，做到工程公司I類（70 MPa及以上）井控裝置第三方檢測覆蓋率100%。

4 結束語

通過借鑒國外管理理念，第三方檢測機構對井控裝置開展投產驗收、檢測認證及報廢評定等，可以提高檢測數據的真實性、規(guī)范檢維修流程、避免井控裝置帶病、超期服役，使管理更加科學，確保井控裝置本質安全，為生產保駕護航。