《提高气体钻井安全性和自动化程度的分析与应用》
气体钻井技术在全球范围内得到了广泛应用,因其能够提高钻井效率,降低成本,同时最大程度地保护储层而受到青睐。然而,我国在气体钻井装备的研发方面起步相对较晚,很多设备依赖进口,且在安全性、自动化程度上存在不足,特别是供气管线的阀门设计不够合理。本文主要针对这一问题,探讨如何通过技术创新和设备优化提升气体钻井的安全性和自动化水平。
空气钻井技术始于20世纪50年代的中国四川和玉门等地,经过几十年的发展,已经成为重要的欠平衡钻井技术。20世纪90年代,随着EM-MWD(电磁测斜随钻测量)和空气钻井马达等设备的完善,空气钻井的广泛应用变得更加广泛。目前,四川、重庆、陕西、新疆等地广泛采用空气钻井,但使用的设备多为进口或主要部件进口国内组装,自动化程度不一。
以川庆钻探工程技术研究院欠平衡钻井中心为例,其于2006年引进加拿大的空气钻井设备,并完成了配套工作。虽然在苏里格气田等地的实践中取得了一定成效,但由于对空气钻井工艺的理解不全面,设备自动化程度低,安全性不高。因此,设备的改造升级显得尤为关键。
初始设备存在控制系统简单、自动化程度低的问题,需要人工操作,这不仅耗时,而且增加了安全风险。为解决这一问题,研究团队借鉴气动阀门远程控制技术,研发出新型远程控制停供气及泄压装置。这种气动阀门利用压缩空气作为动力源,通过气缸执行开关控制,具备控制简单、反应快速、本质安全的特点,无需额外的防爆措施。
气动阀门的工作原理是,通过压缩空气驱动气缸,实现阀门的开启和关闭,如图2所示,其内部结构和工作流程如图3所示。这种技术的应用显著提高了接单根作业的效率,减少了非生产时间,对于解决气体钻井作业中的瓶颈问题起到了重要作用。
通过以上分析,可以看出提高气体钻井的安全性和自动化程度的关键在于技术创新和设备的合理设计。未来,我们应当继续加大国产化设备的研发力度,提升设备的自动化水平,优化供气管线的设计,确保气体钻井的安全高效。同时,借鉴国内外先进技术,推动智能系统的集成应用,以达到更高的技术水平和安全标准,促进我国气体钻井行业的持续发展。