全球首套防喷器动态剪切试验装置“首剪”获成功

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“全球首创!我国防喷器动态剪切试验装置‘首剪’告捷。”9月5日,一则振奋人心的消息从中国石油工业唯一的井控装置检验机构——石油工业井控装置质量监督检验中心实验研究基地传来:由川庆钻探自主研发的全球首套防喷器动态剪切试验装置,成功完成了钻杆在窜动和扭转的动态剪切,标志着我国防喷器动态测试能力正式迈入国际领先水平。


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随着我国向深层、超深层非常规油气领域攻坚,钻杆动态关井难题曾是悬在行业头顶的 “达摩克利斯之剑”,这要求相配套的防喷器和剪切闸板在关闭井口的关键时刻,能够快速安全地剪断还在动态作业过程中的高强度钻杆,以保障井控安全。


目前,国际通用的防喷器剪切试验,只能做到钻杆的静态剪切,无法了解紧急关井状态下的动态剪切机理,为此,创建动态剪切试验方法以提升超高压复杂井控能力,为深部地层高效勘探开发提供井控安全装备保障显得尤为重要。


川庆钻探安检院作为国内唯一一家具备开展防喷器性能试验能力的机构,自2021年起,就牵头组建起“井控抢险+装备制造+检验检测”跨领域专家团队,并奔赴塔里木盆地、川渝地区等井控高风险现场,开展多工况动态剪切试验技术的研究。


为了攻克多工况极限空间结构设计、大尺寸双液缸恒定补偿,并且实现同步剪切数字孪生技术等难点、卡点,位于该院的石油工业井控装置研究基地的灯常常彻夜通明。为验证一个关键承重部件的强度,确保台架地基沉降的安全状态,团队成员连续监测20多个小时。历经过数百次推敲验证,数字模型的剪切动作也与现场实测数据逐渐吻合。


四年间,这样的“推敲验证”早已成为常态,凭着“啃硬骨头”的韧劲,该团队终于克服所有“卡脖子”技术,研制出针对深井、超深井面临的极端复杂工况下,可应对窜动、扭转、带压、悬重、侧向力等复杂工况的动态剪切装置,解决了钻杆动态关井难题,提升了复杂井况的应急处置作业成功率,大幅减少井控事故造成的人员与财产损失。


此次首剪试验获成功,标志着该装置填补了美国石油学会(API)钻通设备规范标准中动态剪切的技术空白,为性能试验方法的完善提供了关键试验数据与技术支撑,对石油工业井控安全体系的升级具有里程碑意义。



文|安检院  王仕强 吴明扬 崔俊涛

编辑|谭沁汶

审核|陈军