节流管汇节流压力控制研究及其控制仿真模型?
马瑞民 窦英心 李 龙
【摘 要】摘 要 在油气井开发过程中，如果控制不当就会造成井底压力失衡，皆可能发生重大安全事故，例如溢流、井涌、井喷等，这些问题会造成现场井控设备的损坏、油气井的废弃、并引发一系列的环境污染等问题。因此，现场生产作业人员的井控技术水平必须不断提高。论文将井控培训与实物仿真技术相结合进而设计出井控实物仿真培训系统，实物仿真培训系统能够提高井控操作人员受训时的井控生产环境的拟真度，进而达到更高效的井控培训效果，确保受训人员在油气井生产中能够安全可靠的井控作业。 【期刊名称】计算机与数字工程 【年(卷),期】2017(045)009 【总页数】5
【关键词】关键词 节流管汇；节流压力控制；实物仿真 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_computer-digital-
engineering_thesis/0201241614769.html
Abstract In the process of oil and gas well development，if the control is not good，it will result in the imbalance of the bot?tom hole pressure，which can lead to major safety accidents，such as overflow，well blowout，blowout and so on.These problems will result in the damage of well control equipment，the abandonment of oil and gas wells，and a series of environmental pollution problems.Therefore，the technical level of field production operators must be improved.In this paper，the
combination of well con?trol training and physical simulation technology is used to design the well control simulation training system，the physical simulation training system can improve the fidelity of well controlled production environment when the well control operator is trained to achieve more efficient well control training effect and ensure that the trainees are able to work safely and reliably in the production of oil and gas wells.
Key Words throttle，throttle pressure control，physical simulation Class Number TP31
1 引言
我国的石油开采技术已位于世界先进水平，目前还有一个亟待解决的问题就是在提高石油开采技术的同时保障开采过程中的安全问题。井控的安全问题是石油开采当中的安全隐患，而造成隐患的原因是由于做工人员的不规范井空操作。由于节流管汇在石油开采中属于关键技术之一，因此对节流压力调节安全操作培训显得尤为重要。本文对节流管汇节流压力控制实物仿真模型进行设计，并应用到真实场景中进行验证，确保实施的可行性，达到更高效的井控培训效果，保证操作人员可以在油气工作中安全作业。
2 节流管汇节流压力控制原理研究
2.1 节流管汇构成
节流管汇是控制井内流体和井口压力、实施油气井压力控制技术的可靠而必要的设备［1～2］。发生事故后，在循环出被污染的钻井液和泵入高密度钻井液重新建立井内压力平衡关系的过程中，可以利用节流阀控制井口回压维持一定
的井底压力，避免地层流体更进一步的侵入［3］，减少事故带来的损失。节流管汇作为压井作业的关键设备，除了约束流体流动的管道外，还包括各种控制流体流动的阀门，主要有平板阀、节流阀、固定式节流器［4］。在油气井钻井开采过程中，需要保证井筒内的钻井液液柱压力和地层压力的平衡，来防止因地层流体侵入油井内引发溢流、井涌、井喷等恶性事故。 2.2 节流管汇工作原理
在钻井过程中需要保证井筒内的钻井液注压力和底层压力的平衡，防止因底层液体侵入油井内引发溢流、井涌、井喷等事故，这就要求操作人员及时使用井控设备进行压井作业，恢复压力平衡［5］。压井作业是为了防止井喷而向井内注入适度的重泥浆的过程。在发生溢流或井喷的时候，空间内的泥浆受到流入油气的污染，地层压力会大于液柱压力，重泥浆会跟随油气溢出或喷出，失去平衡，这就要求关闭井口防喷器组封闭环形空间，泥浆将从节流管汇流出。节流阀在泥浆经过时，会造成局部阻力向井内施加一定的回压，这样会使地层压力得到控制，从而减少溢流带来的损失。 2.3 井底压力平衡控制原理
在油气井开采过程中的钻进阶段，常常通过控制节流管汇套管压力来实现井底压力平衡的控制［6］。井底压力的控制的目标是使在油气井开采中井底压力保持为某一定值，或保持在某一顾定范围内，如地层空隙压力值与地层破裂压力值之间，以保证钻井作业中的人员安全和开采工作的正常进行。影响井底压力值变化的因素主要是井筒内流体的密度、流量的物理特性、井筒内壁表面的粗糙程度、井口回压的大小等［1］。在密闭、承压的节流压力控制系统中，在开采过程中井底压力的变化遵守以下公式：
节流管汇节流压力控制研究及其控制仿真模型
