試驗(yàn)采用空氣壓縮機(jī)、增壓機(jī)、膜氮機(jī)、壓力調(diào)控裝置、過程控制記錄裝置等設(shè)備，開展地面模擬空氣連續(xù)循環(huán)鉆井的全流程試驗(yàn)，測試其連續(xù)循環(huán)功能動作、流道轉(zhuǎn)換與壓力波動、壓力調(diào)控與安全泄壓、控制系統(tǒng)的壓耗檢測等功能；測試控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作壓力與閘閥手動操作狀況、循環(huán)閥的高低壓工況下的動態(tài)密封狀況等；開展液流介質(zhì)連續(xù)循環(huán)鉆井作業(yè)接卸單根試驗(yàn)、連續(xù)循環(huán)裝備接入鉆機(jī)系統(tǒng)的實(shí)踐等。

 

  在進(jìn)入總體流程實(shí)驗(yàn)之前，對循環(huán)短節(jié)各部件、控制系統(tǒng)各單體，按照質(zhì)量控制體系，執(zhí)行了嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施，主要有以下方面。

 

  （1）嚴(yán)格選材。材料強(qiáng)度要求高，主側(cè)閥體閥座密封面硬度值要求超過 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(yán)格的爐號證書，機(jī)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。

 

  （3）創(chuàng)新的側(cè)閥防松防倒扣的安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的 ANSYS 有限元安全性分析與閥板受力動量校核。

 

  （4）主閥板動作可靠性試驗(yàn)及開啟關(guān)閉狀態(tài)試驗(yàn)，負(fù)壓 < 0.8 MPa 即可自動關(guān)閉。

 

  （5）單件循環(huán)短節(jié)液 / 氣高低壓靜密封試驗(yàn)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。不僅廠家要做，還需經(jīng)有國家檢測資質(zhì)的中石油集團(tuán)安全檢測中心檢測合格并出具證書。

 

  （6）循環(huán)短節(jié)批量抽檢，經(jīng)有國家檢測資質(zhì)的西安三維應(yīng)力檢測中心進(jìn)行超高強(qiáng)度的 5 000 kN 抗拉、135 600 N·m 抗扭狀況下側(cè)閥孔變形量檢測，結(jié)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(tǒng)試驗(yàn)及液控系統(tǒng)試驗(yàn)，動作協(xié)調(diào)，操控可靠，可液控也可手動。

 

  （8）控制管匯系統(tǒng)旋塞閥和執(zhí)行機(jī)構(gòu)單件的高壓100 MPa 靜水壓試驗(yàn)合格。

 

  （9）控制系統(tǒng)總體流程密封試驗(yàn)，靜水壓 70 MPa，空氣 40 MPa，并實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)和傳統(tǒng)作業(yè)循環(huán)的零時間轉(zhuǎn)換。

 

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

 

  （11）圈閉氣安全釋放泄壓裝置試驗(yàn)合格。

 

  試驗(yàn)結(jié)果。

 

  完成上述一系列試驗(yàn)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(xù)循環(huán)鉆井實(shí)鉆試驗(yàn)，除了四川南頁 1 井不太適應(yīng)，其他都獲得成功。