临盘钻井项目管理部电气工程师廖思檬（右）和40662队刘海防在司钻房调试互锁装置。邵 林 摄
问 题
在钻井作业中，接卸钻杆前必须停止运行钻井泵。以3000米深的井为例，在钻井过程中需接卸钻杆上百次，若司钻稍不留意误操作——不停泵就卸扣，易引发钻井液高压刺漏。成套的互锁装置能规避这一风险，但胜利石油工程公司临盘钻井项目管理部的钻机多由机械钻机升级改造而成，没有配套的互锁装置可用。
创新点
临盘钻井项目管理部电气工程师廖思檬研制出一款适合他们项目管理部使用的“钻井泵—顶驱”互锁装置。该装置重新规划了PLC（可编程序控制器）从站、钻井泵、IBOP（内防喷器）、背钳夹紧装置的线路逻辑，能够利用智能控制信号的传递与阻断，实现钻井泵与顶驱互锁。
效 果
该装置从技术层面杜绝了未停泵卸扣导致的钻井液高压刺漏事故。除此之外，此项创新无须更换主要设备，仅添加控制元件即可完成改造，成本低、易推广。
邵 林
6月17日，在胜利油田盘40-斜823井钻井施工现场，胜利石油工程公司临盘钻井项目管理部40662队紧张有序地进行钻进作业。司钻汤玉明专注地操纵刹把手柄，透过司钻房窗户，看到队友们接卸钻杆（俗称“卸扣”），忍不住称赞电气工程师廖思檬：“廖工，你这个智能互锁装置真是解决了大问题，从根本上消除了隐患，我们再不用担心钻井液高压刺漏了。”
汤玉明所说的装置，正是廖思檬近期研发的“钻井泵—顶驱”互锁装置。这套装置通过改造电路，从技术层面杜绝了未停泵卸扣导致钻井液高压刺漏的事故。
在石油钻井作业中，钻井泵与顶驱堪称“心脏”与“机械手臂”，前者负责输送高压钻井液冷却钻头、携带岩屑，后者承担钻杆旋转与接卸任务。一口3000米深的井，在钻井过程中需接卸钻杆上百次，每一次卸扣都暗藏风险。按安全规程，卸扣前必须停泵。若高压状态下卸扣，钻杆接头会喷出钻井液，引发高压刺漏，存在安全风险。
其实，要治这个“心病”，国内先进的纯电动钻机已有良方——成套的互锁装置。但临盘钻井项目管理部的钻机多由机械钻机升级改造而成，没有配套的互锁装置。于是，项目管理部安全环保部门协同装备部门决定消除这一隐患。
“司钻规范操作是一方面，另一方面我们可以进行小技改，通过改造电路实现‘机器防错’。”在隐患治理工作会上，廖思檬提议。
但是，要成功完成此项改造并不容易。“一是司钻房控制台内线路复杂，改造过程必须一次成功，没有试错机会；二是不同型号的钻井泵控制方式各异，解决方案需要具备通用性；最重要的是，改造不能影响钻井施工。”廖思檬说。
廖思檬仔细研究钻井泵和顶驱电路图，反复思索、分析研究后，决定研制一款适合他们项目管理部使用的“钻井泵—顶驱”互锁装置，利用智能控制信号的传递与阻断，来实现钻井泵与顶驱互锁。
说干就干，廖思檬买来几个开关，利用施工停泵间隙分两步进行改造。他先改造手轮式三缸泵的电路控制系统，在顶驱IBOP（内防喷器）开关后端加装辅助开关，并重新规划PLC（可编程序控制器）从站、钻井泵、IBOP、背钳夹紧装置的线路逻辑。随后，他对高压五缸泵触摸屏的互锁控制系统进行改造，优化电机使能程序，增设常开输入指令，通过信号通断控制钻井泵启停，并将顶驱背钳卡紧信号与IBOP状态绑定。
通过改造，实现了钻井泵与顶驱的互锁控制——在IBOP打开时，钻井泵运行信号导通，顶驱背钳卡紧信号断开，顶驱无法卸扣；在钻井泵停止运行时，关闭IBOP，顶驱背钳卡紧信号自动导通，便能有序进行卸扣施工。
改造实施后，40662队杜绝了未停泵就卸扣的危险操作。“这项创新成果把安全规程‘写进’了设备控制逻辑，司钻再也不用提心吊胆了。而且，这个改造不需要更换电路板，仅添加控制元件即可完成，成本低、易推广。”该队平台经理石绍丰说。
目前，临盘钻井项目管理部正着手在配备顶驱的钻井队中推广此项创新成果，以“硬约束”为安全生产加装“智能保险”。
