試驗采用空氣壓縮機、增壓機、膜氮機、壓力調控裝置、過程控制記錄裝置等設備，開展地面模擬空氣連續(xù)循環(huán)鉆井的全流程試驗，測試其連續(xù)循環(huán)功能動作、流道轉換與壓力波動、壓力調控與安全泄壓、控制系統(tǒng)的壓耗檢測等功能；測試控制系統(tǒng)執(zhí)行機構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；開展液流介質連續(xù)循環(huán)鉆井作業(yè)接卸單根試驗、連續(xù)循環(huán)裝備接入鉆機系統(tǒng)的實踐等。

 

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

 

  （1）嚴格選材。材料強度要求高，主側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）嚴格的爐號證書，機械性能與化學成分分析、加工件的磁粉檢測、超聲波探傷證書。

 

  （3）創(chuàng)新的側閥防松防倒扣的安全結構設計，以及總體結構設計的 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及開啟關閉狀態(tài)試驗，負壓 < 0.8 MPa 即可自動關閉。

 

  （5）單件循環(huán)短節(jié)液 / 氣高低壓靜密封試驗必須合格（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，還需經有國家檢測資質的中石油集團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，經有國家檢測資質的西安三維應力檢測中心進行超高強度的 5 000 kN 抗拉、135 600 N·m 抗扭狀況下側閥孔變形量檢測，結果均小于 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)試驗及液控系統(tǒng)試驗，動作協(xié)調，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)行機構單件的高壓100 MPa 靜水壓試驗合格。

 

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

 

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

 

  （11）圈閉氣安全釋放泄壓裝置試驗合格。

 

  試驗結果。

 

  完成上述一系列試驗后，川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術研究院組織了對四川、新疆 7 口不同循環(huán)介質和不同鉆井方式的連續(xù)循環(huán)鉆井實鉆試驗，除了四川南頁 1 井不太適應，其他都獲得成功。