在石油钻井施工中，为方便现场人员观察套管压力，在节流管汇上通常安装2个套管压力表，一个是量程较小的压力表，在环空压力较低时使用，便于读数精确；另一个是量程与节流管汇配套的压力表，在环空压力较高时使用。现场施工时，套管压力的变化没有规律，变化幅度也不是定数，当压力接近量程较小压力表的额定值时，转换不及时易造成表盘爆裂，从而导致事故。为了改善这一情况，研究人员研制出一种节流管汇用双指针套管压力表，它不仅十分理想地集成了原有套管压力表组的全部功能，且在规避安全隐患上也表现出众、使用方便。

误差和爆表是传统装置心病

随着石油钻井技术的不断进步，钻探的深度在不断的增加，钻遇的地层压力也越来越高，所使用的井控装置压力级别也越来越高。目前常用的井控装置压力级别有35MPa、70MPa、105MPa。节流-压井管汇是井控装置中的核心设备，其配套用于读取关井压力的套压表量程要高于管汇的额定压力级别，相应压力表级别为40MPa、100MPa、160MPa。这些配套的压力表单刻度压力分别是1MPa、2MPa和4MPa。而真正在实施节流压井作业时，其控制最大压力一般不超过25MPa，而且要求控制套管压力变化在0.5～1MPa，故与管汇配套最小刻度在1MPa～4MPa的压力表不能满足节流压井时精确读取控制压力变化的要求。

节流压井时精确读数的要求和大量程表单刻度读数较大、精确度差成了一对矛盾体。

目前大多钻井现场的施工作业选择在节流管汇上安装一只压力表三通，三通上安装一块与管汇额定压力配套的大量程压力表和一块16MPa的小量程压力表，如图1所示。

为了防止压力超出16MPa时小量程压力表爆裂，在压力表下部安装了两只与管汇压力级别一致的高压手动截止阀，当压力超过10MPa时需要人工手动关闭小量程压力表截止阀。人工切换虽然能够降低爆表的可能性，但如遇操作人员判断失误，或是由于气体滑脱等作用压力上升很快，导致当压力已经超过16MPa时，操作人员未及时关闭截止阀，造成压力表爆裂的情况依然不容忽视。

压力表爆裂将导致油气、甚至有毒的H2S等气体喷溢到现场，造成恶性井控事故甚至重大井控灾难，危害生命安全和财产安全，故该方案在含H2S较高的地区应用风险性大，很难推广。

新表精度高   读表易

“石油钻井节流管汇用双指针套压表”成为提高读表精度、提升作业安全性的新选择，是基于它的结构设计。套压压力表中设计有两个指针和内外两种刻度：一个指针为10MPa整数倍读针，对应的内刻度是10MPa、20MPa……160MPa；另一个指针为MPa个位读针，对应外刻度的压力值是1MPa、2MPa……9MPa，其小格读取的是0.1MPa、0.2MPa……0.9MPa。这样两个指针一个读取十位压力数值，一个读取个位压力数值和小数压力数值，二者合并即是精度较高的“十位+个位+小数”压力值。

例如，10MPa整数倍读针位于内刻度20MPa和30MPa之间，读取数为20MPa；MPa个位读针位于外刻度5和6之间的第8小格附近，此时，读取的实际压力值是20+5+0.8，即25.8MPa。

这样设计的“石油钻井节流管汇用双指针套压表”是一个弹簧波纹管、两个齿轮+指针的结构，其MPa个位读针不是靠弹簧波纹管来驱动，而是由10MPa整数倍齿轮来传动。其传动比是4:1或10:1或16:1，也就是说10MPa整数倍指针指示在10MPa，MPa个位数读针就要转动一周， 40MPa、100MPa、160MPa压力级别达到满量程时，对应的MPa个位读针就要转动4周或10周或16周。

为了便于区分两个指针和掌握其对应的刻度，使现场操作者能够很快理解和掌握其读取方法，准确读取压力数值，对设计产品做了如下特殊标示和制造要求：10MPa整数倍读针要求为黄色粗短针，其对应的内刻度为较粗黑底白字。刻度数值标示为：10MPa、20MPa……160MPa；MPa个位读针为红色细长指针，其对应一周的外刻度压力值是1MPa、2MPa……9MPa，其小格读取的是0.1MPa、0.2MPa……0.9MPa；10MPa整数倍内刻度盘标注“黄针”字样；MPa个位外刻度盘标注“红针”字样；表盘标注“石油钻井套管压力表”字样；压力表实际误差的大小，不仅与精度有关，而且还与压力表的量程大小有关。为了避免由于量程较16MPa压力表大，而使读取压力误差较16MPa压力表大，设计的压力表不采用常规的1.6精度等级，而采用精密压力表的0.4精度等级。

性能稳定   利于推广

生产完成后，研究人员对样表进行了50次不同压力值比对，其误差均小于常规的16MPa压力表误差，达到预期设计要求和目的。经具备相应资质的第三方压力表检定单位：中原油田分公司技术监测中心压力表检定室进行了精度和抗震动检定，均达到指标要求。

压力表出厂后，先后在川东北元坝272井、元坝252井和新疆TP127井、玉北1-2X井的欠平衡和控压钻井中进行了现场应用，压力显示均较常规16MPa压力表显示精确。TP127井最大套压曾达到23MPa，略去了装双压力表关闭截止阀的人工手动操作步骤，较好的规避了压力表爆裂带来的井控风险。

在川东北元坝272井欠平衡钻进过程中，井口控制回压0.5MPa，压力表显示准确，安全可靠（见图2，表后为带考克的小量程压力表，校验用）。

综上所述，“石油钻井节流管汇用双指针套压表”在压力采集精度要求高、控制精细且长时间承压的欠平衡、控压钻井领域得到了成功推广和应用，其在常规钻井中使用将更加安全可靠，推广应用后能够规避安装大小量程两块压力表所带来的井控风险；在节流管汇上安装双指针套压表，能节省一只三通和两只考克的费用，具有较好地经济性；由于使用经济、安全，节流管汇用双指针套压表在石油钻井行业有较好的推广应用价值。