在钻井和生产过程中,如果发生溢流或井涌事故,出现压井操作不当、井控设备失效等情况,容易发生井喷失控事故。井控管汇是井控设备中的专用管汇,其作用是通过放喷、注入钻井液来平衡井内和地层之间的压力,确保油气钻采顺利进行。鉴于目前对井控管汇的研究集中在风险辨识、安全评价等定性分析,本文开展井控管汇失效过程量化分析和防控措施研究。基于井控管汇API标准、系统组成以及压力控制过程,结合文献调研,建立井控管汇事故树模型,对其失效因素进行初步辨识,得出冲蚀磨损是穿孔失效的主要形式;归纳总结适用于井控管汇的冲蚀理论、冲蚀演化过程以及从颗粒、流体、材料三个方面分析影响冲蚀的因素。基于Fluent软件建立井控管汇冲蚀磨损的有限元模型,分析在不同工况条件下的速度压力分布特征、固体颗粒运动轨迹;探究固体颗粒对井控管汇冲蚀磨损的主要位置以及冲蚀的大小面积;对比分析不同管径、弯曲角度、流速、颗粒直径、质量流速对最大冲蚀速率的影响规律;研究表明井控管汇冲蚀位置集中在弯头的外拱侧,并且管径、弯曲角度、颗粒直径以及质量流速对冲蚀影响较大。为实现对井控管汇最大冲蚀速率的快速预测,结合机器学习的方法,建立BP神经网络和支持向量机两种预测模型;基于正交实验获取最具特征的训练样本,通过遗传算法实现关键参数的寻优,结果显示GA-BP神经网络的平均预测误差为14.7%,而GA-SVM的平均预测误差仅有6.9%,所以GA-SVM可以更好地实现对井控管汇最大冲蚀速率的合理预测。最后,基于冲蚀磨损构建井控管汇的失效模型,提出适用于冲蚀和内压共同作用下的失效准则,计算其失效时间;通过优化井控管汇的结构来改变冲蚀位置以及减弱对井控管汇的冲蚀,并提出切实的风险控制措施。