《井控设备介绍》PPT课件.ppt

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1、井控设备介绍,目录,15 井控设备概述 16 环形防喷器 17 闸板防喷器 18 防喷器的控制系统 19 井控设备的其它主要部件与附件 20 井控装置的试压与保护,15 井控设备概述,井控设备的组成 井控设备的作用 井控对井控设备的要求 液压防喷器的特点 液压防喷器的主要技术参数 井控装置的配套标准,15.1 井控设备的组成,防喷器组： 包括环形防喷器、闸板防喷器、套管头、泥线悬挂器、四通、水下井口等。 以阻流管汇和放喷管汇为主的井控管汇： 包括阻流压井管汇、放喷管汇、立管、注水泥管线、消防管线、远程控制操作管线等。 液压防喷器控制系统:包括远程控制台、联接管汇。 钻具内防喷器： 包括方钻杆上

2、下旋塞、顶驱安全阀、钻头浮阀、钻具回压阀、投入式止回阀等 加重钻井液装置： 包括加重混合漏斗、加重料下料装置。,15.1 井控设备的组成,起钻灌注钻井液装置： 包括计量灌、标尺等。 钻井液除气、泥浆气体分离器等装置： 井控仪器仪表： 包括循环池液面计量仪、泥浆出口流量计、钻井液密度等测量仪器、压力表、硫化氢检测器等。 特殊作业设备： 强行下钻加压装置、转喷器、分流器、灭火装置等。,15.2 井控设备的作用,井控设备是实施油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表和工具。显然，井控设备是对油气井实施压力控制，对事故进行预防、监测、控制、处理的关键手段，是实施安全钻井的可靠保证，是钻井设备中不可缺少

3、的系统装置。它的主要作用有：,15.2 井控设备的作用,预防井喷：保持井内钻井液压力始终略大于地层压力，略小于地层破裂压力，防止井喷条件的形成。 对油气井进行监测：及时发现溢流，以便尽早采取井控措施。 迅速控制井喷：井喷后能迅速关井，顺利实施压井作业，恢复和重建井内压力平衡。 处理复杂情况：在油气井失控情况下，能进行灭火等作业,15.3 井控对井控设备的要求,所有防喷器装置必须满足所在地区钻井操作的要求，按设计规定配套、组装和维修保养，具体要求是： 在溢流、井喷发生时，能迅速关闭井的顶部； 能控制流体的释放； 能及时泵入压井液，便于重建压力平衡； 在特殊情况下，可允许钻杆上下运动； 能在钻井过

4、程中准确监测和预报井控参数； 设备操作方便、安全、灵活可靠。 对防喷器系统的要求，决定于钻进时的危险性和不同环境下需要保护的程度。,15.3 井控对井控设备的要求,防喷器组合必须具备要求的额定工作压力和通径： 任何防喷器装置组合的额定工作压力是由组合中压力最低的部件来确定。套管抗内压强度和裸管在套管鞋下面的地层所能承受压力的能力常常是确定防喷装置组合额定工作压力的决定因素。,15.3 井控对井控设备的要求,防喷器组合内容包括：防喷器压力级别的选择，防喷器类型及数量，防喷器组合形式、数量及排列，地面管汇的布置。上述内容必须满足钻井设计及井控要求。防喷器组合的合理性和安全性取决于钻井平台钻井时的危

5、险性和保护程度、地层压力、井身结构、地下流体类型、人员技术素质、气象、交通运输条件、工艺技术难度和环境保护要求等诸多因素。总要求为安全、合理和低成本。,15.4 液压防喷器的特点,关井动作迅速： 闸板防喷器利用液压能够在38秒内关井，环形防喷器利用液压能够在30秒内实现关井。,防喷器是井控设备的核心组件，防喷器的质量直接影响油气井压力控制的成败，旧式手动防喷器（防苏NNM型）由于手动开关费力，开关时间多，耐压低，故障多，经常在紧急关井时封不住而引起井喷失控，因此这种防喷器已被液压防喷器代替，液压防喷器具有以下四个特点：,15.4 液压防喷器的特点,操作方便： 液压防喷器利用液压油以液压传动方式

6、迫使胶芯与闸板等封井元件动作，而不是采用纯机械动作的方法。因此，操作省力、简便，操作者只需在钻台上扳动空气换向阀就能使液压防喷器迅速实施开关动作。 安全可靠： 液压防喷器的强度是可靠的，封井功能是可靠的，液压防喷器的操作是可靠的，当钻台上操作失灵和不能实现时，可迅速通过远程控制装置操作如液压装置失灵，还可以用手动操作关井。,15.4 液压防喷器的特点,现场维修方便： 液压防喷器的胶芯或闸板是主要的密封元件，使用中易磨损失效，当发现这些密封件损坏后，在现场可以及时进行更换。,15.5 液压防喷器的主要技术参数,液压防喷器的工作 压力是指防喷器安装在投入工作时所能承受的最大井口压力。最大工作压力是

7、防喷器的强度指标。 按照中华人民共和国石油天然气行业标准SY505284液压防喷器的规定，我国液压防喷器的工作压力共分为5级：14MPa、 21MPa、 35MPa、 70MPa、 105MPa。,液压防喷器的技术参数主要有最大工作压力和公称通径。,15.5 液压防喷器的主要技术参数,液压防喷器的公称通径是指防喷器的上下垂直通孔直径。公称通径是防喷器的尺寸指标。 在SY505284液压防喷器中规定，我国液压防喷器的公称通径共分为9种：180mm、 230mm、 280mm、 346mm、 426mm、 476mm、 528mm、 540mm、 680mm。 最大工作压力与公称通径两个参数相互搭

8、配构成的液压防喷器，在SY505284液压防喷器中规定了27个品种的规格系列。,15.5 液压防喷器的主要技术参数,15.5 液压防喷器的主要技术参数,目前，国内能生产的液压防喷器只有14MPa、 21MPa、 35MPa、 70MPa四种，国内常用的公称通径多为230mm（9）、 280mm（11）、 346mm（135/8）、 540mm（ 211/4 ）四钟。,15.5 液压防喷器的主要技术参数,井口防喷器部件代码和压力代码： 防喷器部件代码： 代码 部件名称 代码 部件名称 A 环形防喷器 Rd 双闸板防喷器 G 旋转头 Re 三闸板防喷器 R 单闸板防喷器 S 钻井四通,15.5 液

9、压防喷器的主要技术参数,M=1000PSI 额定工作压力 API防喷器组描述举例： “5M135/8SRRA”表示工作压力为5000PSI，防喷器芯子通径为135/8，各部件从下往上依次为：钻井四通、单闸板防喷器、单闸板防喷器和环形防喷器。,15.5 液压防喷器的主要技术参数,国内液压防喷器的新型号表示是： 单闸板防喷器 FZ公称通径最大工作压力 双闸板防喷器 2FZ公称通径最大工作压力 三闸板防喷器 3FZ公称通径最大工作压力 环形防喷器 FH公称通径最大工作压力,15.5 液压防喷器的主要技术参数,型号字头仍为汉语拼音字母组成，公称通径的单位为cm，并取其圆整值，最大工作压力的单位为MPa

10、。 例如，公称通径230mm，最大工作压力为21 MPa的单闸板防喷器，其型号为：FZ23-21。 公称通径346mm，最大工作压力为35MPa的双闸板防喷器，其型号为：2FZ35-35。,15.6 井控装置的配套标准,在钻井过程中，通常油气井井口所安装的部件自下而上的顺序为：套管头四通单闸板防喷器双闸板防喷器环形防喷器 防溢管。井口所装防喷器类型、数量、压力系统、通径大小、排列顺序是由许多因素决定的，因不同情况，配套标准均不一样。,23,15.6 井控装置的配套标准,一套液压控制系统及2-3个遥控操作面板。 一套与防喷器组额定工作压力相一致的阻流压井管汇。 包括方钻杆上下旋塞与回压阀在内的钻

11、具内防喷器。 安装一套自动灌泥浆系统的监测仪表装置。,25,环形防喷器,16 环形防喷器,结构及工作原理 工作特点 常用环形防喷器介绍 环形防喷器使用注意事项,16.1 结构及工作原理,环形防喷器有三种类型：锥型胶芯环形防喷器，球型胶芯环形防喷器和组合胶芯环形防喷器。这三种类型主要是胶芯不一样，其工作原理基本相同。其基本原理如下： 关井时，液压推动活塞向上运动，迫使胶芯往中心增压封着管子外围，实现密封，当施加液压使活塞下行运动时，活塞对胶芯的挤压力迅速消失，胶芯靠自身橡胶的弹性向外伸张恢复原状，井口全开。,16.2 工作特点,能够在不同尺寸钻柱的任何部位上关闭。 能够关闭空井。 能够关闭套管、

12、钢丝绳、电缆、试油抽子等工具。 在使用减压调节阀或缓冲储能器控制下，能够上下活动钻具或强行起下18坡度的钻杆。但不能旋转钻具。,16.3 常用环形防喷器介绍,海德利尔（Hydril）防喷器有一个锲形的“压紧活塞”在它向上移动时，防喷器芯子抱住钻柱实现密封。 雪福龙（Shaffer）球形防喷器的活塞推动一个球形罩上的胶芯上行这个力使防喷器芯子抱住钻柱。 卡麦隆（Cameron）环形防喷器的活塞直接将胶芯向上推封住管子周围空间实现关井。,16.3 常用环形防喷器介绍,海德利尔（Hydril）环形防喷器有三钟型号：MSP、GK、GL。 Hydril-GK型环形防喷器是使用最普遍的一种，只有这种型号环

13、形防喷器对井眼压力的大小产生一种保护性的反应，其它任何一种环形防喷器其关闭压力大约800PSI，在井眼压力上升时，防喷器的关闭压力基本不变或高出很小，而Hydril-GK对“井眼压力激变”反应非常敏感，所以，当井内压力增高时，关闭压力必须下降，以避免损坏防喷器芯子，这种作用只有这种防喷器才有。,31,16.3 常用环形防喷器介绍,Hydril-GL是一种水下防喷器，它对“井眼压力激变”的反应没有GK强烈。GL有一个平衡腔以帮助补偿由于水深增加而导管内钻井后压力增加之间的压力差值，在水深超过1200英尺的地方，建议使用这种平衡腔。,33,16.3 常用环形防喷器介绍,Hydril-MSP一般可用

14、作浅天然气层的分流器， Hydril2000系列是该系列的低压防喷器。MSP500（291/2） Hydril防喷器是唯一无开启腔的防喷器，打开防喷器时放出关闭腔里的动力液则胶芯自动打开（只有一个关闭室，没有打开室或第二室）。,35,36,37,16.3 常用环形防喷器介绍,顶盖能快速松开，更换胶芯容易。 体轻、高度低。 关闭压力低。 适应硫化氢环境。 可封空井（但不提倡）。 可获得井压助封。,CAMERON环形防喷器分为A、D型。 A型、D型环形防喷器的胶芯装有钢制的加强筋，它不同于其它的环形防喷器。工作特性有：,16.3 常用环形防喷器介绍,可以关闭空井（但不推荐）。 用于海底须较高关闭压

15、力。 可以获得少许的井压助封。 无预测活塞运行装置。,SHAFFER环形防喷器有NL。其工作特点：,16.3 常用环形防喷器介绍,用下送工具可以更换胶芯。 不可封闭空井。 不可获得井压助封，关闭压力比套压高约3.5MPa（500PSI）。 只有大孔径型。,REGAN雷根有KFL和TORVS两种， “KFL”的特点是；,41,16.3 常用环形防喷器介绍,主要用于修井和生产，最大工作压力21MPa（3000PSI）。 可密封任何直径物体。 在全工作压力情况下，可封闭空井。,而“TORVS”的特点是；,43,44,16.3 常用环形防喷器介绍,环形防喷器胶芯 环形防喷器的主要部件是胶芯密封件（又称

16、为盘根单元），国产胶芯是用丁晴橡胶硫化而成，使用温度-10100，适用于水基钻井液环境。不同厂家和不同类型，在不同条件使用的胶芯材料不一样，如Hydril环形防喷器使用的胶芯种类有三种，天然橡胶、丁晴橡胶和氯丁橡胶。各种材料使用条件不同。可根据现场条件选择。,16.4 环形防喷器使用注意事项,在现场不做封零试验，但应按规定做封环试验。环形防喷器封零动作胶芯磨损过多，将导致胶芯提前报废。目前，国产胶芯不理想、耐磨性差。 在封井状态，可慢速上下活动钻具，但不能转动钻具，否则钻具与胶芯会摩擦发热撕裂胶芯，从而导致井口失控。 不许用微开环形防喷器的办法泄降套压。,16.4 环形防喷器使用注意事项,严禁

17、将环形防喷器当作刮泥器用。 关井强行起下钻作业，只能通过具有18坡度的对焊钻杆接头。 关井液控油压不宜过大，液压油压最大不允许超过15MPa，通常关井液压控油压力不超过10.5MPa（1500PSI）。,16.4 环形防喷器使用注意事项,不许长期关闭环形防喷器，因为胶芯在长期受压作用下会加速橡胶老化变脆，降低使用寿命。环形防喷器无机械锁紧装置，在关井过程中必须始终保持高压油作用在活塞上，管路长期处于高压状况下极易憋漏，进而导致井口失控，所以环形防喷器关井时间越短越好。,16.4 环形防喷器使用注意事项,胶芯备件应妥善保管，保管不善会降低使用寿命，早期损坏。 胶芯应放置在终年常温（27以下）干燥

18、的暗室内，切勿暴露在室外日晒雨淋。胶芯应运离产生电弧的电器设备如电焊机等，防止臭氧腐蚀胶芯。应单个平放，不应压、挤、叠、堆，每个胶芯都应编号注册，注明出厂日期，按厂家规定有效年限到期报废。,17 闸板防喷器,结构及工作原理 闸板防喷器的主要功能 闸板防喷器的工作特点 闸板类型 常用的几种闸板防喷器介绍 操作闸板防喷器规则,51,52,17.1 结构及工作原理,闸板防喷器主要由壳体、侧门、油缸、活塞与活塞杆、锁紧轴、端盖、闸板等部件组成。其工作原理为：把处于收缩位置的两个闸板，通过液压控制的压力推动活塞向内推移，使它们卡在管柱外面实现关井。开井时，通过压力推动活塞与闸板，迅速离开井眼中心，闸板缩

19、入闸板室内实现开井。,17.2 闸板防喷器的功用,井内有钻柱、油管和套管时，利用管子闸板防喷器封闭管子与井眼形成的空间，达到封井目的。 井内无钻具时，用全封防喷器，可封井口。 在特殊情况下，可用剪切闸板防喷器剪断钻具，并达到全封井的目的。,17.2 闸板防喷器的功用,可变径芯子的防喷器，可适用于几个不同尺寸的钻具的封井，在整个起下钻过程中，不必经常更换闸板芯子就可以达到封井目的。 必要时，管子闸板防喷器可以悬挂钻柱。 通过防喷器壳体侧门出口可以进行循环和阻流压井作业。,17.2 闸板防喷器的功用,陆上钻井队所用闸板防喷器不配备剪切闸板，只用于海洋。 国产防喷器一般不能悬挂钻柱，进口的闸板防喷器

20、悬挂钻柱功能也不同，有的允许承重，有的不允许承重。 闸板防喷器闸板可以长期使用，但不宜上下活动钻具，关井不能旋转钻具。,17.3闸板防喷器的工作特点,闸板防喷器密封井口，同时具有四处密封，否则不能达到有效的封井，即： 闸板顶部与壳体的密封。 闸板前部与管子的密封。 壳体与侧门间的密封。 侧门腔与活塞杆间的密封。,58,17.3闸板防喷器的工作特点,闸板能自动清砂 闸板室底部有两条向井眼倾斜的清砂槽，当闸板开关动作时，遗留在闸板室底部的泥沙被闸板排入清砂槽滑落井内，这种作用防止了闸板室堵塞，减少了闸板运动阻力和磨损。 具有井压助封作用。,17.3闸板防喷器的工作特点,自动对中，闸板压块的前方制有

21、突出的导向块与相应的凹槽，当闸板向井眼中心运动时，导向块可迫使偏心管柱移向井眼中心，顺利实现封井。 闸板防喷器都装有手动机械锁紧装置或自动锁紧装置。,17.3闸板防喷器的工作特点,防喷器液压关井后，采用机械方法将闸板固定，然后将液控压力的高压卸掉，以免长期关井憋漏油管并防止“开井失控”的误操作事故。 一旦液控系统发生故障，可以手动操作实现闸板关井动作。,17.3闸板防喷器的工作特点,闸板手动锁紧后，压井作业完成后需打开闸板时，首先应使闸板解锁，然后才能实施液压开井。闸板防喷器的自动锁紧装置仍然是一种机械锁紧装置，只不过闸板锁紧与解锁动作都是利用液压完成，液压锁紧装置不能手动关井，在液控失效情况

22、下，闸板防喷器不能进行关井动作（常用于海洋钻井）。 Hydril 183/41500闸板防喷器液压自锁装置，关井自锁后当放掉关闭液压后，弹簧仍能使后离合器紧贴前离合器保证不脱开，仍能有自锁功能。,63,17.4闸板橡胶的自进作用,闸板密封件的上部和下部表面都安装有钢板，当两块相对的闸板未完全封闭在钻柱上时，密封件包住钻柱两边的钢板，可防止密封橡胶被挤出。闸板进一步关闭就引起钢板相对向后移动，在钢板后面有储备的橡胶，因为橡胶在钻杆周围起密封作用，在强行起下钻期间如果接触钻杆的橡胶磨损这种自进作用就会引起储备橡胶向钻杆处移动而保持密封。,17.5 闸板类型,闸板防喷器可分为： 单闸板、双闸板、三闸

23、板三种。 而闸板的结构有四种类型： 全封闸板、管子闸板、可变径芯子闸板、剪切闸板,65,66,67,68,69,HYDRIL“U”型闸板防喷器。,70,HYDRIL“X”型闸板防喷器。,71,卡麦隆“U”型闸板防喷器。,72,卡麦隆“F”型闸板防喷器,73,卡麦隆“QRC”型闸板防喷器,74,卡麦隆“Ss”型闸板防喷器,17.6 操作闸板防喷器规则,管子闸板尺寸要与正在使用中的钻柱相对应； 液压控制开关压力为10.34MPa(1500 Psi)不宜采用过高关闭压力避免闸板上的弹性材料磨损增加，活动管子时液压应调到有少量钻井液从闸板漏出减少摩擦增加润滑。 当钻杆在井眼中时一般不能关闭全封和剪切闸

24、板。 长期封井后，在开井以前应首先将闸板解锁然后再液压开井，未液压开井不许上提钻具。,76,17.6 操作闸板防喷器规则,当环形防喷器不能用时用闸板防喷器在适当的压力下强行起下钻必须使用两个闸板防喷器，而且相隔距离必须容纳钻杆接头。 闸板在手动锁紧或手动解锁操作时两手轮必须旋转足够的圈数确保锁紧轴到位。 液压开井操作完毕应到井口检查闸板是否全开。 半封闸板封井后不能转动钻具。,77,17.6 操作闸板防喷器规则,半封闸板不能在空井条件下试关井。 关闸板防喷器前一般先关环形防喷器。 关防喷器动作应持续到闸板防喷器关闭后，确认井口已安全控制，再打开环形防喷器才结束。 如果要关剪切闸板应先关下面一个

25、闸板防喷器防止剪断后钻柱落井。,18 防喷器的控制系统,井控对控制系统的要求 控制系统的主要部件 典型常规防喷器控制系统-库美控制装置,79,18.1 控制系统概述,防喷器控制系统指用于向防喷器各组件提供关闭能量的装置。它的功用就是预先制备与储存足量的压力油并控制压力油的流动方向，使防喷器得以迅速开关动作。 防喷器控制系统主要由四部分组成： 1、储能器控制系统（又称远程控制台）它是控制系统的主要部分。又由三部分组成：1）油泵组通常包括电动泵、气动泵、和手动泵；2）储能器；3）管路及各种控制阀件。 储能器通过操作换向阀可以控制压力油输入防喷器油腔，直接使井口防喷器实现开关动作,81,82,18.

26、1控制系统概述,2、主控制面板（又称司钻控制台）。 3、连接管汇。用以将远程控制台、司钻控制台、防喷器、液动防喷阀等部分连接起来，从而形成液路和气路实现对防喷器的控制。 4、辅助遥控装置，一般安装在监督房或值班房作为备用。,18.2 井控对控制装置的要求,1、在紧急情况下能迅速方便地操作实现关闭防喷器； 2、储能器的容量至少一次就能关闭所用组合中的全部装置，并且还有合理的储备； 3、操作压力源储液器和主控制面板，应安装在离井眼有一定安全距离的位置。远程控制台在井口右前方约25米；电动钻机在钻台后面约25米；司钻操作面板在司钻操作台附近便于操作的位置。 4、要有备用的防喷器操作装置；,18.3

27、储能器的工作原理及技术参数,储能器是一个带有将气体和所充液体隔离开的活塞式的钢瓶组成。每个钢瓶中装有胶囊，胶囊中预充7MPa的氮气。电泵将7MPa以上的液压油输入瓶内，瓶内油量逐渐增多，油压增高，胶囊内的氮气被压缩，至到瓶中油压达到上限压力21MPa（3000PSI）为止，此时胶囊内的氮气体积约占钢瓶容积的三分之一。当防喷器开关动作用油时，胶囊内的氮气膨胀将油挤出，油压降低。当油压降到17.5MPa（2600PSI），电泵立即启动向瓶内补充液压油，使油压恢复到21MPa（3000PSI），利用氮气膨胀挤出液压油推动活塞运动实现关井动作。储能器中的气体只能用氮气，储能器应有足够的液体容量，一般以

28、壳体容积的一半为基础。,85,18.3 储能器的工作原理及技术参数,1、陆地钻机的压力指标 工作压力 预充压力 10.34MPa( 1500PSI ) 5.17MPa( 750PSI ) 13.79MPa( 2000PSI ) 6.9MPa( 1000PSI ) 20.69MPa( 3000PSI ) 8.27MPa( 1200PSI ) 2、容积要求 储能器容积为所需总容积的1.5倍，还保留有1200PSI 的压力。,86,18.3 储能器的工作原理及技术参数,例题1：已知 一个储能器钢瓶内容积是37.85升( 球胆体积除外 ) 预充压力为 6.89MPa （ 1000PSI ），额定工作压

29、力为20.69MPa （ 3000PSI ），最低使用压力不小于10.34MPa （ 1500PSI ），求钢瓶可用液体体积。 解：根据等温膨胀公式计算三种压力下的体积，最低压力下的体积减去额定工作压力下的体积就是可用液体体积。P1V1=P2V2=P3V3 P1 = 6.89MPa V1=37.84升 P2 =20.69MPa P3 = 10.34MPa,87,18.3 储能器的工作原理及技术参数,P1V1 6.8937.84 V2= = =12.61 升 P2 20.69 P1V1 6.8937.84 V3= = =25.24 升 P3 10.34 可用体积 V = V3 V2 =25.24

30、 12.61 = 12.63,88,18.3 储能器的工作原理及技术参数,计算钢瓶数量 例2 已知：某钻机用一个HYDRIL135/8 5000GK环形防喷器，关闭用液量为68.14升；3个CAMERON 135/8 1000U型闸板防喷器关闭用液量每个为25.66升；2个CAMERON 4” 1000F型四通闸门关闭用液量每个为2.23升，储能器预充压力为6.89MPa （ 1000PSI ），额定工作压力20.69MPa （ 3000PSI ），每个钢瓶可用液体体积为18.849升，问所需储能器钢瓶数量。,89,18.3 储能器的工作原理及技术参数,解：V=68.14+25.663+2.2

31、32=149.56升 钢瓶数=( 149.561.5 ) 18.849=11.9（约12个） 液压控制系统是通过各种调节阀，各种单流阀，旁通阀三位四向转换阀等来完成控制功能，所有控制功能都是通过控制面板上各阀门手柄的操作来实现。,90,91,92,18.4 典型的防喷器控制系统,目前现场普遍用的是美国的库美系统 库美系统的特点： 1、采用两种不同动力的液压泵：电动泵和气动泵，在不允许用电的情况下可用气泵加压，能提供大于3000PSI 的压力； 2、采用多个圆柱型的钢瓶式储能器，一旦个别储能器胶囊损坏不影响系统正常工作； 3、储能器工作压力3000PSI ，而常用控制压力只有1500PSI ；

32、4、采用“气控液”操作方式，远程控制台和司钻控制台，作用互不约束。,93,18.4 典型的防喷器控制系统,库美控制系统有40余个部件 控制对象5个 正常情况下控制压力： 10.5MPa （ 1500PSI ）,19 井控设备的其它主要部件与附件,套管头 API法兰及钢圈 阻流及压井管汇 钻具内防喷器 附件,19.1 套 管 头,套管头的主要功能： 1、支承其后各层套管柱的大部分重量； 2、在内外两层套管之间形成压力密封； 3、释放两层套管之间的压力； 4、承受井口防喷器组的重量； 5、可以从侧孔补给水泥。,19.2 API法兰及钢圈,API标准中法兰有两种基本类型： 6B 和 6BX。 6B型

33、法兰是平底槽，能采用可以互换的 R 和 RX 型钢圈 R 型钢圈有椭圆型和八角型。 6BX 法兰只能采用BX型钢圈，RX和BX钢圈不可以互换。 RX和BX两者都是压力增能式密封，压力可通过钢圈上的小孔达到上下平衡使钢圈稳定。,19.3 阻流及压井管汇,使井内各种流体，在控制下流动或改变流动路线的专用管汇。 阻流管汇的作用是： 1、通过阻流阀的节流作用实施压井作业，控制井口套压和立压； 2、通过阻流阀的泄压作用，降低井口压力实现“软关井”； 3、通过放喷阀的泄流作用，降低井口套管压力保护井口防喷器组的安全。,98,19.3 阻流及压井管汇,压井管汇的主要作用： 1、当用全封闸板封井时通过压井管汇

34、往井内强行吊灌重钻井液实施压井作业； 2、当已经发生井喷时通过压井管汇向井内强注清水，防止火灾； 3、当井喷着火时可以通过压井管汇往井内注灭火剂帮助灭火工作。,19.4 钻具内防喷器,当钻柱回压凡尔失灵或者钻柱中未装回压凡尔，两种情况下发生井喷，高压油气流将对水龙带产生巨大的张力作用，损坏水龙带，从而造成严重事故，这时就可以用方钻杆上下旋塞来关闭井眼钻柱，阻止高压油气流上窜，藉于保护水龙带和立管，当上旋塞失效时，下旋塞提供第二阀，如果方钻杆已提起，那么下旋塞是容易接近的。接单根时，下旋塞可以用来防止钻井液流失，关闭下旋塞制止钻井液从钻杆内喷出。,1、方钻杆上、下旋塞（均为球阀）。,100,1、

35、方钻杆上、下旋塞（均为球阀）。,方钻杆旋塞密封可靠，开关轻便，使用专用搬手将阀球转轴旋转900可以实现开关。方钻杆球阀轴承中填锂基润滑油，井场无须再保养。 方钻杆上下旋塞选用时，应保证具最大工作压力与井口防喷器组的压力等级一致。,101,2、钻杆回压凡尔（钻具回压阀），又叫安全阀,钻杆回压阀安装在钻杆上，允许钻井液自上而下流动，但不允许钻井液向上回流。 钻柱中装上回压凡尔，其目的是发生井喷时，防止溢流从钻杆内上窜，保护水龙带并便于不压井继续作业，其缺点是难以获得确切的关井立压。,102,3、投入式止回阀（钻柱防喷阀）,投入式止回阀的作用与钻杆回压阀相类似，该阀由止回阀的组件和联顶接头组成。联顶

36、接头下钻时装在第一柱加重钻杆下，止回阀投入后，将会自动锁紧在联顶接头中应有的位置上，即可封堵油气上窜。,103,4、钻头浮阀,安装在钻头短节上，防止接单根时钻井回流,5、钻具旁通阀,钻具旁通阀接在靠近钻头的钻柱上，当压井作用过程中发现钻头水眼不通，可以通过旁通阀，建立新的循环通道，继续进行压井作业。,104,五、附件,1、钻井液气体分离器,主要作用是：将节流管汇中流出的气侵钻井液进行净化处理，除去混入钻井液中的气体，回收初步净化的钻井液。,105,1、自动灌注钻井液装置,自动灌钻井液装置由电控柜、报警箱、液流传感器、砂泵等组成，该装置调节妥当后，可以定时自动往井里灌钻井液，当溢流发生时，钻台上

37、和循环槽报警箱可以发出声响或灯光报警,为了准确计量灌钻井液量，一般是安装一个计量灌,106,3、其它监测仪表,泵冲数表、流量计时表等。要求这些仪表准确灵敏。能在效地指示溢流的预兆。,107,六、旋转防喷器和分流器,1、旋转防喷器可以封闭钻杆和方钻杆，并在所限定的井口压力条件下，允许钻具旋转，实施带压钻井作业。,旋转防喷器在以下情况使用：,A、边喷边钻 B、负压钻井作业 C、空气为洗井液的钻井作业,108,旋转防喷器应与双闸板防喷器、钻杆回压阀以及加压装置等设备联合使用，所用钻杆接头为坡度180 最好。,109,2、分流器,分流器又称转喷器，是个工作压力低的环形防喷器，其作用是将井内喷出的地层液

38、体引出井场外。,20 井控装置的试压与保护,井控设备是实现井控的关健设备，只有当处于良好和灵活的操作状态时，才能在效地完成井控任务，对井控设备进行经常性的定期检查和试压，则是保证这些设备处于完好状态的重要方法，通过试压，可以及时发现井控设备故障，从而保障设备的可靠性，井控设备的试压是绝不可缺少的井控工作内容。,井控设备试压应进行功能试验和压力试验。功能试验合格后，才能进行压力试验,20.1、试验次数要求,1、有下列情况之一，全套井控设备应进行试压检查：,A、从车间运往现场前； B、现场安装后； C、每次固井安装套管头后； D、钻开油气层（目的层）前，试压间隔已经超过30天； E、试压间隔超过1

39、00天的；,2、凡拆开检修更换零部件后，应对所拆开的部位进行密封试压检验。,20.2试验压力规定,环形防喷器公称通径11的，封5 钻杆试压；公称通径11 的，封3 1/2 钻杆进行试压，具体规定如下：,1、低压试验。每次试压时，选用0. 72.1MPa（100 300 Psi)的压力试压5分钟不漏，再进行高压实验。其目的是防止钻井液高压压实而密封。 2、防喷器组安装在套管头上后试压，必须下入试压塞或密封总成，试验压力不得超过套管抗内压强度的70%。,3、现场用清水（冬季用防冻液体）对井控装备进行整体试压，要求稳压30分钟，压力降低不超过0.7MPa。具体试压值如下：,A、环形防喷器封钻杆试压到

40、额定工作压力的70%； B、闸板防喷器试压分两种情况：套管头压力等级小于闸板防喷器工作压力时，按套管头上法兰额定工作压力试压；套管头压力等级与闸板防喷器工作压力一致时，试压压力为闸板防喷器额定工作压力。,、节流压井管汇试压压力与闸板防喷器相同；有低压区的节流管汇，按低压区的额定工作压力试压。 D、钻具内防喷器全额试压; E、放喷管线与防喷器同步试压每次试压10MPa ;稳压15分钟，以不渗漏为合格；放喷管线拆装后，也要及时进行试压； F、除安装油管头外（未安装钻井四通或特殊四通的情况），其它情况下试压设备接口不得在防喷器旁通孔处连接。,20.3 试压介质,清水是最好的试压介质、冬季用防冻液体，

41、,20.4 试压设备和工具,井控装置试压大多数试验压力都要超过钻进泵的最大工作压力。因此试压需要有小型高压泵或者是专用的试压设备。对防喷器试压时，为防止套管和裸眼承受施加的实验高压。试压时需用试压塞，常用的试压塞有两种，即是悬挂式和皮碗式。,117,118,20.5 试压程序,根据设备压力等级不同而试压程序不同，按现场情况自行编制,20.6 井控设备的使用和保护,1、井控设备安装要求,A、井口防喷器组安装时，必须保证其通径中心与天车、转盘在同一垂线上，垂直偏差不超过10mm。井口防喷器组用5/8钢丝绳绷紧。,119,B、闸板防喷器两侧操作杆与手轮必须安装架好，确保转动灵活。 C、节流压井管汇的

42、管线应平直，不可避免的弯角处其夹角应大于1200 严禁直角转变。 D、节流压井管汇上的阀件采用法兰连接，避免井场焊接。 E、山前井、高压气井、含硫化氢井使用FGX-88-21放喷管线，两侧放喷管线出口应安装燃烧筒，节流管汇一侧的放喷管线出口应配备点火装置，井控欠平衡中心在送井前应进行检查，保证每条管线畅通；其它探井使用5钻杆，均接出井口100m以远；生产井放喷管线采用5钻杆，接出井口75 m以远。 放喷管线布局要考虑当地风向、居民区、道路、各种设施等情况,120,F、控制系统的液气管线安装前应用压缩空气逐一吹扫，确保管线清洁畅通，节流压井管汇安装和拆迁时，应泵清水冲洗保持管线清洁畅通。,2、建立井控设备管理岗位职责,井场井控装备由钻井队负责日常的维护、检查与管理。 井控装备投入使用后，钻井工程师和大班司钻负责管理井控装备，班组分工检查井控装备，认真做好井控装备班报表和井控设备跟踪卡片等资料的填写；,121,3、在含硫化氢的地区作业，特别要注意抗硫保护工作，其设备要具有抗硫功能。,122,20.6 防喷器装置的故障及排除,