鉆井井控系統(tǒng)簡介課件

鉆井井控系統(tǒng)簡介1述在鉆井過程中，一般情況下，為了防止地層流體侵

入井內(nèi)，總是使井筒內(nèi)的鉆井液靜液柱壓力略大于地層壓力，形成對油氣井的初級壓力控制。但是在鉆井作業(yè)中，常因各種因素的變化，該壓力控制遭到破壞而導(dǎo)致井噴，這時就需要依靠井控設(shè)備進(jìn)行控制，重新恢復(fù)該壓力控制，因此井控設(shè)備應(yīng)具有以下功用：預(yù)防井噴，保持初級壓力控制；及時發(fā)現(xiàn)溢流；述迅速控制井噴、溢流、井涌，井噴發(fā)生后，迅速

關(guān)井，實施壓井作業(yè)，對油氣井重新建立壓力控制；處理復(fù)雜情況。在油氣井失控的情況下，進(jìn)行滅

火搶險等處理作業(yè)。因此，井控設(shè)備是對油氣井實施壓力控制，對事故進(jìn)行預(yù)防、監(jiān)測、控制、處理的關(guān)鍵手段；是實現(xiàn)安全鉆井的可靠保證；是鉆井設(shè)備中必不可少的系統(tǒng)裝備。備的分類

井口防噴器組——環(huán)形防噴器、閘板防噴器、鉆井四通、防溢管、旋轉(zhuǎn)防噴器等；防噴器控制裝置——地面控制裝置，司鉆控制

臺，輔助控制臺；管匯類——節(jié)流管匯及其控制裝置與壓井管匯；鉆具內(nèi)防噴工具——方鉆桿旋塞閥、箭形止回閥、投入式止回閥、鉆具浮閥等等；其他裝置及監(jiān)測儀表。采用標(biāo)

SY/T5127-2002《井控裝置和采油樹規(guī)范》準(zhǔn)

SY/T5053.1-2000《防噴器及控制裝置 防噴器》GB/T20174-2006《石油天然氣工業(yè)鉆井和采油設(shè)備 鉆通設(shè)備》SY/T5053.2-2002《防噴器及控制裝置 控制裝置

》SY/T5323-2005《節(jié)流和壓井系統(tǒng)》API

Spec

6A《井控裝置和采油樹設(shè)備規(guī)范》API

Spec

16A《鉆井通道設(shè)備規(guī)范》API

Spec

16C《節(jié)流壓井系統(tǒng)規(guī)范》井控設(shè)備配置圖第一部分：防噴器組井口防噴器組Blowout

preventer

stack環(huán)形防噴器

Annular

BOP單閘板防噴器

Single-Ram

BOPble-RamBOP鉆井四通

Drillingspool旋轉(zhuǎn)防噴器

rotating

control

devices井口防噴器組：的常規(guī)

安

安裝在鉆機(jī)鉆臺之下，其中心與轉(zhuǎn)盤中心一致。裝通常井口防噴器組的安裝順序以地面為基準(zhǔn)向上分別是：鉆井四通、閘板防噴器、環(huán)形防噴器（亦稱萬能防噴器）以及防溢管（欠平衡鉆

井時安裝旋轉(zhuǎn)防噴器）等組成，其組合高度因各型防噴器的規(guī)格及壓力不同，以及組合方式不同而不同。裝控制裝置：的常規(guī)

安

（1）地面控制裝置通常安裝在距井口30米以遠(yuǎn)處，通過控制管線與井口防噴器裝置連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制；（2）司鉆控制臺通常安裝在鉆臺上司鉆操作區(qū)內(nèi)，通過控制管線操作地面控制裝置，實現(xiàn)對地面井口防噴器裝置的控制；（3）輔助控制臺通常安裝在值班室，通過控制管線操作地面控制裝置，實現(xiàn)對地面井口防噴器裝置的控制。況井口防噴器組：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其命名的方法：環(huán)形防噴器：F

H

××——

××工作壓力（Mpa）

公稱通徑（mm/10）環(huán)形防噴器鉆井四通：FS

××——××工作壓力（Mpa）

公稱通徑（mm/10）

鉆井四通況行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

對其命名的方法：閘板防噴器：×況液壓防噴器的最大工作壓力與公稱通徑：最大工作壓力分為：14Mpa、21Mpa、35Mpa、70Mpa、105Mpa、140Mpa.公稱通徑分為(括號內(nèi)為簡稱)：180mm(18)、230

mm(23)、280

mm(28)、346

mm(35)、426

mm(43)、476

mm(48)、528

mm(53)、540

mm(54)、680

mm(68).示例：（1）FH35-35——即公稱通徑φ346

(簡稱35)

，

最大工作壓力35Mpa的環(huán)形防噴器；（2）2FZ35-70——即公稱通徑φ346

(簡稱35)

，

最大工作壓力70Mpa的雙閘板防噴器。況常見中深油氣井井口防噴器組基本配置由下列幾部分組成：鉆井四通；雙閘板防噴器；單閘板防噴器；環(huán)形防噴器；

防溢管；防噴器地面控制裝置；液控管線。理井口防噴器組井口防噴器組按工作原理可分為如下三種： 手動關(guān)閉/手動打開型；液壓關(guān)閉手動鎖緊/液壓打開型；液壓關(guān)閉液壓鎖緊/液壓打開型為例。以液壓關(guān)閉手動鎖緊/液壓打開型為例：這是目前應(yīng)用最為廣泛的一種井口防噴器組，它通過地面控制裝置對防噴器進(jìn)行液動控制，地面控制裝置設(shè)置有數(shù)個液壓油路，可分別或同時控制環(huán)形防噴器、閘板防噴器的一層閘板以及液動平板閥。理環(huán)形防噴器：當(dāng)井下出現(xiàn)井漏或井噴時，通過

地面控制裝置推動環(huán)形防噴器內(nèi)部的活塞上行，使球形密封膠芯變形，從而抱緊井筒中的鉆具

形成密封，實現(xiàn)防噴的功能，若井筒中無鉆具

時，則直接形成密封，實現(xiàn)防噴的功能。器工作狀況理閘板防噴器：通常裝備有管

子閘板和正確使使用在井內(nèi)有鉆具發(fā)生井噴時，可先用環(huán)形防噴器控制井口，但不能用作長時間封閉。一則膠芯易過早損壞，二則無

鎖緊裝置。非特殊情況下，不用于封閉空井，開或關(guān)的

狀態(tài)應(yīng)在司鉆臺及遠(yuǎn)程控制臺處掛牌標(biāo)明；用本防噴器進(jìn)行不壓井起下鉆作業(yè)，必須使用帶18°接

頭的鉆具。過接頭時的起下鉆速度不得大于1米/秒，井壓應(yīng)小于14Mpa，并應(yīng)適當(dāng)降低控制壓力。所有鉆具上的橡膠護(hù)套(膠皮護(hù)箍)應(yīng)全部卸掉；環(huán)形防噴器處于關(guān)閉狀態(tài)時，允許上下活動鉆具。但不

允許旋轉(zhuǎn)鉆具；嚴(yán)禁用打開防噴器的辦法來泄井內(nèi)壓力，以防刺壞膠芯。但允許鉆井液有少量的滲漏，而起到延長膠芯壽命的作

用；的正確使用每次打開后，必須檢查是否全開，以防掛壞膠芯；進(jìn)入目的層后,每起下鉆具兩次，要試開關(guān)球形防噴器一

次,但不應(yīng)作空井試開關(guān)；膠芯及密封件各件應(yīng)妥善保管，放在常溫(27℃下)干燥

環(huán)境，遠(yuǎn)離產(chǎn)生電弧的電器設(shè)備；現(xiàn)場密封試壓值為額定工作壓力的70％，穩(wěn)壓時間不得

少于30分鐘，壓降不得超過0.7Mpa，無明顯滲漏(不作密封空井試驗)；環(huán)形防噴器殼體進(jìn)出油口正對機(jī)房方向，并固定于井架

底座下；環(huán)形頂蓋栽絲孔應(yīng)注意保護(hù)，不用的螺孔用絲堵堵上。鉆桿工作狀況工作原理閘板防噴器是安裝在油氣井井口上防止井噴的主要設(shè)備之

一，可單獨使用，也可組合使用。

閘板防噴器主要由殼體、側(cè)門、油缸、缸蓋、活塞、

活塞桿、鎖緊軸、密封件、閘板等組成。其工作原理是利用液壓推動活塞、活塞桿帶動閘板關(guān)閉或打開，使閘板膠芯受到擠壓變形而起密封作用，從而達(dá)到封井、開井的目的。閘板密封特點1.

上下浮動2.

自動清砂及助封3.

自動對中確使用正

井

噴時可用閘板防噴器封

閉與管

子閘板尺寸相同在

封井情況下，如

活塞桿密封處出現(xiàn)漏失

時，

可使用正正確使用置的原則地層壓力不高、井身結(jié)構(gòu)簡單、其它條件較好時，選擇壓則

力級別較低、管匯簡單、操作方便的單密封或雙密封組合的井控裝置；地層壓力較高的井、深探井、工程試驗井，可選擇三密封或四密封組合、壓力級別較高、大型管匯的井控裝置；選擇的井控裝置的壓力級別，必須能滿足井控時的最大井口壓力。一般能承受相當(dāng)于井涌時鉆井液柱壓力值的二分之一作為選擇基數(shù)；所選擇的井控裝置的通徑能通過擬定的最大工具。常用F35-70防噴器組：組安裝

高

常規(guī)組合：一臺防溢管FY35-35(按1.5米高計算)，一臺FH35-35環(huán)形防噴器，一臺FZ35-70單閘板度

防噴器，一臺2FZ35-70雙閘板防噴器，一臺FS35-70鉆井四通。①當(dāng)雙閘板防噴器是兩端栽絲時，其組合安裝

高度為：5760mm；②當(dāng)雙閘板防噴器是上端栽絲下端法蘭時，其組合安裝高度為：6090mm。井口防噴器組安裝示意圖組安裝高度特殊組合：一臺FY35-35防溢管(按1.5米高計算)，

一臺FH35-35環(huán)形防噴器，一臺FZj35-70單閘板剪切防噴器，一臺FZ35-70單閘板防噴器，一臺2FZ35-70雙閘板防噴器，一臺FS35-70鉆井四通。①當(dāng)雙閘板防噴器是兩端栽絲時，其組合安裝高度為：7030mm；②當(dāng)雙閘板防噴器是上端栽絲下端法蘭時，其組合安裝高度為：7360mm。組安度裝

常用F35-105防噴器組：高

常規(guī)組合：一臺FY35-70防溢管(按1.5米高計算)，

一臺FH35-70環(huán)形防噴器，一臺FZ35-105單閘板防噴器，一臺2FZ35-70雙閘板防噴器，一臺FS35-105鉆井四通。①當(dāng)雙閘板防噴器是兩端栽絲時，其組合安裝高度為：7010mm；②當(dāng)雙閘板防噴器是上端栽絲下端法蘭時，其組合安裝高度為：7380mm。組安裝高度特殊組合：一臺FY35-70防溢管(按1.5米高計算)，

一臺FH35-70環(huán)形防噴器，一臺FZj35-105單閘板剪切防噴器，一臺FZ35-105單閘板防噴器，

一臺2FZ35-105雙閘板防噴器，一臺FS35-105鉆井四通。①當(dāng)雙閘板防噴器是兩端栽絲時，其組合安裝高度為8190mm；②當(dāng)雙閘板防噴器是上端栽絲下端法蘭時，其組合安裝高度為8560mm。組安裝高度其他各型井口防噴器組合，在使用時小規(guī)格防噴器組及大規(guī)格防噴器組因使用要求不同，它的安

裝高度通常不會高于上述兩種井口防噴器組合。第二部分：節(jié)流和壓井系統(tǒng)節(jié)流況

及壓井

管匯系統(tǒng)：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其命

名的方法：節(jié)況節(jié)流及壓井管匯最大工作壓力分為：14Mpa、21

Mpa、35

Mpa、70

Mpa、105

Mpa示例：

①JG-SY-70

——

即含1套手動節(jié)流閥和

1套液

動節(jié)流閥的70

Mpa節(jié)流管匯；②YG-70——

即70

Mpa壓井管匯。常見節(jié)流及壓井管匯系統(tǒng)基本配置由下列幾部分組成： 節(jié)流管匯；節(jié)流管匯液控裝置；壓井管匯。流和壓井系統(tǒng)節(jié)流管匯節(jié)流管匯

Chock

manifold節(jié)流管匯液壓控制裝置放噴示意圖流放噴示意圖流放噴示意圖使用說明用途：

本裝置是控制溢流、井噴，實施油氣井壓力控制技術(shù)必要的設(shè)備。在油氣井鉆井過程中，井筒中的鉆井液一旦被地層液體污染，就會使鉆井液靜液柱壓力和地層壓力之間的平衡遭到破壞，導(dǎo)致發(fā)生溢流和井噴。當(dāng)需要循環(huán)出被污染的鉆井液或泵入性能經(jīng)調(diào)整的鉆井液壓井，以便重建此平衡關(guān)系時，在防噴器關(guān)閉的情況下，可利用節(jié)流閥的開啟或

關(guān)閉控制一定的回壓來維持穩(wěn)定的井底壓力。

通過節(jié)流閥的泄壓作用，降低井口壓力，實現(xiàn)“軟關(guān)井”。通過放噴閥的大量泄流作用，降低井口套管壓力，保護(hù)井口防噴器組。節(jié)流管匯還可以用于洗井等作業(yè)。明使

產(chǎn)用

品特說

點

本

產(chǎn)品設(shè)計、

制造使用說明操作與使用

一般在防噴器鉆井四通側(cè)靠近泥漿罐或除氣器的一方安裝節(jié)流管匯，節(jié)流管匯的四通出口通過法蘭式平行閘閥

與氣體分離器進(jìn)液管相連。液動節(jié)流閥的開度調(diào)節(jié)由節(jié)流管匯控制箱的液壓操作來實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。該裝置以法蘭式平行閘閥為主,

法蘭式平行閘閥均靠手輪和閥桿螺母一起旋轉(zhuǎn)，帶動閥板上、下移動，以打開或關(guān)閉通道，達(dá)到開關(guān)的目的。

正常情況下，節(jié)流管匯上雙聯(lián)閥的前閥（靠近五通的閥）打開，后閥關(guān)閉，節(jié)流閥處于半閉狀態(tài)，節(jié)流閥后的法蘭式平行閘閥打開。發(fā)生溢流時，打開節(jié)流閥前端的法蘭式平行閘閥，關(guān)井求壓，然后平緩調(diào)節(jié)節(jié)流閥，讓其保持據(jù)井控理論所計算的立壓或套壓壓井，以排除溢流。用說明結(jié)構(gòu)（見附圖）

PFFA系列（暗桿閥）和PFF系列（明桿閥）法蘭式平行閘閥是由閥體、閥蓋、閥板、閥座、閥桿（尾桿）等零件組成。工作原理

轉(zhuǎn)動PFFA系列法蘭式平行閘閥手輪，帶動閥桿旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的閥桿帶動螺母進(jìn)而帶動閥板上下移動（閥桿不產(chǎn)生上下位移），實現(xiàn)閘閥的開關(guān)，而閥板與閥座在波形彈簧作用下并借助密封脂和高壓流體實現(xiàn)密封。

轉(zhuǎn)動PFF系列法蘭式平行閘閥手輪，帶動閥桿螺母旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的閥桿螺母閥板上下移動，實現(xiàn)閘閥的開關(guān)，而閥板與閥座在波形彈簧作用下并借助密封脂和高壓流體實現(xiàn)密封。明手用

輪逆說

時針旋

轉(zhuǎn)，

閘閥為開；手輪順時針

旋轉(zhuǎn)各型平板閥示意圖流閥使用說明本閥為筒形節(jié)流結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)節(jié)筒形閥板與閥座的距離實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。為抗高壓高速流體沖刷，筒形閥板與閥座采用硬質(zhì)合金材料，可提高使用壽命。閥桿上有指示器,可觀察筒形閥板所處的位置。手輪逆時針旋轉(zhuǎn)，可見閥桿上升，為流量增大。手輪順時針旋轉(zhuǎn)，可見閥桿下降，為流量減少。結(jié)構(gòu)：

手動可調(diào)式筒形節(jié)流閥為筒形結(jié)構(gòu)，由閥體、閥座、

閥桿、筒形閥板、扶正套、閥蓋、手輪等零件組成。工作原理：

轉(zhuǎn)動可調(diào)式筒形節(jié)流閥手輪，帶動閥桿螺母旋轉(zhuǎn)，閥桿產(chǎn)生上、下移動，使閥板與閥座的距離發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)節(jié)流體流量的目的。本閥只做調(diào)節(jié)介質(zhì)流量和壓力，禁止做截流用。節(jié)流閥使用說明節(jié)流閥使用說明本閥為筒形節(jié)流結(jié)構(gòu)，通過節(jié)流管匯液壓控制裝置提供的液壓油調(diào)節(jié)筒形閥板與閥座的距離實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。為抗高壓高速流體沖刷，筒形閥板與閥座采用硬質(zhì)合金材料，可提高使用壽命。筒形閥板所處的位置通過節(jié)流管匯液壓控制裝置來控制。結(jié)構(gòu)：

液動可調(diào)式筒形節(jié)流閥為筒形結(jié)構(gòu)，由閥體、閥座、閥桿、筒形閥板、扶正套、閥蓋、液缸等零部件組成。工作原理：通過節(jié)流管匯液壓控制裝置，控制液動可調(diào)式筒形節(jié)流閥的液缸，使閥桿上、下移動，調(diào)節(jié)閥板與閥座的距離，達(dá)到調(diào)節(jié)流體流量的目的。本閥只做調(diào)節(jié)介質(zhì)流量和壓力，禁止做截流用。節(jié)流閥使用說明壓井管匯流和壓井系統(tǒng)壓井管匯

Killmanifold的泥漿壓井壓井液壓井使用說明本裝置是控制溢流、井噴，實施油氣井壓力控制技術(shù)必要的設(shè)備。當(dāng)用全封閘板全封井口時，通過壓井管匯往井筒里強行灌

重泥漿，實施壓井作業(yè)。當(dāng)已經(jīng)發(fā)生井噴時，通過壓井管匯往井口強注清水，以防

燃燒起火。當(dāng)已井噴著火時，通過壓井管匯往井筒里強注滅火劑，能助滅火。本產(chǎn)品的承壓件選用優(yōu)質(zhì)碳鋼或低合金鋼鍛造而成，采用特殊熱處理工藝技術(shù)，具有良好的力學(xué)性能，具備抗輕度硫化物應(yīng)力腐蝕能力。本產(chǎn)品分為單翼和雙翼兩種結(jié)構(gòu)形式，用戶可根據(jù)要求進(jìn)行選擇。使用說明一般在防噴器鉆井四通靠鉆井泵的一方安裝壓井管匯。該裝置以平板閥和單流閥為主，平板閥靠手輪和閥桿螺母

一起旋轉(zhuǎn)，帶動閥板上、下移動，以啟、閉通道，達(dá)到開關(guān)的目的。單流閥為回壓自封式，靠壓力液推動閥芯壓縮彈簧而打開通道。在用全封閘板全封井口，鉆井液正常循環(huán)無法進(jìn)行的情況下，必須利用壓井管匯往井里吊灌鉆井液，這時需在壓井管匯上連接高壓泵使鉆井液經(jīng)單流閥進(jìn)入井筒。檢修單流閥時可關(guān)閉其下游的閘門。用單流說

閥主明

要裝在

壓井管匯上控制泥漿流向。單用說明

常節(jié)流規(guī)及安控制裝裝置與壓井管

匯：（1）第三部分：內(nèi)防噴工具方鉆桿旋塞閥

Kelly

cock

valvecheckvalve投入式止回閥

Drop-in

checkvalve鉆具浮閥

Drill-pipe

floatvalve鉆具內(nèi)防噴工具：常規(guī)安

裝

（1）方鉆桿旋塞閥通常安裝在鉆具組合中的方鉆桿兩端，方鉆桿上旋塞閥（通常為反扣）安裝在水龍頭與方鉆桿之間，方鉆桿下旋塞閥（通常為正扣）安裝在方鉆桿與鉆桿之間，可在鉆臺上實現(xiàn)對鉆具內(nèi)防噴控制，是一種手動控制閥；常規(guī)

安

裝（2）箭形止回閥，投入止回閥及鉆具浮閥通常安裝在鉆具組合的下部或近鉆頭部位，是一種隨鉆控制閥，實現(xiàn)對鉆具內(nèi)防噴控制。其他裝置及監(jiān)測儀表：均在地面。況鉆具內(nèi)防噴工具：（1）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對其命名的方法：

a．方鉆桿上、下旋塞閥——暫無

b．箭形止回閥：FJ ×××

/

××

—××