井控设备及维护

第十四章井控设备及维护 #""!

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第十四章井控设备及维护

第一节井控设备及维护概述

我国的石油与天然气工业，经过几十年来的创业与开拓，已经获得了举世瞩目的巨大发展。在当前改革大潮的推动下，石油与天然气的钻井工艺技术更是不断改进与革新并日趋科学化。钻井设备，做为钻井工程的手段，也不断地改进与完善；近些年，钻井参数仪表、钻井液净化设备以及井控设备发展得尤为迅速。目前，井控设备已由单一的老式手动防喷器发展成一套完整的井控设备系统。井控设备为安全钻井提供了保障，保护了钻井人员、钻井设备以及油气井的生产安全，使油气田的勘探与开发获得更好的效益。

一套设备的优劣与其服务质量可从四个方面来评估：一是设计；二是材质；三是加工制造；四是维护和使用。当设备制造出来以后，维护和使用就成了设备好坏的关键因素。如果井控设备安装、维护、使用不当，那么这些设备就等于虚设，就有井喷、着火等重大事故隐患的威胁。当前，由于对井控设备的安装、维护、使用不当而导致的大小事故，每年仍时有发生。因此，钻井人员对井控设备必须具有一定的基础知识和正确而熟练的操作技能，使井控设备发挥应有的效能，确保钻井工程的安全、优质与高速度，使我国的石油与天然气工业获得更大的发展。

一、井控设备的功用

在钻井过程中，为了防止地层流体侵入井内，总是使井筒内的钻井液静液柱压力略大于地层压力，这就是所谓对油气井的初级压力控制。但在钻井作业中，常因各种因素的变化，使油气井的压力控制遭到破坏而导致井喷，这时就需要依靠井控设备实施压井作业，重新恢复对油气井的压力控制。有时井口设施严重损坏，油气井失去压力控制，这时就需采取紧急抢救措施，对油气井进行抢救。因

钻井工程新工艺、新技术与设备检修实用手册 !**&

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!此，井控设备是实施油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表与工具。

井控设备应具有以下功用：

（!）预防井喷。保持井筒内泥浆静液柱压力始终略大于地层压力，防止井喷条件的形成。

（"）及时发现溢流。对油气井进行监测，以便尽早发现井喷预兆，尽早采取控制措施。

（#）迅速控制井喷。溢流、井涌、井喷发生后，迅速关井，实施压井作业，对油气井重新建立压力控制。

（$）处理复杂情况。在油气井失控的情况下，进行灭火抢险等处理作业。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；是实现安全钻井的可靠保证；是钻井设备中必不可少的系统装备。

二、井控设备的组成

井控设备应包括以下设备、仪表与工具（图!$%!%!）：

（!）井口防喷器组———环形防喷器、闸板防喷器、四通等；

（"）控制装置———蓄能器装置、遥控装置；

（#）节流与压井管汇；

（$）钻具内防喷工具———方钻杆球阀、钻杆回压凡尔、投入式单向阀等；（&）加重钻井液装置———重晶石粉混合漏斗装置、重晶石粉气动下料装置；（’）起钻灌注钻井液装置；

（(）钻井液气体分离器；

（)）监测仪表———泥浆罐液面监测仪、甲烷、硫化氢检测器。

井控设备中的不压井起下钻加压装置与清障、灭火设备是进行特殊作业所需要的，通常井队不予配备。至于前述八项设施，钻井队理应配备齐全，但由于全国各油气田的井控技术发展不平衡，设备的供应能力不同，油气井的地质条件不同，因此具体井队所配备的井控设备，其完善程度并不相同。

目前，井队的井控设备是按生产技术需要以及设备的供应能力所配置。井深较浅的低压油井常常只配备有井口防喷器组、蓄能器装置、简易节流压井管汇，而较深的高压气井则配备齐全的井控设备。

我国陆上钻井所用防喷器与其控制装置多为国内生产，国产标准节流压井管汇亦渐普及，因此在井控设备的阐述与讨论中以国产设备为基础内容。组成井控

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图!"#!#!井控设备概况示意图

!—井口防喷器组；$—蓄能器装置；%—遥控装置；"—辅助遥控装置；&—气管束；

’—管排架；(—压井管汇；)—节流管汇；*—节流管汇液控箱；!+—钻井泵；

!!—泥浆罐；!$—钻井液气体分离器；!%—真空除气器；!"—方钻杆上球阀

设备的设施虽然很多，但有些设施却具有双重“身份”，比如泥浆罐液面监测仪又隶属钻井参数仪表；加重钻井液装置又隶属钻井液配制设备，这些设备在相应的资料中都有详尽记叙，因此为突出重点，在井控设备的论述中以井控专用设备为研讨内容。

三、液压防喷器的特点

防喷器是井控设备的核心组件。众所周知，防喷器质量的优劣直接影响油气井压力控制的成败。&+年代的旧式手动防喷器（仿苏!!,型防喷器）由于手动开关费力；关井耗时多；耐压低；故障多；经常在紧急关井时封不住井而引起井喷失控，因此这种旧式手动防喷器皆已淘汰而以液压防喷器代替。

液压防喷器是我国(+年代初研制成的新型防喷器。液压防喷器有以下四个特点。

!-关井动作迅速

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闸板防喷器利用液压能够在!"#$内实现关井；环形防喷器利用液压能够在!%$以内实现关井。

环形防喷器由于液压油腔容积较大，关井动作所需输入的油量较多，进油花费时间较长，因此关井速度较闸板防喷器慢些，但与旧式手动防喷器相比仍然快得多。

&’操作方便

液压防喷器利用液压油以液压传动方式迫使胶芯与闸板等封井元件动作，而不是采用纯机械传动的方法，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开关动作。

!’安全可靠

液压防喷器的强度是可靠的，出厂前防喷器的壳体组件经过严格试压检验。液压防喷器的封井机能是可靠的，出厂前防喷器的胶芯或闸板经过严格的密封性能试验。

液压防喷器的操作是可靠的，当司钻在钻台上操作失灵时，可迅速在蓄能器装置上操作，如果蓄能器装置液控失效，闸板防喷器还可以手动操作关井。

(’现场维修方便

液压防喷器的胶芯或闸板是封井的密封元件，使用中易磨损失效。当发现这些密封元件严重磨损后，在现场条件下可以及时进行拆换。

四、液压防喷器的最大工作压力与公称通径

液压防喷器的最大工作压力是指防喷器安装在井口投入工作时所能承受的最大井口压力。最大工作压力是防喷器的强度指标。

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。

按中华人民共和国石油天然气行业标准)*+%+&—#(《液压防喷器》规定，我国液压防喷器的最大工作压力共分为+级，即：,(-./、&,-./、!+-./、0%-./、,%+-./。

《液压防喷器》 …… 此处隐藏：9801字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……