最新《石油钻采新装备》(井控设备)课件PPT.ppt

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1、《石油钻采新装备》(井控设备)第一节井控设备概述井控设备是指实施油气井压力控制技术的所有设备、专用工具和管汇。一、井控设备的功用1、预防井喷——保持井内泥浆静液柱压力略高于地层压力；2、及时发现溢流——对上返泥浆量进行监测，及时发现溢流征兆；3、迅速控制井喷——井喷一旦发生，迅速关井、并实施压井。二、井控设备的组成1、井口防喷器组——环形防喷器、闸板防喷器、四通等；2、控制系统——远程控制台（储能器装置）、司钻控制台；3、节流与压井管汇；4、监测仪表——泥浆罐液面监测仪、有毒气体监测仪；5、钻具内防喷工具——方钻杆球阀、钻杆回压凡尔、

2、投入式单向阀等；6、辅助设备——加重泥浆配制设备、液气分离设备。参见下图。10/6/20212返回39图110/6/20213六、井口防喷器的组合油气井口所安装的部件自下而上依次为：a）套管头——套管顶部的法兰盘。b）四通——带有四个通道和法兰盘的管接头；其下法兰与套管头连接，上法兰与上部设备相连，左右两法兰分别接压井管汇和接流管汇。c）双闸板防喷器——一个为全封闸板，另一个为半封闸板。d）环形防喷器——也称万能防喷器，其即可以封零（封空井），也可以封环空（封闭井内环形空间）。e）防溢管——其下部与防喷器相连，上部伸至钻井平台底面，中

3、部有一旁通管。井下上返泥浆由旁通管引至泥浆净化系统。根据所钻井的深度不同，预期的井下地层压力就不同，井口所配备的防喷器的类型、数量、公称通经、压力等级就不同。这些是由多种因素决定的：1、根据套管头通径确定防喷器的通径防喷器的公称通经不得小于套管头的通径，以便可以通过所需的钻头和钻具。10/6/202172、根据预期井口最大压力确定防喷器的压力等级预期井口最大压力根据油气井的性质不同而不同。a）对于生产井：预期井口最大压力=地层压力-半井深钻井液液柱压力b）对于深井、高压气井：预期井口最大压力=地层压力根据我国油气田的地质情况以及多年的

4、钻探经验，得出如下规律：若井深小于2000m，预期井口最大压力一般低于14MPa，防喷器的压力等级选14MPa；若井深为2000—4000m，预期井口最大压力为21～35MPa，防喷器的压力等级选21或35MPa；若井深为4000—7000m，预期井口最大压力可达70MPa或更高，防喷器的压力等级选70或105MPa；10/6/202183、防喷器类型和数量的确定为了提高关井的可靠性，井口所装防喷器的数量不止一个，以保证在井内有无钻具的情况下都可关井。防喷器的使用原则为：井内无钻具时，用全封闸板防喷器封井；井内有钻具时，用半封闸板防喷

5、器封井；井内有不规则物体时，用环形防喷器封井；在封井状态下又需要强行起下钻时，用环形防喷器封井。很明显，在实际钻井过程中，以上四种情况均可能产生，理论上讲，各类防喷器均应有。但是，钻机底座的高度是有限的，防喷器的数量也不能太多。根据规定，在各种压力等级情况下，防喷器的数量与类型组合如下：1）压力等级为14MPaa）一个环形防喷器；b）一个双闸板防喷器；c）两个单闸板防喷器；d）一个单闸板防喷器与一个环形防喷器组合。10/6/2021910/6/2021102）压力等级为21—35MPaa）一个双闸板防喷器与一个环形防喷器组合b）两个单

6、闸板防喷器与一个环形防喷器组合10/6/2021113）压力等级为70—105MPaa）一个双闸板防喷器、一个单闸板防喷器与一个环形防喷器组合b）一个三闸板防喷器与一个环形防喷器组合c）一个双闸板防喷器、一个单闸板防喷器、一个环形防喷器、与一个旋转防喷器组合10/6/202112第二节液压防喷器的结构原理国内目前使用最广泛的防喷器是闸板防喷器和环形防喷器，旋转防喷器暂时还用得不多。但是，随着欠平衡钻井新工艺的出现和推广，旋转防喷器的应用会越来越多。一、环形防喷器功用：当井内无钻具时，全封井口（简称封零）；当井内有钻具或其他物体时，封闭

7、井口环形空间（简称封环空）。类型：按照胶芯形状的不同，环形防喷器有以下几种类型：1）锥形胶芯环形防喷器——胶芯的主体呈锥台形（见图）；2）球形胶芯环形防喷器——胶芯的主体呈球形（见图）；3）组合胶芯环形防喷器——胶芯由内胶芯（有金属支撑筋）、外胶芯（纯橡胶）组成。10/6/2021131、锥形胶芯环形防喷器结构防喷器结构：由壳体、活塞、胶芯、顶盖、密封件等部分组成，具体见装配示意图。胶芯结构：胶芯外形呈截锥状，锥度40∘；沿圆周方向均布有12～30块相隔一定距离的铸钢支撑筋（通经越大，筋越多），经橡胶硫化成一个整体，见胶芯结构图。工作

8、原理：1）液压动作下油口进油，上油口出油，活塞上行，推挤胶芯，封井；上油口进油，下油口出油，活塞下行，胶芯靠弹性恢复，开井。2）井压助封锥形胶芯环形防喷器在封井过程中和封井之后，井内压力流体可以进入活塞上部环形槽内，产生