中原油田井控装备培训讲义

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1、ZPEBZPEB中原局井控培训中心ZPEB井井 控控 装装 备备第一章 概 述第二章 环形防喷器第三章 闸板防喷器第四章 控制系统第五章 节流与压井管汇ZPEBZPEBZPEB一、井控装备的重要性 二、井控设备的概念、功能三、井控设备的组成四、液压防喷器的特点五、液压防喷器的技术参数六、液压防喷器的代号七、井口防喷器的组合 井控装备井控装备第一章 井控装备概述ZPEB什么是井控设备？什么是井控设备？1-2 井控设备的概念、功能井控设备的功能：井控设备的功能：ZPEB 预防井喷 （精确地层预报,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） 迅速控制井喷(二次井控)

2、 处理复杂情况总之:井控装备是为了实施近平衡压力钻井和防止井 喷而研制装设的。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、工具和管汇。ZPEB去振动筛去泥浆池远 离 井 口 点 火1-3井控设备的组成蓄能器装置辅助控制台气管束防喷器组管排架节流管汇控制箱 司钻控制台ZPEB2. BOP控制装置-司控台、远控台、液控箱等1. 井口防喷器组-环形BOP、闸板BOP、四通等ZPEB去振动筛去泥浆池远 离 井 口 点 火1-3井控设备的组成压井管汇节流管汇方钻杆上旋塞ZPEB3. 节流与压井管汇4. 钻具内防喷器-方钻杆球阀 、投入式单向阀、钻杆回压 凡尔等ZPEB去振动筛去泥浆池远 离

3、 井 口 点 火1-3井控设备的组成泥浆泵及灌浆装置泥浆罐及附属设施气体分离器真空除气器ZPEB5. 加重钻井液装置有害气体检测器6. 起钻灌钻井液装置7. 钻井液气体分离器、真空除气器8. 监测仪表-液面检测仪，甲烷、硫化氢检测器附录六、七 P175ZPEB1-4 液压防喷器的特点ZPEB1.动作迅速封井时间：闸板BOP：38S，环形BOP： 30S以内。液动放喷阀开启时间13S左右。 2. 操作方便气控液操作、液压传动执行，省力、简便。 3. 安全可靠BOP强度可靠，封井可靠，司控台、辅助 控制台、远控台(储能器)多点操控，手动辅助 。4. 现场维修方便易损密封件更换方便。 ZPEB1-5

4、 液压防喷器的技术参数ZPEB公 称 通 径额 定 工 作 压 力定义：防喷器内部上下通孔直径，单位mm。180mm、230mm 9”、280mm 11”、 种类： 346mm 13” 、426mm、476mm、528mm、540mm 211/4”、680mm760mm30” 定义：防喷器工作时能承受的最大井口压力， 单位MPa。种类： 14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、140MPa。注：黄字部分为本油田常用。共27种BOPZPEB1-6 液压防喷器的型号ZPEB1985以前：KPY - 最大工作压力， 以kgf/cm2为单位。公称通径,以cm为单位并取圆整值。勘探

5、用液压防喷器的汉语拼音缩写。缺点：无法区分防喷器的具体类型。压力单位不符合我国法定计量单位。ZPEB1-6 液压防喷器的型号ZPEB1985以后： - 最大工作压力, 以MPa为单位。 公称通径，以cm为单位圆整。 防喷器型号代码：FZ -单闸板防喷器 2FZ -双闸板防喷器 3FZ -三闸板防喷器FH -环形防喷器国外代码： R -Ram Rd -Double Rams Rt -Three Rams A -Annular S -SpoolZPEB1-6 液压防喷器的型号ZPEB现场用防喷器的标牌ZPEB1-7 井口防喷器的组合ZPEB选择井口防喷器组合时，主要考虑因素：1.通径大小 公称通径

6、应与套管头下的套管尺寸相匹配。 以便通过相应尺寸的钻头与钻具。 2. 耐压能力压力等级应大于可能出现的预期井口最高压 力。我国一般按井内最高地层压力来选BOP 的压力级别。 3. 类型和数量根据在空井、井内有钻具、钻具外径不同等 各种工况下能迅速关井为原则。ZPEB1-7 井口防喷器的组合ZPEB14MPa井口防喷器组合形式S+FZ+FZFZ+S+FZS+FZ+FHS+2FZ S+FZP145ZPEB1-7 井口防喷器的组合ZPEB21MPa 井口防喷器组合形式S+2FZ+FHFZ+S+FZ+FHS+2FZ S+FZZPEB1-7 井口防喷器的组合ZPEB35MPa井口防喷器组合形式S+2FZ

7、+FHFZ+S+FZ+FHS+2FZ S+FZ+FHZPEB1-7井口防喷器的组合ZPEB70MPa 、105MPa井口防喷器组合形式套管四通+FZ+S +2FZ+FH套管四通+S +2FZ+FZ+FH井口装置安 装好后，应 校正天车、 转盘和井口 中心的偏差 小于等于 10mm。注意ZPEB1-7 井口防喷器的组合ZPEB中原油田的“四类井口”套管头+FZ+S+2FZ+FH套管头+S+2FZ+FH70MPa（一类）21、35MPa（二类）ZPEB1-7 井口防喷器的组合ZPEB中原油田的“四类井口”套管头+S+FZ+FH14MPa(三类)套管头+S+2FZ套管头+S+FZZPEBZPEB1.

8、井控装备的概念、组成? 2.我国井控装备的压力等级、通径尺寸是如何 划分的? 3.指出下列防喷器 各符号的含义?KPY28-210 FZ23-21 FH28- 35 2FZ35-21 KPY35-350 FZ54-14 4井口防喷器组合形式? 思考题ZPEBZPEB第二章 环形防喷器一、环形防喷器的作用 二、环形防喷器的类型 三、锥形胶芯环形防喷器 四、球形胶芯环形防喷器 五、组合胶芯环形防喷器 六、三种环形防喷器的比较 七、国产环形防喷器的技术规范 八、环形防喷器的使用注意事项 九、常见故障判断及排除方法井控装备井控装备ZPEBZPEB2-1 环形防喷器的作用1 封零井内无钻具 时可全封井口

9、。2 封环空井内有钻 具、套管、电缆等物 时，可封闭环形空间 。3 强行起下钻使 用具有18o坡度接 头的对焊钻杆，配 合减压调节阀或缓 冲储能器。不压井 起下钻。万能BOPZPEBZPEB2-2 环形防喷器的类型球形胶芯防喷器组合胶芯防喷器锥形胶芯防喷器ZPEBZPEB2-3 锥形胶芯环形防喷器结构结 构探孔胶芯 防尘圈 油口活塞开启腔关闭腔支撑筒壳体顶盖油口ZPEBZPEB2-3 锥形胶芯环形防喷器工作原理探孔胶芯 防尘圈 油口活塞开启腔关闭腔支撑筒壳体顶盖油口关井： 液压油关 闭腔活塞 上行胶芯 上行，在顶 盖的限制下, 胶芯向中心 挤压、收缩 封住井口工作原理开井： 液压油开 启腔活塞

10、 下行活塞 对胶芯挤压 力消除胶 芯在自身弹 力的作用下 恢复原状 把井打开。ZPEB1.胶芯特点 锥形胶芯 储胶量大（多次封井） 自动恢复原状 胶芯更换容易（井场或 车间）无钻具时直接更换有钻具时切割更换 ZPEB2-3 锥形胶芯环形防喷器结构特点 :ZPEBZPEB2-3 锥形胶芯环形防喷器2. 活塞特点 密封段长 扶正效果好 不易偏磨、拉缸 高度较高 3. 井压助封在关井时及关井后 ，井口高压流体作用在 活塞底部，有助于推动 活塞向上移动，迫使胶 芯向中心收拢从而助长 了胶芯的封井作用。ZPEBZPEB2-3 锥形胶芯环形防喷器4. 密封部位 四处密封： 防尘圈和壳体之间 活塞上部和防尘

11、圈上下油腔之间活塞下部和壳体ZPEBZPEB2-4 球形胶芯环形防喷器结 构顶盖防尘圈胶芯活塞壳体ZPEBZPEB2-4 球形胶芯环形防喷器工作原理关闭腔油塞开启腔油塞关井： 液压油关闭 腔活塞上行 胶芯上行， 在顶盖的限制 下，胶芯向中 心挤压、收拢 、变形封住 井口开井： 液压油开启 腔活塞下行 活塞对胶芯 挤压力消除 胶芯在自身弹 力的作用下恢 复原状把井 打开。ZPEBZPEB2-4 球形胶芯环形防喷器 特点1.胶芯特点 球形胶芯 储胶量大 自动恢复原状 漏斗效应 胶芯更换容易 摩擦力小，操控油量大 漏斗效应关井时， 胶芯沿顶盖内腔自下而 上，从外到内移动，造 成胶芯上部集聚橡胶较 多

12、、中部较少、下部未 挤向中心，形成倒置的 漏斗状空间。井内高压作用于 漏斗底部，加强井压助 封；漏斗形状便于起下 钻时通过钻杆接头，减 少胶芯的磨损。 ZPEBZPEB2-4 球形胶芯环形防喷器2. 活塞特点 密封段短 扶正效果较差 易偏磨、拉缸 高度较低3. 井压助封井口高压流 体作用在活塞下 部环槽里，有助 于推动活塞向上 移动，迫使胶芯 向中心收拢从而 助长了胶芯的封 井作用。ZPEBZPEB2-4 球形胶芯环形防喷器4. 密封部位 防尘圈和壳体之间 活塞上部和防尘圈 活塞和支承筒 上下油腔之间ZPEBZPEB2-5 组合胶芯环形防喷器结构快卸顶盖内胶芯支撑筋 外胶芯 内胶芯 推盘活塞关

13、闭腔油塞开启腔油塞开封环空封零内胶芯变形状况组合胶芯结构ZPEBZPEB2-5 组合胶芯环形防喷器内胶芯支撑筋 外胶芯内胶芯推盘活塞关闭腔油塞开启腔油塞工作原理关井： 液压油关闭 腔活塞上行 推盘推举外 胶芯外胶芯 变形向中心挤 压内胶芯内 胶芯收拢变形 支撑筋转动 角度向中心平 移把井关闭 。开井：液压油开启腔活塞下行推盘回位挤压力消除内、外胶芯靠自身弹性复位 把井打开。ZPEBZPEB2-5 组合胶芯环形防喷器特 点 内、外两层胶芯 结构复杂新胶芯封零不理想 整体体积小、重量轻 不能用切割法换胶芯(有钻具时 ) 内胶芯变形小，操控油量少 纯橡胶外胶芯磨损小、寿命长 ZPEBZPEB2-6

14、环形防喷器的比较机械结构简单简单复杂封零效果好好新芯不理想 用后效果好现场胶芯更换无钻具直接更换 有钻具切割更换无钻具直接更换 有钻具切割更换无钻具直接更换 有钻具无法更换胶芯寿命短长长开关一次 需油量的比值2 中等3 最多1 最少外形特征径向小、高度高径向大、高度低径向、高度均小重 量轻稍重特轻防喷器类型ZPEBZPEB2-7 国产环形防喷器的技术规范型 号公称通径mm (in)最大工作 压 力 MPa关井时耗S液控油压MPa外形尺寸 mm外径高度FH23-35230(9)35 3010.5 9001090FH28-35280(11)35 3010.510001205FH35-21346(1

15、3 )21 3010.510501117常用锥形胶芯防喷器技术规范ZPEBZPEB2-7 国产环形防喷器的技术规范型 号公称通径mm (in)最大工作 压 力 MPa关井时耗S液控油压MPa外形尺寸 mm外径高度FH28-35280(11)35 3010.511381056FH35-35346(13 )35 3010.512701165常用球形胶芯防喷器技术规范ZPEBZPEB2-7 国产环形防喷器的技术规范型 号关闭一次所需油量 打开一次所需油量 垫环型式法兰型式FH23-354233R506BFH35-359469RX-1606BX华北石油管理局第二机械厂生产 的球形胶芯防喷器补充技术规范85年文72-98井ZPEBZPEB2-8 环形防喷器使用注意事项A 在现场不做封零实验，按规定做封环空实验。A 不许用环形防喷器长期关井 。A 在关井状态下允许上下缓慢活动钻具，不许转动钻具，不许微开环形防喷器泄井内压力（橡胶）严禁将环形BOP当刮泥器使用。ZPEBZPEB2-8 环形防喷器使用注意事项A 关井 状态起下钻作业，只能通过有18o坡度的对焊钻杆接头；同时使用减压调压阀或