《井控设备介绍》PPT课件.ppt

1、防喷器组：防喷器组：包括环形防喷器、闸板防喷器、套管头、泥线悬挂包括环形防喷器、闸板防喷器、套管头、泥线悬挂器、四通、水下井口等。器、四通、水下井口等。包括阻流压井管汇、放喷管汇、立管、注水泥管线、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。消防管线、远程控制操作管线等。包括方钻杆上下旋塞、顶驱安全阀、钻头浮阀、钻包括方钻杆上下旋塞、顶驱安全阀、钻头浮阀、钻具回压阀、投入式止回阀等具回压阀、投入式止回阀等包括加重混合漏斗、加重料下料装置。包括加重混合漏斗、加重料下料装置。起钻灌注钻井液装置：起钻灌注钻井液装置：包括计量灌、标尺等。包括计量灌、标尺等。包括循环池液

2、面计量仪、泥浆出口流量计、钻井液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。密度等测量仪器、压力表、硫化氢检测器等。强行下钻加压装置、转喷器、分流器、灭火装置等。强行下钻加压装置、转喷器、分流器、灭火装置等。井控设备是实施油气井压力控制技术的一整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、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

3、少的系统装置。它的保证，是钻井设备中不可缺少的系统装置。它的主要作用有：主要作用有：预防井喷：保持井内钻井液压力始终略大于地预防井喷：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，防止井喷条件层压力，略小于地层破裂压力，防止井喷条件的形成。的形成。对油气井进行监测：及时发现溢流，以便尽早对油气井进行监测：及时发现溢流，以便尽早采取井控措施。采取井控措施。迅速控制井喷：井喷后能迅速关井，顺利实施迅速控制井喷：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。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，能进行处理复杂情况：在油气井失控情况下，能进行灭火

4、等作业灭火等作业所有防喷器装置必须满足所在地区钻井操作的要求，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：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；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；能控制流体的释放；能及时泵入压井液，便于重建压力平衡；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；在特殊情况下，可允许钻杆上下运动；能在钻井过程中准确监测和预报井控参数；能在钻井过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。设备操作方便、安全、灵活可靠。对防喷器系统

5、的要求，决定于钻进时的危险性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。和不同环境下需要保护的程度。防喷器组合必须具备要求的额定工作压力和通径：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。定防喷装置组合额定工作压力的决定因素。防喷器组合内容包括：防喷器压力级别的选择，防喷防喷器组合

6、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。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险性和保护程度、地层压力、井身结构、地下流的危险性和保护程度、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、技术难度和环境保护要求等诸多因素。总要求为安全、合理

7、和低成本。合理和低成本。关井动作迅速：关井动作迅速：闸板防喷器利用液压能够在闸板防喷器利用液压能够在38秒内关井，环形防秒内关井，环形防喷器利用液压能够在喷器利用液压能够在30秒内实现关井。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（防接影响油气井压力控制的成败，旧式手动防喷器（防苏苏NNMNNM型）由于手动开关费力，开关时间多，耐压低，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，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

8、代替，液压防喷器具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：有以下四个特点：操作方便：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，而不是采用纯机械动作的方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扳动空气换向阀就能使液压防喷器迅速实施开关动作。作。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

9、作失灵和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。装置失灵，还可以用手动操作关井。现场维修方便：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，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。后，在现场可以及时进行更换。液压防喷器的工作液压防喷器的工作 压力是指防喷器安装在投入工作时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。最大工作压力是防喷器的所能承受的最大井

10、口压力。最大工作压力是防喷器的强度指标。强度指标。按照中华人民共和国石油天然气行业标准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，我国液压防喷液压防喷器的规定，我国液压防喷器的工作压力共分为器的工作压力共分为5级：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液压防喷器的技术参数主要有最大工作压力和公称通径。通径。液压防喷器的公称通径是指防喷器的上下垂直通孔直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。径。公称通径是防喷器的尺寸指标。在在SY505284液压防喷器中规定，

11、我国液压液压防喷器中规定，我国液压防喷器的公称通径共分为防喷器的公称通径共分为9种：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配构成的液最大工作压力与公称通径两个参数相互搭配构成的液压防喷器，在压防喷器，在SY505284液压防喷器中规定了液压防喷器中规定了27个品种的规格系列。个品种的规格系列。公称通径公称通径最大工作压力（最大工作压力（MPa）mmin18071/1621357010523092135701052801114213570105346135/821357010542616

12、3/414213570476183/43570528203/421540211/41435680263/41421 目前，国内能生产的液压防喷器只有目前，国内能生产的液压防喷器只有14MPa14MPa、21MPa21MPa、35MPa35MPa、70MPa70MPa四种，国内常用的公称四种，国内常用的公称通径多为通径多为230mm230mm（99）、）、280mm280mm（1111）、）、346mm346mm（13135 5/8 8）、）、540mm540mm（21211 1/4 4 ）四钟。）四钟。井口防喷器部件代码和压力代码：井口防喷器部件代码和压力代码：防喷器部件代码：防喷器部件代码：

13、代码代码 部件名称部件名称 代码代码 部件名称部件名称 A 环形防喷器环形防喷器 Rd 双闸板防喷器双闸板防喷器 G 旋转头旋转头 Re 三闸板防喷器三闸板防喷器 R 单闸板防喷器单闸板防喷器 S 钻井四通钻井四通M=1000PSI 额定工作压力额定工作压力API防喷器组描述举例：防喷器组描述举例：“5M135/8SRRA”表示工作压力为表示工作压力为5000PSI，防喷器芯子通径为，防喷器芯子通径为135/8，各部件从，各部件从下往上依次为：钻井四通、单闸板防喷器、单下往上依次为：钻井四通、单闸板防喷器、单闸板防喷器和环形防喷器。闸板防喷器和环形防喷器。国内液压防喷器的新型号表示是：国内液压

14、防喷器的新型号表示是：单闸板防喷器单闸板防喷器 FZ公称通径公称通径最大工作压力最大工作压力双闸板防喷器双闸板防喷器 2FZ公称通径公称通径最大工作压力最大工作压力三闸板防喷器三闸板防喷器 3FZ公称通径公称通径最大工作压力最大工作压力环形防喷器环形防喷器 FH公称通径公称通径最大工作压力最大工作压力 型号字头仍为汉语拼音字母组成，公称通型号字头仍为汉语拼音字母组成，公称通径的单位为径的单位为cm，并取其圆整值，最大工作压，并取其圆整值，最大工作压力的单位为力的单位为MPa。例如，公称通径例如，公称通径230mm，最大工作压力为，最大工作压力为21 MPa的单闸板防喷器，其型号为：的单闸板防喷

15、器，其型号为：FZ23-21。公称通径公称通径346mm，最大工作压力为，最大工作压力为35MPa的的双闸板防喷器，其型号为：双闸板防喷器，其型号为：2FZ35-35。在钻井过程中，通常油气井井口所安装的部件在钻井过程中，通常油气井井口所安装的部件自下而上的顺序为：自下而上的顺序为：套管头套管头四通四通单闸板防单闸板防喷器喷器双闸板防喷器双闸板防喷器环形防喷器环形防喷器 防溢管防溢管。井口所装防喷器类型、数量、压力系统、通径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。情况，配套标准均不一样。23

16、2323一套液压控制系统及一套液压控制系统及2-32-3个遥控操作面板。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一套与防喷器组额定工作压力相一致的阻流压井管汇。井管汇。包括方钻杆上下旋塞与回压阀在内的钻具内防包括方钻杆上下旋塞与回压阀在内的钻具内防喷器。喷器。安装一套自动灌泥浆系统的监测仪表装置。安装一套自动灌泥浆系统的监测仪表装置。252525 环形防喷器环形防喷器 环形防喷器有三种类型：锥型胶芯环形防喷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。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，其工作原理基本这三种

17、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：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，消失，胶芯靠自身橡胶的弹性向外伸张恢复原状，井口全开。井口全开。能够在不同尺寸钻柱的任何部位上关闭。能够在不同尺寸钻柱的任何部位上关闭。能够关闭空井。能够关闭空井。能够关闭套管、钢丝绳、电缆、试油抽子等工具。能够关闭套管、钢丝绳、电

18、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下活动钻具或强行起下1818坡度的钻杆。但不能坡度的钻杆。但不能旋转钻具。旋转钻具。海德利尔（海德利尔（HydrilHydril）防喷器有一个锲形的）防喷器有一个锲形的“压紧活塞压紧活塞”在在它向上移动时，防喷器芯子抱住钻柱实现密封。它向上移动时，防喷器芯子抱住钻柱实现密封。雪福龙（雪福龙（ShafferShaffer）球形防喷器的活塞推动一个球形罩上）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。的胶芯上行这个力使防喷器芯子抱住钻柱。卡麦隆（卡麦

19、隆（CameronCameron）环形防喷器的活塞直接将胶芯向上推）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。封住管子周围空间实现关井。海德利尔（海德利尔（HydrilHydril）环形防喷器有三钟型号：）环形防喷器有三钟型号：MSPMSP、GKGK、GLGL。Hydril-GKHydril-GK型环形防喷器是使用最普遍的一种，型环形防喷器是使用最普遍的一种，只有这种型号环形防喷器对井眼压力的大小产生只有这种型号环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关闭压力大约800PSI800PSI，在井

20、眼压力上升时，防喷，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，而器的关闭压力基本不变或高出很小，而Hydril-GKHydril-GK对对“井眼压力激变井眼压力激变”反应非常敏感，所以，当井反应非常敏感，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。防喷器芯子，这种作用只有这种防喷器才有。313131 Hydril-GL Hydril-GL是一种水下防喷器，它对是一种水下防喷器，它对“井眼压力激变井眼压力激变”的反应没有的反应没有GKGK强烈。强烈。GLGL有一个平衡腔以帮助补偿由于水深增加而有

21、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，导管内钻井后压力增加之间的压力差值，在水深超过在水深超过12001200英尺的地方，建议使用这英尺的地方，建议使用这种平衡腔。种平衡腔。333333 Hydril-MSP Hydril-MSP一般可用作浅天然气层的一般可用作浅天然气层的分流器，分流器，Hydril2000Hydril2000系列是该系列的低压系列是该系列的低压防喷器。防喷器。MSP500MSP500（29291 1/2 2）HydrilHydril防喷器是防喷器是唯一无开启腔的防喷器，打开防喷器时放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

22、自动打开（只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）。有一个关闭室，没有打开室或第二室）。353535363636373737顶盖能快速松开，更换胶芯容易。顶盖能快速松开，更换胶芯容易。体轻、高度低。体轻、高度低。关闭压力低。关闭压力低。适应硫化氢环境。适应硫化氢环境。可封空井（但不提倡）。可封空井（但不提倡）。可获得井压助封。可获得井压助封。CAMERON CAMERON环形防喷器分为环形防喷器分为A A、D D型。型。A A型、型、D D型环形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

23、：形防喷器。工作特性有：可以关闭空井（但不推荐）。可以关闭空井（但不推荐）。用于海底须较高关闭压力。用于海底须较高关闭压力。可以获得少许的井压助封。可以获得少许的井压助封。无预测活塞运行装置。无预测活塞运行装置。SHAFFERSHAFFER环形防喷器有环形防喷器有NLNL。其工作特点：。其工作特点：用下送工具可以更换胶芯。用下送工具可以更换胶芯。不可封闭空井。不可封闭空井。不可获得井压助封，关闭压力比套压高约不可获得井压助封，关闭压力比套压高约3.5MPa3.5MPa（500PSI500PSI）。）。只有大孔径型。只有大孔径型。REGANREGAN雷根有雷根有KFLKFL和和TORVSTORV

24、S两种，两种，“KFL”KFL”的特点是；的特点是；414141主要用于修井和生产，最大工作压力主要用于修井和生产，最大工作压力21MPa21MPa（3000PSI3000PSI）。）。可密封任何直径物体。可密封任何直径物体。在全工作压力情况下，可封闭空井。在全工作压力情况下，可封闭空井。而而“TORVS”TORVS”的特点是；的特点是；434343444444环形防喷器胶芯环形防喷器胶芯 环形防喷器的主要部件是胶芯密封件（又称环形防喷器的主要部件是胶芯密封件（又称为盘根单元），国产胶芯是用丁晴橡胶硫化而成，为盘根单元），国产胶芯是用丁晴橡胶硫化而成，使用温度使用温度-10-10100100，

25、适用于水基钻井液环境。，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，如料不一样，如HydrilHydril环形防喷器使用的胶芯种类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。材料使用条件不同。可根据现场条件选择。在现场不做封零试验，但应按规定做封环试验。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。提前

26、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。而导致井口失控。不许用微开环形防喷器的办法泄降套压。不许用微开环形防喷器的办法泄降套压。严禁将环形防喷器当作刮泥器用。严禁将环形防喷器当作刮泥器用。关井强行起下钻作业，只能通过具有关井强行起下钻作业，只能通过具有1818坡度的对焊钻杆接头。坡度的对焊钻杆接头。关井液控油压不宜过大，液压油压最大不关井液控油压不宜过大，液压油压最大不允许超过允许超过15MPa15MPa，通常关井

27、液压控油压力不，通常关井液压控油压力不超过超过10.5MPa10.5MPa（1500PSI1500PSI）。）。不许长期关闭环形防喷器，因为胶芯在长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，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，所以环形防喷器漏，进而导致井口失控，所以环形防喷器关井时间越短越好。关井时间越短越好。胶芯备件应妥善保管，

28、保管不善会降低使用寿命，胶芯备件应妥善保管，保管不善会降低使用寿命，早期损坏。早期损坏。胶芯应放置在终年常温（胶芯应放置在终年常温（2727以下）干燥的以下）干燥的暗室内，切勿暴露在室外日晒雨淋。胶芯应运离暗室内，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。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。有效年限到期报废。515151525252 闸板防喷器主要由壳体、侧门、油缸、活塞

29、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，闸板缩入闸板室内与闸板，迅速离开井眼中心，闸板缩入闸板室内实现开井。实现开井。井内有钻柱、油管和套管时，利用管子闸板防喷井内有钻柱、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

30、的。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。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，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。并达到全封井的目的。可变径芯子的防喷器，可适用于几个不同尺寸的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。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。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通过防喷器壳

31、体侧门出口可以进行循环和阻流压井作业。井作业。陆上钻井队所用闸板防喷器不配备剪切闸板，陆上钻井队所用闸板防喷器不配备剪切闸板，只用于海洋。只用于海洋。国产防喷器一般不能悬挂钻柱，进口的闸板国产防喷器一般不能悬挂钻柱，进口的闸板防喷器悬挂钻柱功能也不同，有的允许承重，有防喷器悬挂钻柱功能也不同，有的允许承重，有的不允许承重。的不允许承重。闸板防喷器闸板可以长期使用，但不宜上下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。活动钻具，关井不能旋转钻具。闸板防喷器密封井口，同时具有四处密封，否则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：不能达到有效的封井，即

32、：闸板顶部与壳体的密封。闸板顶部与壳体的密封。闸板前部与管子的密封。闸板前部与管子的密封。壳体与侧门间的密封。壳体与侧门间的密封。侧门腔与活塞杆间的密封。侧门腔与活塞杆间的密封。585858闸板能自动清砂闸板能自动清砂 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。堵塞，减少了闸板运动阻力和磨损。具有井压助封作用。具有井压助封作用。自动对中，闸板压块的前方制有突出的导

33、自动对中，闸板压块的前方制有突出的导向块与相应的凹槽，当闸板向井眼中心运向块与相应的凹槽，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动时，导向块可迫使偏心管柱移向井眼中心，顺利实现封井。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闸板防喷器都装有手动机械锁紧装置或自动锁紧装置。动锁紧装置。防喷器液压关井后，采用机械方法将闸防喷器液压关井后，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免长期关井憋漏油管并防止“开井失控开井失控”的误操作事故。的误操作事故。一旦液控系统发生故障，可以手动操作一旦液控系统发生故

34、障，可以手动操作实现闸板关井动作。实现闸板关井动作。闸板手动锁紧后，压井作业完成后需打开闸板时，首闸板手动锁紧后，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，在液控失效情况下，闸板防喷器不能进行关井动作井，在液控失效情况下，闸板防喷器不能进行关井动作（常用于海洋钻井）。（常用于海洋钻井）。Hydril 18H

35、ydril 183 3/4 415001500闸板防喷器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。使后离合器紧贴前离合器保证不脱开，仍能有自锁功能。636363n闸板密封件的上部和下部表面都安装有钢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

36、储备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，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。处移动而保持密封。闸板防喷器可分为：闸板防喷器可分为：单闸板、双闸板、三闸板三种。单闸板、双闸板、三闸板三种。而闸板的结构有四种类型：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、剪切闸板全封闸板、管子闸板、可变径芯子闸板、剪切闸板 656565666666676767686868696969HYDRIL“

37、U”HYDRIL“U”型闸板防喷器。型闸板防喷器。707070HYDRIL“X”HYDRIL“X”型闸板防喷器。型闸板防喷器。717171卡麦隆卡麦隆“U”U”型闸板防喷器。型闸板防喷器。727272卡麦隆卡麦隆“F”F”型闸板防喷器型闸板防喷器737373卡麦隆卡麦隆“QRC”QRC”型闸板防喷器型闸板防喷器747474卡麦隆卡麦隆“Ss”Ss”型闸板防喷器型闸板防喷器管子闸板尺寸要与正在使用中的钻柱相对应；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液压控制开关压力为10.34MPa(1500 Psi)10.34MPa(1500 Psi)不宜采用过高关不宜采用过高关闭压力避免

38、闸板上的弹性材料磨损增加，活动管子时液压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。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板。当钻杆在井眼中时一般不能关闭全封和剪切闸板。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。井，未液压开井不许上提钻具。767676当环形防喷器不能用时用闸板防喷器在适当的压力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，而且相隔下强行起下钻必须使用两个闸板防

39、喷器，而且相隔距离必须容纳钻杆接头。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。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。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。半封闸板封井后不能转动钻具。777777n半封闸板不能在空井条件下试关井。半封闸板不能在空井条件下试关井。n关闸板防喷器前一般先关环形防喷器。关闸板防喷器前一般先关环形防喷器。n关防喷器动作应持续到闸板防喷器关闭后，确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

40、器才结束。认井口已安全控制，再打开环形防喷器才结束。n如果要关剪切闸板应先关下面一个闸板防喷器如果要关剪切闸板应先关下面一个闸板防喷器防止剪断后钻柱落井。防止剪断后钻柱落井。797979 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。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：防喷器控制系统主要由四部分组成：1 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。

41、又、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：由三部分组成：1 1）油泵组通常包括电动泵、气动泵、和手动泵；）油泵组通常包括电动泵、气动泵、和手动泵；2 2）储能器；储能器；3 3）管路及各种控制阀件。）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喷器实现开关动作8181818282822、主控制面板（又称司钻控制台）。、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、连接管汇。用以将远程控制台、司钻控制台、防喷器、液动防喷

42、阀等部分连接起来，从而形防喷器、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。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、辅助遥控装置，一般安装在监督房或值班房作为备用。作为备用。1 1、在紧急情况下能迅速方便地操作实现关闭防喷器；、在紧急情况下能迅速方便地操作实现关闭防喷器；2 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，、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；并且还有合理的储备；3 3、操作压力源储液器和主控制面板，应安装在离井眼有一、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

43、。远程控制台在井口右前方约定安全距离的位置。远程控制台在井口右前方约2525米；电米；电动钻机在钻台后面约动钻机在钻台后面约2525米；司钻操作面板在司钻操作台附米；司钻操作面板在司钻操作台附近便于操作的位置。近便于操作的位置。4 4、要有备用的防喷器操作装置；、要有备用的防喷器操作装置；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，胶囊中预充个钢瓶中装有胶囊，胶囊中预充7MPa7MPa的氮气。电泵将的氮气。电泵将7MPa7MPa以上的液压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

44、压缩，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至到瓶中油压达到上限压力21MPa21MPa（3000PSI3000PSI）为止，此时胶囊内的氮）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。当油压降到的氮气膨胀将油挤出，油压降低。当油压降到17.5MPa17.5MPa（2600PSI2600PSI），），电泵立即启动向瓶内补充液压油，使油压恢复到电泵立即启动向瓶内补充液压油，使油压恢复到21MPa21MPa（3000PSI300

45、0PSI），），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，一般以壳体容积的一半体只能用氮气，储能器应有足够的液体容量，一般以壳体容积的一半为基础。为基础。8585851、陆地钻机的压力指标、陆地钻机的压力指标 工作压力工作压力 预充压力预充压力 10.34MPa(1500PSI)5.17MPa(750PSI)13.79MPa(2000PSI)6.9MPa(1000PSI)20.69MPa(3000PSI)8.27MPa(1200PSI)2、容积要求、容积要求 储能器容积为所需总

46、容积的储能器容积为所需总容积的1.5倍，还保留有倍，还保留有1200PSI 的压力。的压力。868686n 例题例题1：已知：已知 一个储能器钢瓶内容积是一个储能器钢瓶内容积是37.85升升(球胆球胆体积除外体积除外)预充压力为预充压力为 6.89MPa（1000PSI），额定），额定工作压力为工作压力为20.69MPa（3000PSI），最低使用压力），最低使用压力不小于不小于10.34MPa（1500PSI），求钢瓶可用液体体），求钢瓶可用液体体积。积。解：根据等温膨胀公式计算三种压力下的体积，最低压解：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

47、液体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。体积。P1V1=P2V2=P3V3 P1=6.89MPa V1=37.84升升 P2=20.69MPa P3=10.34MPa878787 P1V1 6.8937.84V2=12.61 升升 P2 20.69 P1V1 6.8937.84V3=25.24 升升 P3 10.34可用体积可用体积 V=V3 V2 =25.24 12.61=12.63888888计算钢瓶数量计算钢瓶数量 例例2 已知：某钻机用一个已知：某钻机用一个HYDRIL135/8 5000GK环形防喷器，关闭用液量为环形防喷器，关闭用液量为68.14升；升；3个个CAM

48、ERON 135/8 1000U型闸板防喷器关闭型闸板防喷器关闭用液量每个为用液量每个为25.66升；升；2个个CAMERON 4”1000F型四通闸门关闭用液量每个为型四通闸门关闭用液量每个为2.23升，升，储能器预充压力为储能器预充压力为6.89MPa（1000PSI），），额定工作压力额定工作压力20.69MPa（3000PSI），每个），每个钢瓶可用液体体积为钢瓶可用液体体积为18.849升，问所需储能器升，问所需储能器钢瓶数量。钢瓶数量。898989解：解：V=68.14+25.663+2.232=149.56升升钢瓶数钢瓶数=(149.561.5)18.849=11.9（约（约12

49、个）个）液压控制系统是通过各种调节阀，各种单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。手柄的操作来实现。909090919191929292目前现场普遍用的是美国的库美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：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、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，能提供大于允许用电的情况下可用气泵加压，能提供大于3000PSI

50、 的压力；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、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；囊损坏不影响系统正常工作；3、储能器工作压力、储能器工作压力3000PSI，而常用控制压力只有，而常用控制压力只有1500PSI；4、采用、采用“气控液气控液”操作方式，远程控制台和司钻控制台，操作方式，远程控制台和司钻控制台，作用互不约束。作用互不约束。939393n 库美控制系统有库美控制系统有40余个部件余个部件n 控制对象控制对象5个个n 正常情况下控制压力：正常情况下控制压力：10.5MPa（1500PSI）套管头套管头 API法兰及钢圈法兰及