1、井控设备概述井控设备概述 井控设备作为钻井工程的手段、已发展成一套井控设备作为钻井工程的手段、已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保障，保护了钻井人员、钻井设备以及油气井的生产安全。为此，钻井人员对井控设备必须具有一定产安全。为此，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功能，确保钻井作业安全、优质与高速发挥应有的功能，确保钻井作业安全、优质与高速，使我国的石油与天然气工业获得更大的发展，使我国的石油
2、与天然气工业获得更大的发展。一、井控设备概述一、井控设备概述 二、井控装备的功能二、井控装备的功能(1)预防井喷。保持井筒内泥浆静液柱压力始终预防井喷。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。略大于地层压力，防止井喷条件的形成。(2)及时发现溢流。对油气井进行监测，以便尽及时发现溢流。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。早发现井喷预兆，尽早采取控制措施。二、井控装备的功能二、井控装备的功能(3)迅速控制井喷。溢流、井涌、井喷发生后，迅速关井，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。实施压井作业，对油气
3、井重新建立压力控制。(4)处理复杂情况。在油气井失控的情况下，进行灭火抢险处理复杂情况。在油气井失控的情况下，进行灭火抢险等作处理作业。等作处理作业。三、井控设备的组成井控设备的组成井控设备的组成 (1) 井口防喷器组。井口防喷器组。 (2) 控制装置。控制装置。 (3) 节流与压井管汇。节流与压井管汇。 (4) 钻具内防喷工具钻具内防喷工具。井控设备的组成井控设备的组成 (5) 加重钻井液装置。加重钻井液装置。 (6) 起钻灌泥浆装置。起钻灌泥浆装置。 (7) 钻井液气体分离器。钻井液气体分离器。 (8) 监测仪表。监测仪表。井口防喷器组控制装置节流管汇1节流管汇2压井管汇钻具内的防喷工具钻
4、具内的防喷工具投入式止回阀旋塞阀箭型止回阀（1）箭型止回阀（2）加重钻井液装置加重钻井液装置起钻灌泥浆装置液气分离器液面标尺液压防喷器的特点关井动作迅速操作方便安全可靠现场维修方便四、液压防喷器的工作压力与公称通径四、液压防喷器的工作压力与公称通径l按中华人民共和国石油与天然气行业标按中华人民共和国石油与天然气行业标准准SY5053-91SY5053-91液压防喷器液压防喷器规定规定, ,我国我国液压防喷器的最大工作压力共分为液压防喷器的最大工作压力共分为5 5级。级。即即14MPa14MPa、 21 MPa21 MPa、 35 MPa35 MPa、 70 MPa70 MPa、105MPa 1
5、05MPa 。 四、液压防喷器的工作压力与公称通径四、液压防喷器的工作压力与公称通径我国液压防喷器常用的公称通径尺寸有：我国液压防喷器常用的公称通径尺寸有： 180mm(7180mm(71 1/ /1616)、 230mm(9)230mm(9)、 280mm(11)280mm(11)、 346mm(13346mm(135 5/ /8 8)、426mm(16426mm(163 3/ /4 4)、476mm(18476mm(183 3/ /4 4) ) 、 528mm(20528mm(203 3/ /4 4)、540mm(21540mm(211 1/ /4 4)、680mm( 26680mm( 2
6、63 3/ /4 4)。其中现场常用的有其中现场常用的有230mm230mm、280mm280mm、346mm346mm、540mm540mm。四、液压防喷器的参数相互搭配四、液压防喷器的参数相互搭配l最大工作压力与公称通径两个参数相互最大工作压力与公称通径两个参数相互搭配所构成的液压防喷器，在搭配所构成的液压防喷器，在SY505284液压防喷器液压防喷器中确定了中确定了28个品种的个品种的规格系列，见下表。规格系列，见下表。我国液压防喷器的系列我国液压防喷器的系列公称通径公称通径最大工作压力最大工作压力MPa mmin18071/1621357010523092135701052801114
7、213570105346135/8213570105426163/414213570476183/43570528203/421540211/41435680263/41421五、液压防喷器组合的选用l合理选用井控装置组合或配置是安全、顺利、高效钻合理选用井控装置组合或配置是安全、顺利、高效钻井的重要环节。液压防喷器组合选择包括压力级别、井的重要环节。液压防喷器组合选择包括压力级别、通径尺寸、组合形式及控制系统的控制点数等。选择通径尺寸、组合形式及控制系统的控制点数等。选择液压防喷器组合应考虑的因素主要有：井的类别、地液压防喷器组合应考虑的因素主要有：井的类别、地层压力、套管尺寸、地层流体类型
8、、人员技术状况、层压力、套管尺寸、地层流体类型、人员技术状况、工艺技术要求、气候影响、交通条件、物资供应状况工艺技术要求、气候影响、交通条件、物资供应状况以及环境保护要求等。总之，应能实现平衡钻井，确以及环境保护要求等。总之，应能实现平衡钻井，确保钻井安全和节省钻井费用。保钻井安全和节省钻井费用。六、液压防喷器的型号六、液压防喷器的型号 我国液压防喷器的型号规定：型号的字我国液压防喷器的型号规定：型号的字头为头为 汉语拼音字母组成，公称通径的单位为汉语拼音字母组成，公称通径的单位为厘米并取其圆整值，最大工作压力的单位以厘米并取其圆整值，最大工作压力的单位以MPa表示。即表示。即: 六、液压防喷
9、器的型号六、液压防喷器的型号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 第二章第二章 环形防喷器环形防喷器 环形防喷器，环形防喷器，是由于其封井元是由于其封井元件件胶芯胶芯呈环状呈环状而得名。封井时而得名。封井时环形胶芯被迫向环形胶芯被迫向井眼中心积聚、井眼中心积聚、环抱钻具。环形环抱钻具。环形防喷器常与闸板防喷器常与闸板防喷器配套使用防喷器配套使用。
10、环行防喷的功能环行防喷的功能(1)当井内无钻具时，环形防喷器可用以全封井口当井内无钻具时，环形防喷器可用以全封井口（简称封零）。（简称封零）。(2) 当井内有钻具、套管、电缆时，环形防喷器可当井内有钻具、套管、电缆时，环形防喷器可用以封闭井口的环形空间。用以封闭井口的环形空间。(3) 环形防喷器，在封闭具有环形防喷器，在封闭具有18坡度的对焊钻杆坡度的对焊钻杆时，可进行起下钻作业（又称强行起下钻作）。时，可进行起下钻作业（又称强行起下钻作）。 环形防喷器的类型环形防喷器的类型根据胶芯形状分为根据胶芯形状分为锥形胶芯环形防喷器锥形胶芯环形防喷器球形胶芯环形防喷器球形胶芯环形防喷器组合胶芯环形防喷
11、器组合胶芯环形防喷器环形防喷器的工作原理环形防喷器的工作原理l当发现井涌需要封井时，从控制系统输来的高压当发现井涌需要封井时，从控制系统输来的高压油从壳体下油口进入活塞下部关闭腔推动活塞向油从壳体下油口进入活塞下部关闭腔推动活塞向上运动，迫使胶芯向心运动，支承筋相互靠拢，上运动，迫使胶芯向心运动，支承筋相互靠拢，将其间的橡胶挤向井口中心，实现密封钻具，或将其间的橡胶挤向井口中心，实现密封钻具，或全封闭井口。打开时，液控压力从壳体上油口进全封闭井口。打开时，液控压力从壳体上油口进人活塞上部开启腔，推动活塞下行，胶芯在本身人活塞上部开启腔，推动活塞下行，胶芯在本身弹力作用下复位，将井口打开弹力作用
12、下复位，将井口打开。锥形胶芯环形防喷器的结构锥形胶芯环形防喷器的结构 液压动作液压动作 井压助封井压助封锥形胶芯环形防喷器的结构锥形胶芯环形防喷器的结构顶盖与壳体为丝扣连接顶盖与壳体为丝扣连接锥形胶芯环形防喷器的胶芯锥形胶芯环形防喷器的胶芯球形胶芯环形防喷器的结构球形胶芯环形防喷器的结构 液压动作液压动作井压助封井压助封球形胶芯环形防喷器的胶芯球形胶芯环形防喷器的胶芯组合形胶芯环形防喷器的结构组合形胶芯环形防喷器的结构 组合胶芯环形防喷组合胶芯环形防喷器的胶芯由内外两层器的胶芯由内外两层胶芯组成。内胶芯包胶芯组成。内胶芯包含有只承筋，只承筋含有只承筋，只承筋沿圆周切向配置，支沿圆周切向配置，支
13、承筋的上下端面彼此承筋的上下端面彼此紧靠。紧靠。组合形胶芯环形防喷器的胶芯组合形胶芯环形防喷器的胶芯 组合形胶芯环形防喷器的工作原理组合形胶芯环形防喷器的工作原理 外胶芯纯属橡胶制件，无支承筋，而且橡胶较软。外胶芯纯属橡胶制件，无支承筋，而且橡胶较软。 封井时，活塞在油压作用下向上移动，依靠推盘推举外封井时，活塞在油压作用下向上移动，依靠推盘推举外胶芯；外胶芯被迫向中心变形挤压内胶芯；内胶芯在外胶胶芯；外胶芯被迫向中心变形挤压内胶芯；内胶芯在外胶芯的包围挤压作用下向中心收拢变形，支承筋则转动相应芯的包围挤压作用下向中心收拢变形，支承筋则转动相应角度并向中心平移；于是内胶芯的橡胶迅速向中心聚集，
14、角度并向中心平移；于是内胶芯的橡胶迅速向中心聚集，从而实现封井。从而实现封井。 开井时，活塞向下移动，内外胶芯依靠自身弹性恢复开开井时，活塞向下移动，内外胶芯依靠自身弹性恢复开井状态。井状态。环形防喷器的比较环形防喷器的比较 锥形胶芯锥形胶芯球形胶芯球形胶芯组合胶芯组合胶芯结构复杂程度结构复杂程度简单简单简单简单复杂复杂胶芯封零效果胶芯封零效果好好好好初用时，效果差试初用时，效果差试几次后，效果好几次后，效果好 胶芯寿命胶芯寿命寿命短寿命短寿命长寿命长寿命长寿命长外形特征外形特征径向尺寸偏径向尺寸偏小高度稍高小高度稍高径向尺寸偏径向尺寸偏大高度稍低大高度稍低径向与高度径向与高度尺寸均偏小尺寸均
15、偏小现场更换胶芯现场更换胶芯 的方法的方法井内无钻具时井内无钻具时,直接更换直接更换;有钻有钻具时具时,用切割法用切割法井内无钻具时井内无钻具时,直接更换直接更换;有钻有钻具时具时,用切割法用切割法井内无钻具时井内无钻具时,直直接更换接更换;有钻具时有钻具时,无法更换无法更换现场常用锥形胶芯环行防喷器的技术规范现场常用锥形胶芯环行防喷器的技术规范型号型号公称通径公称通径 mmmm最大工作压力最大工作压力 MpaMpa关井时耗关井时耗 s s液控油压液控油压 MpaMpaFH23-35FH28-35FH35-21230(9 )280(11 )346(135/8 )35352130303010.5
16、10.510.5现场常用球形胶芯环行防喷器的技术规范现场常用球形胶芯环行防喷器的技术规范型号型号公称通径公称通径 mmmm最大工作压力最大工作压力 MpaMpa关井时耗关井时耗 s s液控油压液控油压 MpaMpaFH28-35FH35-35280(11 )346(135/8 )3535303010.510.5 环形防喷器更换胶芯环形防喷器更换胶芯 井内无钻具时，打开井内无钻具时，打开顶盖取出已磨损的胶芯，顶盖取出已磨损的胶芯，放入新胶芯，紧固好顶盖放入新胶芯，紧固好顶盖即可。由于上油腔有防尘即可。由于上油腔有防尘圈封闭，尽管在现场条件圈封闭，尽管在现场条件下，油腔也不会遭受污染下，油腔也不会
17、遭受污染。环形防喷器更换胶芯环形防喷器更换胶芯 井内有钻具时，可井内有钻具时，可采用切割法更换胶芯、如采用切割法更换胶芯、如图示。新胶芯虽有刀割切图示。新胶芯虽有刀割切口，但只要切口规矩平整口，但只要切口规矩平整仍能有效的封井。为了便仍能有效的封井。为了便于在井场更换胶芯，在井于在井场更换胶芯，在井口防喷器组中环行防喷器口防喷器组中环行防喷器总是安装在上部。总是安装在上部。使用环形防喷器强行起下钻使用环形防喷器强行起下钻强行起下钻胶芯的工作状况比较恶劣，胶芯磨损严重，所强行起下钻胶芯的工作状况比较恶劣，胶芯磨损严重，所以为使胶芯寿命延长，不致过早地损坏，必须依照下面程以为使胶芯寿命延长，不致过
18、早地损坏，必须依照下面程序进行操作：序进行操作： 1、先以、先以10.5 MPa的关闭液压关闭防喷器。的关闭液压关闭防喷器。 2、逐渐减小关闭压力，直到有些轻微渗漏，然后进行起、逐渐减小关闭压力，直到有些轻微渗漏，然后进行起下钻下钻 作业。作业。 3、注意起下钻应使用带、注意起下钻应使用带18坡度接头的钻具，坡度接头的钻具，使用环形防喷器强行起下钻使用环形防喷器强行起下钻4、过接头时起下钻的速度不得大于、过接头时起下钻的速度不得大于0.2米米/秒秒5、若在起下钻时不允许有渗漏，那么液控关闭压力应、若在起下钻时不允许有渗漏，那么液控关闭压力应调节到刚好满足密封为止。调节到刚好满足密封为止。6、当
19、关闭压力达到、当关闭压力达到10.5 MPa，胶芯仍漏失严重，说明，胶芯仍漏失严重，说明该防喷器胶芯已严重损坏，应及时处理后在进行强行该防喷器胶芯已严重损坏，应及时处理后在进行强行起下钻作业起下钻作业 使用环形防喷器强行起下钻使用环形防喷器强行起下钻故障判断及排除方法故障判断及排除方法l防喷器封闭不严防喷器封闭不严1）若新胶芯关不严，可多次活动解决。若支承筋靠拢仍）若新胶芯关不严，可多次活动解决。若支承筋靠拢仍 封闭不严则应更换胶芯。封闭不严则应更换胶芯。2）对旧胶芯有严重磨损，脱块，已影响胶芯使用，应及）对旧胶芯有严重磨损，脱块，已影响胶芯使用，应及时更换。时更换。3）若打开过程中长时间未关
20、闭使用胶芯，使杂物沉积于）若打开过程中长时间未关闭使用胶芯，使杂物沉积于胶芯沟槽及其他部位，应清洗胶芯，并按规程活动胶胶芯沟槽及其他部位，应清洗胶芯，并按规程活动胶芯。芯。故障判断及排除方法故障判断及排除方法l防喷器关闭后打不开防喷器关闭后打不开 这是由于长时间关闭后，胶芯产生永久性这是由于长时间关闭后，胶芯产生永久性变形老化或是在用于固井后胶芯下有凝固水泥变形老化或是在用于固井后胶芯下有凝固水泥而造成。在这种情况下，只有清洗或更换胶芯。而造成。在这种情况下，只有清洗或更换胶芯。故障判断及排除方法故障判断及排除方法l防喷器开关不灵活防喷器开关不灵活1）所有管线在连接前，应用压缩空气吹扫。接头）
21、所有管线在连接前，应用压缩空气吹扫。接头要清洗干净。要清洗干净。2）油路有漏失，防喷器长时间不活动，有脏物堵）油路有漏失，防喷器长时间不活动，有脏物堵塞等，均会影响开关的灵活性，所以必须按操塞等，均会影响开关的灵活性，所以必须按操作规程执行。作规程执行。环形防喷器的合理使用环形防喷器的合理使用在现场不做封零实验。在现场不做封零实验。在封井状态下不得转动钻具。在封井状态下不得转动钻具。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。在使用缓冲蓄能器的情况下，封井后能通过具在使用缓冲蓄能器的情况下，封井后能通过具有有18坡度的无细扣对焊钻杆强行起下钻作业。坡度的无细扣对焊钻
22、杆强行起下钻作业。环形防喷器的合理使用环形防喷器的合理使用液控油压不得超过液控油压不得超过10.5MPa。不许长期封井作业。不许长期封井作业。胶芯、备件应妥善保管。胶芯、备件应妥善保管。 闸板防喷器的功用闸板防喷器的功用1、当井内有钻具时，可用与钻具尺寸相应的半、当井内有钻具时，可用与钻具尺寸相应的半 封闸板封闭井口的环形空间。封闸板封闭井口的环形空间。2、当井内无钻具时，可用全封闸板全封井口。、当井内无钻具时，可用全封闸板全封井口。3、当井内有钻具需将钻具剪断并全封井口时，、当井内有钻具需将钻具剪断并全封井口时，可用剪切闸板，迅速剪切钻具全封井口。可用剪切闸板，迅速剪切钻具全封井口。闸板防喷
23、器的功用闸板防喷器的功用4、有些闸板防喷器的闸板允许承重，可用于悬、有些闸板防喷器的闸板允许承重，可用于悬挂钻具。挂钻具。5、闸板防喷器的壳体上有侧孔，在侧孔上连接、闸板防喷器的壳体上有侧孔，在侧孔上连接管线，可用以代替节流管汇，循环钻井液或管线，可用以代替节流管汇，循环钻井液或放喷。放喷。 闸板防喷器的类型闸板防喷器的类型l根据所配置的闸板数量根据所配置的闸板数量 分为：分为： 1、单闸板防喷器、单闸板防喷器 2、双闸板防喷器、双闸板防喷器 3、三闸板防喷器、三闸板防喷器 闸板防喷器的侧孔闸板防喷器的侧孔闸板防喷器的类型闸板防喷器的类型l按闸板形状：按闸板形状： 全全 封封半半 封封闸板防喷
24、器的类型闸板防喷器的类型 按闸板作用：按闸板作用： 剪剪 切切 变变 径径闸板防喷器的结构概况闸板防喷器的结构概况 液液 动动 锁锁 紧紧 式式闸板防喷器的结构概况闸板防喷器的结构概况 手手 动动 锁锁 紧紧 式式闸板防喷器的工作原理闸板防喷器的工作原理 液液 压压 动动 作作闸板防喷器的闸板防喷器的“四处四处”密密封封(1) 闸板前部与管子的密封。闸板前部与管子的密封。(2) 闸板顶部与壳体的密封。闸板顶部与壳体的密封。(3) 侧门与壳体的密封。侧门与壳体的密封。(4) 侧门腔与活塞杆间的密封。侧门腔与活塞杆间的密封。 闸板前部与管子的密封闸板前部与管子的密封 闸闸 板板 顶顶 部部 与与
25、壳壳 体体 的的 密密 封封 壳体与侧门之间的密封图壳体与侧门之间的密封图 侧门腔与活塞杆间的密封侧门腔与活塞杆间的密封闸板防喷器闸板的特点闸板防喷器闸板的特点井压助封井压助封: 井液压力作用在闸板的底井液压力作用在闸板的底部，推举闸板，使闸板顶部，推举闸板，使闸板顶部与壳体凸缘贴紧。显然，部与壳体凸缘贴紧。显然，井液压力愈高闸板顶部与井液压力愈高闸板顶部与壳体的密封效果愈好，这壳体的密封效果愈好，这就是所谓井压对闸板顶部就是所谓井压对闸板顶部的助封作用。的助封作用。闸板防喷器闸板的特点闸板防喷器闸板的特点 井压助封井压助封: 在关井动作过程中，闸板在关井动作过程中，闸板前部有井压所形成的阻力
26、，前部有井压所形成的阻力，与此同时其后部也有井压所与此同时其后部也有井压所形成的。推力与阻力并不相形成的。推力与阻力并不相等，如果不考虑关井过程中等，如果不考虑关井过程中的各种摩擦素损耗，只要油的各种摩擦素损耗，只要油缸活塞上受液压油的作用力缸活塞上受液压油的作用力超过等量井压，活塞就可以超过等量井压，活塞就可以将闸板推向井眼中心。将闸板推向井眼中心。闸板受油压推力与前进阻力的关系闸板受油压推力与前进阻力的关系l如果设活塞截面积为如果设活塞截面积为A；活塞杆截面积为；活塞杆截面积为S；关井油压为；关井油压为p油油；忽略锁紧轴的影响；那么活塞在关井油腔所受油压；忽略锁紧轴的影响；那么活塞在关井油
27、腔所受油压推力当为推力当为p油油A。 则闸板受油压推力则闸板受油压推力p油油A与前进阻力与前进阻力p井井S平衡表达式为平衡表达式为 p油油A= p井井S p井井 / p油油= A /S 设设 A /S= R （称为关闭压力比）；在结构上（称为关闭压力比）；在结构上A 比比S大大的多，国产闸板防喷器其关闭压力比的多，国产闸板防喷器其关闭压力比R为为5-8 即即 p井井 / p油油=6闸板受油压推力与前进阻力的关系闸板受油压推力与前进阻力的关系l当当p井井为为14MPa时，时， p油为油为2.8MPa；l当当p井井为为21MPa时，时， p油为油为4.2MPa；l当当p井井为为35MPa时，时，
28、p油为油为7.0MPa。l由此看来，闸板防喷器关井所需要的液控压由此看来，闸板防喷器关井所需要的液控压力油与所对抗的井压并不相等而是成正比，力油与所对抗的井压并不相等而是成正比，关井所需要的液控压力油一般情况下都不超关井所需要的液控压力油一般情况下都不超过过10.5MPa。闸板防喷器闸板的特点闸板防喷器闸板的特点 自动清沙自动清沙 闸板室底部有两条闸板室底部有两条向井眼倾斜的清砂槽，向井眼倾斜的清砂槽，当闸板开关动作时，当闸板开关动作时，遗留在闸板室底部的遗留在闸板室底部的泥砂被闸板排入清砂泥砂被闸板排入清砂槽并滑落井内。槽并滑落井内。闸板防喷器闸板的特点闸板防喷器闸板的特点 自动对中自动对中
29、 在使用半封闸板时，在使用半封闸板时，闸板压块的前方，制有闸板压块的前方，制有突出的导向块与相应的突出的导向块与相应的凹槽，当闸板向井眼中凹槽，当闸板向井眼中心运动时，导向块迫使心运动时，导向块迫使钻具居中，实现顺利关钻具居中，实现顺利关井。井。 闸板防喷器闸板的特点闸板防喷器闸板的特点闸板的闸板的浮动和自进式密封：浮动和自进式密封： 闸板总成与壳体放置闸板的体腔有一定的间隙，允许闸闸板总成与壳体放置闸板的体腔有一定的间隙，允许闸板在壳体腔内有上下浮动。平时闸板上部胶芯不接触顶板在壳体腔内有上下浮动。平时闸板上部胶芯不接触顶部密封面。而在闸板关井时，闸板室底部高的支承筋和部密封面。而在闸板关井
30、时，闸板室底部高的支承筋和顶部密封面均一渐缓的斜坡，能保证在闸板到达密封部顶部密封面均一渐缓的斜坡，能保证在闸板到达密封部位之前，闸板与壳体之间有充分间隙。实现密封时闸板位之前，闸板与壳体之间有充分间隙。实现密封时闸板前端橡胶首先接触钻具，在活塞推力下，封紧钻具。前端橡胶首先接触钻具，在活塞推力下，封紧钻具。闸板防喷器的侧门闸板防喷器的侧门 可可 旋旋 开开 式式 侧侧 门门闸板防喷器的侧门闸板防喷器的侧门 侧门紧固方式侧门紧固方式闸板防喷器的侧门闸板防喷器的侧门 平直移动式侧门平直移动式侧门 拆换闸板的操作顺序拆换闸板的操作顺序1、使蓄能器装置上相应的换向阀手柄，从开位板到中位、使蓄能器装置
31、上相应的换向阀手柄，从开位板到中位 。2、拆下紧固螺栓，旋开侧门。、拆下紧固螺栓，旋开侧门。3、液压关井，使闸板从侧门腔中伸出。、液压关井，使闸板从侧门腔中伸出。4、拆下旧闸板，装上新闸板，新闸板装正、装平。、拆下旧闸板，装上新闸板，新闸板装正、装平。5、液压开井，使闸板缩回侧门腔内。、液压开井，使闸板缩回侧门腔内。6、在蓄能器上操作，将相应换向阀手柄扳至中位。、在蓄能器上操作，将相应换向阀手柄扳至中位。7、旋闭侧门，上紧螺栓。、旋闭侧门，上紧螺栓。8、试压、试压 开关侧门注意事项开关侧门注意事项侧门不应同时打开。侧门不应同时打开。侧门没充分旋开或没紧固前，都不许进行液压侧门没充分旋开或没紧固
32、前，都不许进行液压动作。动作。旋动侧门时，液控压力油应处于卸压状态。旋动侧门时，液控压力油应处于卸压状态。侧门打开后，液动伸缩闸板时、须挡住侧门。侧门打开后，液动伸缩闸板时、须挡住侧门。侧门的旋开角度闸板防喷器的机械锁紧装置闸板防喷器的机械锁紧装置l闸板防喷器机械锁紧装置的作用闸板防喷器机械锁紧装置的作用 1、当闸板防喷器液动关井后，采用机械的方法将、当闸板防喷器液动关井后，采用机械的方法将闸板固定住，然后将压力油卸掉，以免长期关井闸板固定住，然后将压力油卸掉，以免长期关井蹩漏油管，并防止蹩漏油管，并防止“开井失控开井失控”的误操作事故。的误操作事故。 2、闸板防喷器关井时，一旦液控系统发生故
33、障，、闸板防喷器关井时，一旦液控系统发生故障，可以手动操作实现闸板关井动作。可以手动操作实现闸板关井动作。闸板防喷器的机械锁紧装置闸板防喷器的机械锁紧装置l液压关闭锁紧轴随动机构如图示液压关闭锁紧轴随动机构如图示闸板防喷器的机械锁紧装置闸板防喷器的机械锁紧装置l花键轴套式结构（外观无法判断）花键轴套式结构（外观无法判断）闸板防喷器的机械锁紧装置闸板防喷器的机械锁紧装置 简易锁紧装置简易锁紧装置闸板防喷器的手动锁紧与解锁闸板防喷器的手动锁紧与解锁液压关井后，手动顺时针方向同时旋转两个手液压关井后，手动顺时针方向同时旋转两个手轮，使锁紧轴从活塞内伸出，直到锁紧轴台肩轮，使锁紧轴从活塞内伸出，直到锁
34、紧轴台肩紧贴止推轴承处的挡盘为止，这时手轮也被迫紧贴止推轴承处的挡盘为止，这时手轮也被迫停止转动，再回旋手轮停止转动，再回旋手轮1/41/2圈。（顺旋，圈。（顺旋，到位，回旋）到位，回旋） 解锁方法相反（逆旋，到位，回旋解锁方法相反（逆旋，到位，回旋 ）闸板防喷器的关井操作步骤闸板防喷器的关井操作步骤液压关井，在远程控制台上操作；使蓄能器装置液压关井，在远程控制台上操作；使蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄扳到上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄扳到关位。关位。手动锁紧；顺时针旋转两操作杆手轮，到位后回手动锁紧；顺时针旋转两操作杆手轮，到位后回旋旋1/41/2圈。圈。液控压力油
35、卸压，在远程控制台上操作；使蓄能液控压力油卸压，在远程控制台上操作；使蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄处于中位。柄处于中位。闸板防喷器的开井操作步骤闸板防喷器的开井操作步骤手动解锁；逆时针旋转两操作杆手轮，到位后手动解锁；逆时针旋转两操作杆手轮，到位后回旋回旋1/4 1/2圈。圈。 液动开井，在远程控制台上操作；使蓄能器装液动开井，在远程控制台上操作；使蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄处于开位。处于开位。 液控压力油卸压；在远程控制台上操作；使蓄液控压力油卸压；在远程控制台上操作；
36、使蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄处于中位。阀手柄处于中位。闸板防喷器的手动关井闸板防喷器的手动关井闸板防喷器关井时，一但液控失效，可闸板防喷器关井时，一但液控失效，可采用手动关井。其操作步骤是：采用手动关井。其操作步骤是：首先将蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换首先将蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄扳到关位。向阀手柄扳到关位。手动关井；顺时针旋转两操作杆手轮，到位后回旋手动关井；顺时针旋转两操作杆手轮，到位后回旋1/41/41/21/2圈。圈。操作蓄能器装置上三位四通换向阀手柄，使之处于中操作蓄能器装置上三位四通换
37、向阀手柄，使之处于中位位 液控压力油卸压液控压力油卸压中位（压力油卸压）；中位（压力油卸压）； 开位（高压油进开井腔、低压油回油箱）开位（高压油进开井腔、低压油回油箱）活塞杆的二次密封装置活塞杆的二次密封装置 活塞杆的二次密封活塞杆的二次密封装置，是为闸板防喷器装置，是为闸板防喷器活塞杆与侧门腔的一次活塞杆与侧门腔的一次密封失效后，采取紧急密封失效后，采取紧急补救措施而设置的。补救措施而设置的。活塞杆的二次密封装置活塞杆的二次密封装置l活塞杆的二次密封使用注意事项活塞杆的二次密封使用注意事项预先填放好二次密封脂，专用扳手妥善保管。预先填放好二次密封脂，专用扳手妥善保管。 闸板防喷器投入工作时，
38、应将观察孔处的螺堵卸下。闸板防喷器投入工作时，应将观察孔处的螺堵卸下。 挤注二次密封脂不可过量，以不滴液为准。挤注二次密封脂不可过量，以不滴液为准。闸板防喷器的合理使用闸板防喷器的合理使用1、半封闸板的尺寸应与所封管子外径相对应。半封闸板的尺寸应与所封管子外径相对应。2 2、井中有钻具时禁用全封闸板。、井中有钻具时禁用全封闸板。3 3、长期封井，应采用手动锁紧并将压力油卸压。、长期封井，应采用手动锁紧并将压力油卸压。4 4、开井前，先解锁、后液动开井。、开井前，先解锁、后液动开井。5 5、手动锁紧或解锁时，两手轮必须转够圈数。、手动锁紧或解锁时，两手轮必须转够圈数。6 6、液动开井后，要检查闸
39、板是否全部打开。、液动开井后，要检查闸板是否全部打开。闸板防喷器的合理使用闸板防喷器的合理使用7 7、半封闸板封井后，不得转动钻具。、半封闸板封井后，不得转动钻具。8 8、进入油气层后，每次起钻前，应开关检查一次。、进入油气层后，每次起钻前，应开关检查一次。9 9、半封闸板不准在空井时试关井。、半封闸板不准在空井时试关井。1010、防喷器封井后，应将观察孔处的螺堵卸下。、防喷器封井后，应将观察孔处的螺堵卸下。1111、关井时，先关环形，后关闸板，再打开环形。、关井时，先关环形，后关闸板，再打开环形。 常见故障及处理方法常见故障及处理方法 故障现象故障现象 产生原因产生原因 排除方法排除方法井内
40、介质从壳体与井内介质从壳体与侧门连接处流出侧门连接处流出1、壳体与侧门之间密、壳体与侧门之间密封圈损坏或连接螺栓未封圈损坏或连接螺栓未上紧上紧2、壳体与侧门密封面、壳体与侧门密封面有脏物或损坏有脏物或损坏1、更换损坏的密封圈、更换损坏的密封圈2、紧固该部位全部连接螺、紧固该部位全部连接螺栓，清除表面脏物修复损栓，清除表面脏物修复损坏部位坏部位闸板移动方向与控闸板移动方向与控制阀标示不符制阀标示不符控制台与防喷器连接管控制台与防喷器连接管线接错线接错倒换防喷器的油路管线位倒换防喷器的油路管线位置置液控系统正常，但液控系统正常，但闸板关不到位闸板关不到位闸板接触端有泥砂或其闸板接触端有泥砂或其它物
41、质淤积它物质淤积清洗闸板及侧门清洗闸板及侧门常见故障及处理方法常见故障及处理方法 故障现象故障现象 产生原因产生原因 排除方法排除方法井内介质窜到油井内介质窜到油缸内，使油中含缸内，使油中含水气水气活塞杆密封圈损坏，活活塞杆密封圈损坏，活塞杆变形或表面拉伤塞杆变形或表面拉伤更换损伤的密封圈更换损伤的密封圈或修复损伤的活塞或修复损伤的活塞杆杆防喷器液动部分防喷器液动部分稳不住压稳不住压防喷器油缸、活塞、活防喷器油缸、活塞、活塞杆密封圈损坏或密封塞杆密封圈损坏或密封表面损伤表面损伤更换各处密封圈修更换各处密封圈修复密封表面或更换复密封表面或更换新件新件侧门铰链连接处侧门铰链连接处漏油漏油密封表面拉
42、伤，密封圈密封表面拉伤，密封圈损坏损坏修复密封表面，更修复密封表面，更换密封圈换密封圈常见故障及处理方法常见故障及处理方法 故障现象故障现象 产生原因产生原因 排除方法排除方法闸板关闭后封不闸板关闭后封不住压住压闸板密封胶芯损坏，闸板密封胶芯损坏，壳体闸板腔上部密壳体闸板腔上部密封面损坏封面损坏更换闸板密封胶更换闸板密封胶芯，修复密封面芯，修复密封面液控油路正常，液控油路正常，不能液压开井不能液压开井闸板被泥砂卡住闸板被泥砂卡住清除泥砂，加大清除泥砂，加大液控压力液控压力旋转防喷旋转防喷器器l概述概述 旋转防喷器安装在井口防喷器组最上端，即；卸掉防旋转防喷器安装在井口防喷器组最上端，即；卸掉防
43、溢管、换装以旋转防喷器。旋转防喷器可以封闭钻杆溢管、换装以旋转防喷器。旋转防喷器可以封闭钻杆与方钻杆，并在所限定的井口压力条件下，允许钻具与方钻杆，并在所限定的井口压力条件下，允许钻具转动，实现带压钻井作业（边喷边钻）。转动，实现带压钻井作业（边喷边钻）。 旋转防喷器旋转防喷器的用途的用途 l旋转防喷器旋转防喷器 在钻开油气层时，为防止钻井液柱压力过高而在钻开油气层时，为防止钻井液柱压力过高而对油气层的污染，常采用降低钻井液密度的措对油气层的污染，常采用降低钻井液密度的措施，使钻井液柱压力略低于地层压力，保持井施，使钻井液柱压力略低于地层压力，保持井底轻度溢流。这时井口必须安装旋转防喷器，底轻
44、度溢流。这时井口必须安装旋转防喷器，使井口保持一定的回压边喷边钻，这就是欠平使井口保持一定的回压边喷边钻，这就是欠平衡压力钻井。衡压力钻井。 WILLIAMS 7100第四章第四章 控制装置控制装置控制装置的组成控制装置的组成控制装置的工作原理控制装置的工作原理油箱里的液压油经进油阀、滤清器后，进入电泵或气泵。油箱里的液压油经进油阀、滤清器后，进入电泵或气泵。电泵或气泵将液压油升压并输入蓄能器储存。电泵或气泵将液压油升压并输入蓄能器储存。 蓄能器由若干个钢瓶组成，钢瓶中预充蓄能器由若干个钢瓶组成，钢瓶中预充7MPa的氮气。的氮气。 当蓄能器钢瓶中的油压升至当蓄能器钢瓶中的油压升至21MPa时，
45、电泵或气泵停止时，电泵或气泵停止运转。当蓄能器钢瓶中的油压过份低时，电泵或气泵自运转。当蓄能器钢瓶中的油压过份低时，电泵或气泵自动启动，往钢瓶里补充压力油动启动，往钢瓶里补充压力油 液压能源的制备、储存与补充液压能源的制备、储存与补充 压力油的调节与其流动方向的控制压力油的调节与其流动方向的控制l(1)蓄能器钢瓶里的压力油进入控制管汇后，分蓄能器钢瓶里的压力油进入控制管汇后，分成成两路两路： 一路一路:经经气动气动减压阀将油压降至减压阀将油压降至10.5MPa，再输，再输至控制至控制环形环形防喷器的换向阀。防喷器的换向阀。 一路一路:经经手动手动减压阀将油压降至减压阀将油压降至10.5MPa，
46、然后，然后再经旁通阀输至控制再经旁通阀输至控制闸板闸板防喷器与防喷器与液动平板阀液动平板阀的的换向阀管汇中。换向阀管汇中。 压力油的调节与其流动方向的控制压力油的调节与其流动方向的控制当当10.5MPa的压力油推不动闸板关井时，可的压力油推不动闸板关井时，可打打开旁通阀开旁通阀，使蓄能器的高压油直接进入管汇，使蓄能器的高压油直接进入管汇，利用高压油推动闸板关井。利用高压油推动闸板关井。 在配有氮气瓶组的装置中在配有氮气瓶组的装置中。当蓄能器里的油压。当蓄能器里的油压严重不足时，可利用高压氮气驱动管路里剩余严重不足时，可利用高压氮气驱动管路里剩余的存油、紧急实施防喷器关井动作的存油、紧急实施防喷
47、器关井动作。 压力油的调节与其流动方向的控制压力油的调节与其流动方向的控制控制系统的型号控制系统的型号据石油天燃气工业技术标准SY5053-84的规定FK控制对象控制对象数量数量(用数字表示用数字表示)蓄能器组公称蓄能器组公称总容积总容积，L；用数字表示用数字表示控制方式控制方式（无先导则空白）（无先导则空白）Q-气控；气控；Y-液控；液控；D-电控电控防喷器液压控制系统防喷器液压控制系统名称名称标牌控制系统的类型控制系统的类型液控液型液控液型气控液型气控液型电控液型电控液型根据换向阀根据换向阀的遥控式分的遥控式分三种控制系统的比较三种控制系统的比较 控制系统名称控制系统名称 适用场合适用场合
48、 液控液型液控液型 陆地钻井陆地钻井 气控液型气控液型 陆地钻井陆地钻井 电控液型电控液型 海洋钻井海洋钻井 由于气控液型比液控液型的信号传输快，由于气控液型比液控液型的信号传输快，且安全、经济、无污染，故气控液型的控且安全、经济、无污染，故气控液型的控制系统得到广泛的应用。制系统得到广泛的应用。控制装置的工作原理控制装置的工作原理气压遥控气压遥控 (1)压缩空气经分水滤气器、油雾器后，再经气压缩空气经分水滤气器、油雾器后，再经气源总阀输至诸空气换向阀。源总阀输至诸空气换向阀。 (2)空气换向阀控制蓄能器装置上二位气缸的动空气换向阀控制蓄能器装置上二位气缸的动作。从而控制蓄能器装置上相应的换向
49、阀手柄，作。从而控制蓄能器装置上相应的换向阀手柄，间接控制井口防喷器的开关动作。间接控制井口防喷器的开关动作。控制装置的工作原理控制装置的工作原理(3)控制环形防喷器开关的供油管路上装有气动控制环形防喷器开关的供油管路上装有气动减压阀。该阀由遥控装置或蓄能器装置上的调减压阀。该阀由遥控装置或蓄能器装置上的调压阀调控。压阀调控。 (4)遥控装置上的四个压力表，其中三个表压是遥控装置上的四个压力表，其中三个表压是通过压力变送器后、显示蓄能器装置上的三个通过压力变送器后、显示蓄能器装置上的三个表压值表压值 控制装置的工作原理控制装置的工作原理控制装置的工作原理控制装置的工作原理控制装置的工作原理控制
50、装置的工作原理FKQ4005A控制装置控制装置FKQ4005A控制装置型号说明控制装置型号说明FK Q 400 5 A 第一次改进 控制对象数量：5个 蓄能器公称总容积：400L 遥控方式：气控 地面防喷器控制装置控制装置主要部件控制装置主要部件1、储能器、储能器结构：蓄能器由若干个结构：蓄能器由若干个 钢瓶钢瓶组成，每个钢瓶中装有胶囊，组成，每个钢瓶中装有胶囊，胶囊中充有胶囊中充有7 MPa的氮气。的氮气。 工作原理：利用储能器胶囊工作原理：利用储能器胶囊中氮气的压缩、膨胀来储存和中氮气的压缩、膨胀来储存和释放能量的。释放能量的。控制装置主要部件控制装置主要部件工作原理：工作原理：电泵或气泵
