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1、井控設(shè)備與井控技術(shù) 一、井控設(shè)備井控設(shè)備系指實(shí)施油氣井壓力控制所需的一整套設(shè)備、儀器儀表和專(zhuān)用工具。(一)油氣鉆井井控設(shè)備的安全配套標(biāo)準(zhǔn)為了滿足油氣井壓力控制的要求，井控設(shè)備必須能在鉆井過(guò)程中對(duì)地層壓力、地層流體、鉆井主要參數(shù)、鉆井液參數(shù)等進(jìn)行準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)；當(dāng)發(fā)生溢流、井噴時(shí)，能迅速控制井口、節(jié)制井眼中流體的排放，并及時(shí)泵人壓井鉆井液使之在維持穩(wěn)定的井底壓力條件下重建井底與地層之間的壓力平衡。即使發(fā)生井噴失控乃至著火事故，也具備有效的處理?xiàng)l件。因此，標(biāo)準(zhǔn)配套的井控設(shè)備應(yīng)由以下主要部分組成。1．以液壓防噴器為主體的鉆井井口，又稱(chēng)防噴器組
2、合。其主要包括： (1)液壓防噴器；(2)套管頭；(3)四通；(4)過(guò)渡法蘭。2．液壓防噴器控制系統(tǒng)。其主要包括： (1)司鉆控制臺(tái)；(2)遠(yuǎn)程控制臺(tái)；(3)輔助遙控控制臺(tái)。3．以節(jié)流管匯為主的井控管匯。其主要包括： (1)節(jié)流管匯及液動(dòng)節(jié)流閥控制箱；(2)放噴管線；(3)壓井管匯；(4)注水管線；(5)滅火管線；(6)反循環(huán)管線。(二)液壓防噴器組合液壓防噴器組合選擇包括壓力級(jí)別、公稱(chēng)尺寸(通徑)、組合形式及控制系統(tǒng)的控制點(diǎn)數(shù)的選擇等。選擇液壓防噴器組合應(yīng)考慮的因素主要有：井的類(lèi)別、地層壓力、套管尺寸、地層流體類(lèi)型、人員技術(shù)狀況、
3、工藝技術(shù)要求、氣候影響、交通條件、物資供應(yīng)狀況以及環(huán)境保護(hù)要求等?？傊?，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)平衡鉆井，確保鉆井安全和節(jié)省鉆井費(fèi)用。1．壓力級(jí)別的選擇 液壓防噴器組合的工作壓力取決于所用套管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度、套管鞋處裸眼地層的破裂壓力和預(yù)計(jì)所承受的最大井口壓力。但主要是根據(jù)防噴器組合預(yù)計(jì)承受的最大井口壓力來(lái)決定。 防噴器壓力級(jí)別共有五種：14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、140MPa。2．通徑的選擇 防噴器組合的通徑取決于井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的套管尺寸，即必須略大于所連套管的外徑?！ 》绹娖魍◤焦灿芯欧N：180mm、230mm、
4、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、540mm、680mm。其中現(xiàn)場(chǎng)常用的有230mm、280mm、346mm、540mm。3．組合形式的選擇 選擇組合形式主要根據(jù)地層壓力、鉆井工藝要求、鉆具結(jié)構(gòu)及設(shè)備配套情況。 14MPa防噴器組合有四種形式供選擇(見(jiàn)圖2—6)?！ ?1MPa和35MPa防噴器組合有兩種形式供選擇(見(jiàn)圖2—7)?！ ?0MPa和105MPa防噴器組合有兩種形式供選擇(見(jiàn)圖2—8)。 為了安全期間，各種組合形式應(yīng)配備1～2個(gè)鉆井四通。鉆井四通有兩個(gè)主要作用，一是便于連接井控管匯；二是保護(hù)防噴
5、器，處長(zhǎng)其使用壽命。如果鉆井液中含有大量的巖屑，砂粒和化學(xué)藥品，甚至有金屬屑，會(huì)加快防噴器的磨損、沖蝕，而縮短其使用壽命。 4．控制系統(tǒng)控制點(diǎn)數(shù)的選擇 控制點(diǎn)數(shù)除滿足選擇的防噴器組合所需要的控制數(shù)外，還需增加兩個(gè)控制點(diǎn)數(shù)，用來(lái)控制兩個(gè)液動(dòng)閥，或用來(lái)控制一個(gè)液動(dòng)閥，另一個(gè)作為備用。(三)環(huán)形防噴器1．結(jié)構(gòu)與原理發(fā)生溢流關(guān)閉環(huán)型防噴器時(shí)，從控制系統(tǒng)來(lái)的高壓油進(jìn)入關(guān)閉腔，推動(dòng)活塞上行，在頂蓋的限制下，迫使膠芯向心運(yùn)動(dòng)，支撐筋相互靠攏，將其間的橡膠擠向井口中心，實(shí)現(xiàn)密封鉆具，或全封井口。打開(kāi)時(shí)，從控制系統(tǒng)來(lái)的高壓油進(jìn)入開(kāi)啟腔，推動(dòng)活塞下行，膠芯
6、在本身橡膠彈性力作用下復(fù)位，將井口打開(kāi)。2．類(lèi)型與技術(shù)規(guī)范 (1)類(lèi)型 現(xiàn)場(chǎng)常用環(huán)形防噴器的類(lèi)型按其密封膠芯的形狀可分為球型環(huán)形防噴器、錐型環(huán)形防噴器和組合型環(huán)形防噴器?！ ?2)技術(shù)規(guī)范 常用環(huán)形防噴器技術(shù)規(guī)范見(jiàn)表2—10和表2—11(以華石二機(jī)廠的環(huán)形防噴器為例)。3．功能 主要功能是： (1)在鉆進(jìn)、取心、測(cè)井等作業(yè)中發(fā)生溢流或井噴時(shí)，能封閉方鉆桿、鉆桿、取心工具、電纜、鋼絲繩等工具與井筒所形成的環(huán)形空間?！ ?2)當(dāng)井內(nèi)無(wú)管具時(shí)能全封閉井口?！ ?3)在使用減壓調(diào)壓閥或緩沖儲(chǔ)能器控制的情況下，能通過(guò)180臺(tái)肩的對(duì)焊鉆桿接頭
7、強(qiáng)行起下鉆具，但起下速度要慢，過(guò)接頭時(shí)要更慢(不大于0．2m／s)，強(qiáng)行起下鉆具時(shí)的關(guān)井壓力可適當(dāng)降低，允許膠芯與鉆桿之間有少量泄漏。能否進(jìn)行強(qiáng)行起下鉆具作業(yè)還必須考慮井下情況和安全施工的條件。4．使用安全技術(shù)要求(1)在防噴器現(xiàn)場(chǎng)安裝后，應(yīng)按最新試壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試壓。(2)進(jìn)入目的層后，每起下鉆兩次，要試關(guān)防噴器一次以檢查封井效果。如發(fā)現(xiàn)膠芯失效或其他問(wèn)題，應(yīng)立即更換處理。(3)在井內(nèi)有鉆具發(fā)生井噴時(shí)，可先用環(huán)型防噴器控制井口，但盡量不作長(zhǎng)時(shí)間封井。一則因?yàn)槟z芯易過(guò)早損壞，再則無(wú)鎖緊裝置。非特殊情況，不作封閉空井。封空井時(shí)最大井壓為額定
8、工作壓力的一半。(4)防噴器處于封井狀態(tài)時(shí)，允許上下活動(dòng)鉆具，但不允許旋轉(zhuǎn)鉆具。同樣，在鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不允許關(guān)閉防噴器，以防膠芯磨損。(5)嚴(yán)禁打開(kāi)環(huán)開(kāi)防噴器來(lái)泄掉井口壓力，以防刺環(huán)膠芯。(6)
