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1、井下作業(yè)井控設(shè)備井下作業(yè)井控設(shè)備概述井控設(shè)備是指為實(shí)施油、氣、水井壓力控制技術(shù)而設(shè)置的一整套專用的設(shè)備、儀器、儀表和專用工具。井控設(shè)備應(yīng)具有以下功用:1預(yù)防井噴。2及時(shí)發(fā)現(xiàn)益流。3迅速控制井噴。4處理復(fù)雜情況。是對(duì)井噴事故進(jìn)行預(yù)防、監(jiān)測(cè)、控制、處理的必備裝置。通過(guò)井控裝置可以做到有控施工,既可以減少對(duì)油氣層的損害,又可以保護(hù)套管,防止井噴和井噴失控,實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、環(huán)保作業(yè)。井下作業(yè)井控設(shè)備井控裝置在工藝上主要解決三個(gè)基本問(wèn)題:一是密封問(wèn)題:即在井下作業(yè)過(guò)程中,確保油管及油套管環(huán)形空
2、間不外泄。二是加壓?jiǎn)栴}:即在起下管柱作業(yè)時(shí),井內(nèi)壓力對(duì)油管上頂力超過(guò)油管本身的重量時(shí),控制油管上頂。三是節(jié)流壓井問(wèn)題:即在井下作業(yè)過(guò)程中,確保在不同工況下可以成功實(shí)施壓井措施。井下作業(yè)井控設(shè)備井控裝置主要由檢測(cè)設(shè)備、控制設(shè)備、處理設(shè)備三部分組成:檢測(cè)設(shè)備有:氣體測(cè)量設(shè)備、液面測(cè)量?jī)x、密度計(jì)、粘度計(jì)。控制設(shè)備有:防噴器、內(nèi)防噴工具、采油樹(shù)。處理設(shè)備有:節(jié)流管匯、壓井管匯、除氣器、引流放噴裝置、地面加壓及其它輔助設(shè)備等。防噴器的表示方式防噴器:是井下作業(yè)井控必須配備的防噴裝置,對(duì)預(yù)防和處理井噴有非常
3、重要的作用;是井口的密封工具。表示工作壓力MPa表示通徑cm表示類型H、Z、SF表示防噴器表示單、雙、三閘板數(shù)解釋防噴器的型號(hào):1.2FZ35-21雙閘板防噴器通徑35cm,工作壓力21MPa2.FH35-35環(huán)形防噴器通徑35cm,工作壓力35MPa防噴器的類型目前防噴器主要是液壓防噴器。根據(jù)密封方式的不同可分為環(huán)型防噴器、閘板防噴器和旋轉(zhuǎn)防噴器。防噴器旋轉(zhuǎn)防噴器環(huán)形防噴器閘板防噴器雙閘板防噴器三閘板防噴器單閘板防噴器液壓閘板防噴器手動(dòng)閘板防噴器錐形膠芯防噴器筒型膠芯防噴器球形膠芯防噴器防噴設(shè)
4、備選擇及防噴器壓力等級(jí)1防噴設(shè)備選擇主要考慮:壓力級(jí)別、通徑尺寸、組合形式。2中石油規(guī)定防噴器按額定工作壓力分:14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa五個(gè)壓力級(jí)別。3大慶油田使用的封井器的壓力等級(jí)是7MPa。1.功用A.當(dāng)井內(nèi)有管柱時(shí),能用一種膠芯封閉管柱與井口形成的環(huán)形空間。B.空井時(shí)能全封井口。C.在進(jìn)行鉆銑、套磨、測(cè)井及打撈井下落物的過(guò)程中,若發(fā)生溢流、井噴時(shí),能封住方鉆桿、電纜、鋼絲繩以及處理事故所用的工具與井口所形成的空間。D.能對(duì)管柱進(jìn)行強(qiáng)行起下作業(yè)。(一)環(huán)形
5、防噴器E.遇嚴(yán)重溢流或井噴時(shí),用來(lái)配合防噴器及節(jié)流管匯實(shí)現(xiàn)軟關(guān)井。1)錐型膠芯防噴器(1)錐型膠芯防噴器結(jié)構(gòu)錐型膠芯防噴器主要由殼體、承托膠芯的支持筒、活塞、膠芯、頂蓋、防塵圈、螺栓、蓋板、吊環(huán)、擋圈、上接頭、下接頭組成。圖2—1錐型膠芯環(huán)形防噴器結(jié)構(gòu)(2)錐形膠芯防噴器工作原理工作原理:在使用時(shí)是靠液壓操作的,液壓系統(tǒng)的壓力油通過(guò)殼體上的下接頭進(jìn)入液缸,推動(dòng)活塞向上移動(dòng),由于活塞錐面的推動(dòng)而擠壓膠芯,膠芯頂面有頂蓋限制,使膠芯徑向收縮緊抱鉆具,或當(dāng)井內(nèi)無(wú)鉆具時(shí)完全將空間封死。當(dāng)需要打開(kāi)時(shí),操縱
6、液壓系統(tǒng),使壓力油從上面的接頭進(jìn)入上液缸,同時(shí)下液缸回油,活塞下行,膠芯在彈性作用下逐漸恢復(fù)原形,井口打開(kāi)。此防噴器一般完成關(guān)井動(dòng)作的時(shí)間不大于30s,打開(kāi)時(shí)間稍長(zhǎng)。環(huán)形防噴器盡量不用作長(zhǎng)時(shí)間封井,封井液控油壓不應(yīng)過(guò)大,液控油壓最大不允許超過(guò)15MPa。通常,封井液控油壓不應(yīng)超過(guò)10.5MPa。(3)錐形膠芯防噴器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A.膠芯:膠芯是環(huán)形防噴器的核心部件。a.錐角??;b.強(qiáng)度高;c.井壓助封;d.儲(chǔ)膠量大,壽命長(zhǎng);e.壽命可測(cè);f.彈性恢復(fù)性好;g.更換膠芯容易;h.膠芯存在老化現(xiàn)象。B.活
7、塞是環(huán)行防噴器的重要零件。a.錐角小,關(guān)井省力;b.扶正性能好,不能在工作時(shí)卡死;c.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,拆裝方便。C.密封一處定密封,三處動(dòng)密封。D.頂蓋與殼體連接形式:a.法蘭連接b.大絲扣連接c.爪塊連接.(二)球型膠芯防噴器球型膠芯防噴器結(jié)構(gòu)1)原理球型膠芯環(huán)形防噴器關(guān)井動(dòng)作時(shí),下油腔(關(guān)井油腔)里的壓力油推動(dòng)活塞迅速向上移動(dòng),膠芯被迫沿頂蓋球面內(nèi)腔,自下而上;自外緣向中心擠壓、收攏、變形,從而實(shí)現(xiàn)封井。開(kāi)井動(dòng)作時(shí),上油腔(開(kāi)井油腔)里的壓力油推動(dòng)活塞向下移動(dòng),膠芯所受擠壓力消失,在橡膠彈力作用下
8、迅速恢復(fù)原狀,井口打開(kāi)。2)結(jié)構(gòu)圖2—2球型膠芯環(huán)形防噴器結(jié)構(gòu)球型膠芯防噴器原理3).球型膠芯防噴器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)A.膠芯:膠芯是環(huán)形防噴器的核心部件。a.適應(yīng)性好;b.不易翻膠,可承受高壓;c.具有漏斗效應(yīng)適用于強(qiáng)行起下管柱;d.儲(chǔ)膠量更大,壽命更長(zhǎng);e.關(guān)井防噴器耗油量大;f.彈性恢復(fù)性好;g.更換膠芯容易;h.膠芯存在老化現(xiàn)象;加工復(fù)雜,成本較高。B.活塞是環(huán)行防噴器的重要零件。a.活塞行程短,高度低,徑向尺寸大;b.扶正性能差,在工作時(shí)易卡死;C.密封一處定密封,三處動(dòng)密封。D.頂蓋與殼體連接