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- 2016-04-07
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- 52011
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這是一個關(guān)于井控培訓試題素材PPT(部分ppt內(nèi)容已做更新升級),主要介紹了概述、井口裝置及控制系統(tǒng)、井控管匯、內(nèi)防噴工具、除氣設(shè)備、專用設(shè)備及工具等內(nèi)容。培訓是給新員工或現(xiàn)有員工傳授其完成本職工作所必需的正確思維認知、基本知識和技能的過程。是一種有組織的知識傳遞、技能傳遞、標準傳遞、信息傳遞、管理訓誡行為。其中以技能傳遞為主,側(cè)重上崗前進行。為了達到統(tǒng)一的科學技術(shù)規(guī)范、標準化作業(yè),通過目標規(guī)劃設(shè)定知識和信息傳遞、技能熟練演練、作業(yè)達成評測、結(jié)果交流公告等現(xiàn)代信息化的流程,讓員工通過一定的教育訓練技術(shù)手段,達到預(yù)期的水平,提高目標。目前國內(nèi)培訓以技能傳遞為主,時間在側(cè)重上崗前。
井控培訓試題素材PPT是由紅軟PPT免費下載網(wǎng)推薦的一款培訓教程PPT類型的PowerPoint.
井控技術(shù)培訓(下)
井控設(shè)備
講授內(nèi)容
第一章 概 述
第一節(jié) 鉆井工藝對井控裝置的要求
第二節(jié) 井控裝置
一.井控裝置的組成
二.井控裝置的作用
第三節(jié) 井控裝置的選擇
一.防噴器的最大工作壓力
二.防噴器公稱通經(jīng)
三.壓力級別的選擇
四.通徑尺寸的選擇
五.組合配套型式選擇·
復(fù)習思考題
在油氣勘探開發(fā)過程中,如何通過井內(nèi)液柱壓力來平衡地層壓力鉆井,以及這種平衡被破壞時,如何及時發(fā)現(xiàn)、正確控制和處理,盡快重建壓力平衡的技術(shù)(簡稱平衡鉆井及井控技術(shù)) ,不僅關(guān)系著地下油氣資源的發(fā)現(xiàn)、保護和開發(fā),而且還直接關(guān)系著鉆井速度的提高,井噴事故的防止和油氣污染的消除,是一項有著重大經(jīng)濟效益和社會效益的關(guān)鍵技術(shù)。
為實施這一關(guān)鍵技術(shù)除要有扎實的井控工藝外,還必須抓實現(xiàn)平衡鉆井的基礎(chǔ)——井控裝置的完善和配套、標準化安裝等。
第一節(jié) 四川鉆井工藝對井控裝置的要求
四川裂縫性碳酸鹽巖高壓油氣藏,地層巖相變化大、裂縫、孔洞發(fā)育不均質(zhì),含氣構(gòu)造縱向產(chǎn)層多,壓力梯度大小懸殊,橫向地層各種壓力規(guī)律性差,難以繪制準確的壓力剖面,簡單的井身結(jié)構(gòu)和單一密度的鉆井液很難適合這種多壓力系統(tǒng)地層。四川油氣產(chǎn)層埋藏深,因而裸眼井段長、鉆井周期長、鉆遇復(fù)雜地層多、地溫梯度高,加上含硫天然氣特有的理化性質(zhì),給井控工藝技術(shù)和井控裝備提出了苛刻要求,加之井隊離后勤遠,交通不便,通訊困難,給井控工作增加了難度。因此,四川鉆井工藝對井控裝置的要求是 :
● 能夠有效地控制井口和鉆具的內(nèi)孔;
● 能夠強行起下鉆具(對環(huán)形防噴器);
● 能夠?qū)嵤┕?jié)流壓井;
● 具有一定的防腐能力,以適應(yīng)含H2S氣體的地區(qū)使用
● 操作方便、控制迅速;
● 安全可靠,耐壓能力高,能長時間起作用
● 維修簡單、拆換方便;
● 結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性強。
第二節(jié) 井控裝置
井控設(shè)備總匯
1.井控裝置的組成
◆ 井口裝置及控制系統(tǒng):液壓防噴器及控制系 統(tǒng)、四通、套管頭、法蘭短節(jié)等;
◆ 井控管匯:節(jié)流管匯、壓井管匯、防噴管匯和放噴管線等;
◆ 內(nèi)防噴工具:方鉆桿上、下旋塞、鉆具止回等;
◆ 井控儀器儀表:綜合錄井儀、液面監(jiān)測儀等;
◆ 鉆井液凈化、灌注裝置:鉆井液凈化系統(tǒng)、除氣裝置、增加密度及自動灌注裝置等;
◆ 專用設(shè)備及工具:旋轉(zhuǎn)頭、自封頭、不壓井起下裝置、清理障礙物專用工具及滅火設(shè)備等。
2.井控裝置的作用
◆ 正常鉆進及起下鉆和其它停鉆過程中,可對 溢流及井噴進行及時準確的監(jiān)測和預(yù)報;
◆ 發(fā)生溢流、井涌和井噴時,能快速有效的控制井口,節(jié)制井筒內(nèi)流體(鉆井液、油、氣、水)的釋放;必要時及時泵入性能合適的高密度鉆井液,以恢復(fù)和重建井底壓力平衡;
◆ 發(fā)生井噴、井噴失控乃至著火時,具備有效地處理事故的基本條件;
◆ 能在不壓井和關(guān)井情況下,下管柱以及固井,堵漏等特殊作用中防止井噴。
第三節(jié) 井控裝置的選擇
1.井控裝置的原則
◆ 地層壓力、流體類型
◆ 人員技術(shù)狀況
◆ 現(xiàn)有設(shè)備狀況、鉆臺底座高度
◆ 工藝措施的要求、防護程度(環(huán)境污染、人員、設(shè)備的安全等)
◆ 原則上應(yīng)以最少量的設(shè)備,能有效地實施油氣井壓力控制技術(shù)
2. 防噴器的最大工作壓力
定義:
液壓防噴器的最大工作壓力是指防噴器安裝在井口投入工作時所能承受的最大井口壓力。最大工作壓力是防噴器的強度指標
按中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY/T5053.1-2000«防噴器及控制系統(tǒng)防噴器»規(guī)定,我國液壓防噴器的最大工作壓力共分為5級,即:14MPa、21MPa、35MPa、70MPa和105MPa。
3.防噴器的公稱通徑
定義:
液壓防噴器的公稱通徑是防噴器的上下垂直通孔直徑。公稱通徑是防噴器的尺寸指標,見圖2
SY/T5053.1-2000«防噴器及控制系統(tǒng) 防噴器»中規(guī)定我國液壓防噴器的公稱通徑共分為9種,即:180mm、230mm、280mm、346mm、426 mm 、476 mm 、528 mm 、540mm、680 mm。
防噴器通孔直徑
最大工作壓力與公稱通徑兩個參數(shù)相互匹配所構(gòu)成的液壓防噴器,在SY/T5053.1-2000<<防噴器及控制系統(tǒng)防噴器>>中確定了27個品種的規(guī)格系列,見表1-1
4.液壓防噴器型號及表示方法
1985年以前,我國的液壓防噴器型號都是以KPY公稱通經(jīng)—最大工作壓力表示,其中KPY為勘探液壓防噴器的漢字拼音字母。公稱通經(jīng)以 cm單位表示并取其圓整值,最大工作壓力以kg/cm2單位表示,如公稱通經(jīng)230cm;最大工作壓210kg/cm2的液壓防噴器,其型號為KPY23-210。
1985年始液壓防噴器型號的字頭仍為漢語拼音字母組成,公稱通經(jīng)以 cm單位表示并取其圓整值,最大工作壓力的單位則以MPa表示。
例如公稱通經(jīng)230mm,最大工作壓力21MPa的單閘板防噴器,型號為FZ23—21;公稱通經(jīng)346mm,最大工作壓力35MPa的雙閘板防噴器,型號為2FZ35—35;公稱通經(jīng)280mm,最大工作壓力35MPa的環(huán)形防噴器,型號為FH28—35
目前液壓防噴器的表示方法
5.壓力級別的選擇
液壓防噴器的壓力等級標志著防噴器的耐壓能力。井口上所裝設(shè)的防噴器其壓力等級應(yīng)大于可能出現(xiàn)的預(yù)期井口最高壓力,確保封井可靠,不致因耐壓不夠而導致井口失控。
API規(guī)定:
對于生產(chǎn)井,預(yù)期井口最高壓力是以井噴時井筒內(nèi)仍保留有一半鉆井液柱估算,即
對于探井,高壓氣井,預(yù)期井口最高壓力是以井 筒內(nèi)無鉆井液,井筒完全掏空的條件估算,
即
6.通經(jīng)尺寸的選擇
井口裝置通徑尺寸的選擇,主要取決于所使用的套管尺寸,即必須略大于所使用的套管接箍的外徑。
7.組合配套型式選擇
井控裝置組合配套型式選擇原則:
◆ 主要是根據(jù)鉆井工藝、鉆具結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的具體情況來決定
◆ 設(shè)計壓力等級
◆ 井架底座高度制約
。1)井控裝置組合配套基本型式
防噴器組壓力級別的選用應(yīng)不小于相應(yīng)井段最高地層壓力。選用各次開鉆液壓防噴器的壓力等級和組合形式,按圖1-2、圖1-3、圖1-4、圖1-5的組合形式進行選擇。四通安裝在防噴器組中間的連接形式,僅為特殊作業(yè)時使用。
(2)井控裝置組合配套特殊型式:
特殊組合配套型式指不受井身結(jié)構(gòu)的限制,在任何套管程序和各次開鉆情況下,均采用相同的一種鉆井井口裝置(除508mm套管下入后允許采用不同通徑鉆井井口裝置外).
適用條件:
井控裝置組合配套特殊型式僅適用于參數(shù)井、預(yù)探井、沙漠井、灘海井、泡沫鉆井及空氣鉆井等。
使用要求:
◆ 井控管匯的額定工作壓力應(yīng)與最后一次開鉆所配置的鉆井井口裝置工作壓力值相同。
◆ 井控裝置的系列壓力系列要一致。
◆ 防噴器控制裝置的控制對象應(yīng)比實際所用的多1個
◆ 含硫地區(qū),還必須考慮防硫問題
思 考 題
1.什么叫井控裝置?有何作用?
2.選用井控裝置應(yīng)包括那些內(nèi)容?
3.我國常用的井控裝置壓力級別如何? 防噴器常用的通徑有哪幾種?
4.鉆井井控裝置基本組合配套型式與特殊組合配套型式的區(qū)別何在?
5.你們井隊所配備的井控設(shè)備有哪些?
第二章 井口裝置及控制系統(tǒng)
第一節(jié) 套管頭與鉆井四通
一.套管頭
二.鉆井四通·
第二節(jié) 液壓防噴器
一.環(huán)形防噴器
二.閘板防噴器
第三節(jié) 防噴器控制系統(tǒng)
一.概述
二.“氣控液”型控制系統(tǒng)
復(fù)習思考題
第一節(jié) 套管頭與鉆井四通
一.套管頭
套管頭是套管與井口裝置之間的重要連接件.它的下端通過螺紋與表層套管相連,上端通過法蘭或卡箍與井口裝置相連。
(一)套管頭的作用
1.通過懸掛器支撐除表層之外的各層套管的重量;
2.承受井口裝置的重量;
3.可在內(nèi)外套管柱之間形成壓力密封;
4.為可能蓄積在兩層套管柱之間的壓力提供了一個出口,或在緊急情況下向井內(nèi)泵入液體(壓井鉆井液、水或高效滅火劑等)
5.可進行鉆采工藝方面的特殊作業(yè),如:
(1)若井未固好,可從側(cè)孔補注水泥;
(2) 采取增產(chǎn)措施而搞酸化壓裂時,可從側(cè)孔打入壓力液以平衡油管壓力
(二)套管頭的結(jié)構(gòu)
套管頭主要由套管頭本體、套管懸掛器總成等組成,見圖2-1
(三)套管頭的型式
(2) 按套管懸掛器的結(jié)構(gòu)型式分為:
◆ 卡瓦式;
◆ 螺紋式
(3) 按本體間的連接方式分為:
◆ 卡箍式;
◆ 法蘭式;
◆ 獨立螺紋式:懸掛套管柱上端和油管頭本體下端用螺紋連接的套管頭。
(4) 按本體的結(jié)構(gòu)型式分為:
◆ 單體式:一個本體內(nèi)裝一個懸掛器;
◆ 組合式:一個本體內(nèi)裝多個懸掛器。
2.套管頭型號表示法
(四)套管頭的安裝程序(以螺紋式懸掛器套管頭的安裝為例)
1.套管頭下部本體的安裝
(1)下表層套管前,計算好聯(lián)頂節(jié)長度,以保證套管頭下部本體和四通安裝后,下部四通防噴管線緊靠井架底座下工字粱(或上)穿過;
(2)固井后,卸下連頂節(jié),用雙外螺紋短節(jié)與套管接箍連接后,接上托盤。套管頭下部本體內(nèi)螺紋與雙外螺紋短節(jié)外螺紋按規(guī)定扭矩上緊,并讓其側(cè)法蘭對準防噴管線的位置。套管頭下部本體內(nèi)裝保護套,擰緊頂絲;
(3) 根據(jù)套管頭上部本體高度,用雙法蘭短節(jié)或四通安裝在套管頭下部本體上(占據(jù)套管頭上部本體位置)。在其以上全套井口裝置通徑應(yīng)大于懸掛器最大外徑
(4) 將托盤上端面頂住套管頭下部本體,下端填滿沙石、水泥漿并與地面結(jié)合;
(5) 按鉆井設(shè)計要求試壓,穩(wěn)壓30min,壓降不超過0.5MPa;
(6) 鉆井過程中定期活動,檢查保護套
2.下第二層套管的安裝
(1) 下第二層套管前,先退出頂絲,用專用工具取出保護套
(2) 計算好入井套管長度和聯(lián)頂節(jié)長度,最上面一根為雙外螺紋套管與懸掛器相連。懸掛器上端接聯(lián)頂節(jié),將懸掛器座入套管頭下部本體內(nèi);
(3) 從套管頭下部本體旁側(cè)孔連接回收鉆井液管線到備用三通上
(4) 第二層套管固井后,拆下全套防噴器、四通和雙法蘭短節(jié)或四通;
(5) 將套管頭上部本體裝在套管頭下部本體上。下放時注意對正該層套管懸掛器上部密封部位,以免損壞上密封;從對角方向擰緊、上平連接螺栓;套管頭上部本體內(nèi)裝入保護套,擰緊頂絲;上裝四通和防噴器。在其以上全套井口裝置通徑應(yīng)大于所用懸掛器最大外徑;
(6) 用手動試壓泵從套管頭試壓孔泵入清水作密封試驗,試驗壓力按其額定工作壓力,穩(wěn)壓30min,壓降不超過0.5MPa
3.下第三層或更多層套管的安裝
(1) 其安裝方法同2(1)~2(4)
(2) 將采氣井口大四通安裝在套管頭上部本體上。注意 下放時對正該層套管懸掛器上部密封部位
(3) 此步聚同2(6)
(4) 其上裝采油樹試壓,然后換裝轉(zhuǎn)換四通和防噴器,按鉆井設(shè)計要求試壓
(五)選用及安裝要求
1.套管頭額定工作壓力應(yīng)與所選用的防噴裝置組合工作壓力一致;
2.各連接部分的機械強度應(yīng)符合相應(yīng)標準;
3.抗壓強度應(yīng)足以支撐各層套管及油管的重量
二.鉆井四通
(一)作用
安裝于防噴器組合之間的承壓件,在組合間形成主側(cè)通道,通過側(cè)孔可安裝節(jié)流管匯,可進行壓井、節(jié)流循環(huán),擠注水泥及釋放井內(nèi)壓力。
(二)型號表示方法
(三)結(jié)構(gòu)特點
1.側(cè)孔可以是法蘭或卡箍式連接;
2.其額定工作壓力與防噴器組合一致;
3.通徑大于最內(nèi)層套管的最大內(nèi)徑或等于防噴器組合的最大通徑;
4.安裝位置:可直接與套管頭相連或裝于兩閘板防噴器之間;
5.防噴器與套管頭本體上均有側(cè)孔,通過它們同樣可起到鉆井四通的作用。但為避免高壓鉆井液或流體的沖刺而損壞,在非緊急情況下,不宜通過它們來完成鉆井四通的任務(wù)
第二節(jié) 液壓防噴器
防噴器是鉆井井口裝置的主要組成部分。它是保安全、快速、優(yōu)質(zhì)鉆開高壓油、氣層的關(guān)鍵設(shè)備
液壓防噴器的特點:
◆動作迅速
環(huán)形防噴器的液動封井時間一般不大于 30 秒
閘板防噴器的液動封井時間為 3—8 秒
打開液動放噴閥的時間為 3 秒
◆ 操作方便,安全可靠
井口防噴器的開,關(guān)均采用液壓操作(是液壓防噴器),氣壓或液壓控制,閘板防噴器除可用氣、液控制外,還備有手動鎖緊裝置,保證在密封情況下不會自動打開
◆ 現(xiàn)場維修方便
閘板防噴器的閘板壞了,環(huán)形防噴器的膠芯壞了,在現(xiàn)場都可以進行更換。
液壓防噴器型號及表示方法
1985年以前,我國的液壓防噴器型號都是以KPY公稱通經(jīng)—最大工作壓力表示,其中KPY為勘探液壓防噴器的漢字拼音字母。公稱通經(jīng)以 cm單位表示并取其圓整值,最大工作壓力以kg/cm2單位表示,如公稱通經(jīng)230cm;最大工作壓210kg/cm2的液壓防噴器,其型號為KPY23-210。
1985年始液壓防噴器型號的字頭仍為漢語拼音字母組成,公稱通經(jīng)以 cm單位表示并取其圓整值,最大工作壓力的單位則以MPa表示。
例如公稱通經(jīng)230mm,最大工作壓力21MPa的單閘板防噴器,型號為FZ23—21;公稱通經(jīng)346mm,最大工作壓力35MPa的雙閘板防噴器,型號為2FZ35—35;公稱通經(jīng)280mm,最大工作壓力35MPa的環(huán)形防噴器,型號為FH28—35
目前液壓防噴器的表示方法
一.環(huán)形防噴器
1.環(huán)形防噴器的用途
環(huán)形防噴器通常與閘板防噴器配套使用,也可單獨使用。它能完成以下作業(yè)
1)當井內(nèi)有鉆具、油管或套管時,能用一種膠芯封閉各種不同尺寸的環(huán)形空間
2) 當井內(nèi)無鉆具時,能全封閉井口
3) 在進行鉆井、取芯、測井等作業(yè)
中發(fā)生井涌時,能封閉方鉆桿、取芯工具、電纜及鋼絲繩等與井筒所形成的環(huán)形空間
4) 在使用調(diào)壓閥或緩沖蓄能器控制的情況下,能通過18°無細扣對焊鉆桿接頭,強行起下鉆具
類 型
關(guān)閉時,高壓油從殼體中部油口進入活塞下部關(guān)閉腔,推動活塞上行,活塞推膠芯,由于頂蓋的限制,膠芯不能上行,只能被擠向中心,貯備在膠芯支承筋之間的橡膠因支承筋互相靠攏而被擠向井口中心,直至抱緊鉆具或全封閉井口,
開井口時,操作液壓控制系統(tǒng)換向閥換向,使高壓油從殼體上油口進入活塞上部的開啟腔,推動活塞下行;關(guān)閉腔油泄壓,作用在膠芯上的推擠力消除,膠芯在本身彈性力作用下逐漸復(fù)位,打開井口
(二)錐型膠芯環(huán)形防噴器
錐型膠芯環(huán)形防噴器的結(jié)構(gòu)
工作原理
5) 膠芯工作以后逐步復(fù)原,能完全恢復(fù)到自環(huán)形防噴器膠芯由狀態(tài),不影響鉆具通過。液控壓力、井內(nèi)壓力越高,封井時間越長,則膠芯完全恢復(fù)到自由狀態(tài)所需時間也越長
2. 殼體結(jié)構(gòu)特點
錐形膠芯類環(huán)形防噴器的殼體與頂蓋均為合金鋼鑄造成型。并經(jīng)熱處理,制造較易,成本較低,其外徑小于其它類型的環(huán)形防噴器,但高度較高
3. 殼體與頂蓋的連接
目前錐形膠芯類環(huán)形防噴器的殼體與頂蓋連接有三種形式:大絲扣連接、法蘭連接、爪塊連接
4.活塞、油路及密封結(jié)構(gòu)特點
1)活塞結(jié)構(gòu)特點
(1) 活塞上部內(nèi)腔為園錐形,母線與軸線的夾角20°~25°,與膠芯背錐相配,由于錐度較小,封閉所需的活塞軸向上推力也小,但相應(yīng)的活塞行程要增加,從而增加了整個防噴器的高度。故比同規(guī)格的其它類型環(huán)形防噴器高20%左右
2)油路結(jié)構(gòu)特點
3)密封結(jié)構(gòu)特點
(1) 固定密封采用矩形密封圈、O型密封圈或帶墊環(huán)的O型密封圈;
(2)活動密封采用唇形密封圈或雙唇形密封圈,具有壓力自封作用
(三)球型膠芯環(huán)形防噴器
工 作 原 理
1.球型膠芯結(jié)構(gòu)特點
4) 橡膠貯備量大。球形膠芯的橡膠貯備量比其它膠芯大得多,在強行起下鉆具被磨損以后,有較多的備用橡膠可陸續(xù)擠出補充。在起下鉆過程中不用換膠芯。特別適宜海洋浮式鉆井船上由于海浪沖擊而引起鉆具與膠芯頻繁磨擦的場合使用
6)摩擦力小,開關(guān)所需油量較大;钊纳贤屏Σ糠钟芍С薪畛惺埽С薪钆c頂蓋之間是金屬與金屬接觸,摩擦阻力小。但是,由于球形膠芯含膠量多,變形大,故需較大的活塞上推力。在不提高液控力的前提下,只得增加活塞直徑。故這類防噴器外徑較大,關(guān)閉一次所需液壓油較多。與同規(guī)格的其它防噴器比較,所需油量為錐形膠芯的兩倍,組合膠芯的三倍
2.活塞及密封的結(jié)構(gòu)特點
2)密封結(jié)構(gòu)特點
(1) 活塞外徑密封部位(在活塞外徑上),封隔油缸開、關(guān)兩腔;
(2) 活塞內(nèi)徑密封部位(在殼體上),封隔井壓與關(guān)閉腔;
(3) 支承圈密封部位(在支承圈內(nèi)徑上),封隔井壓與開啟腔,
這些密封圈由U形圈夾O型膠條和雙唇形密封圈組成
(四)環(huán)形防噴器的比較
(1)現(xiàn)場常用錐型膠芯環(huán)形防噴器的技術(shù)規(guī)范
(2)現(xiàn)場常用球型膠芯環(huán)形防噴器的技術(shù)規(guī)范
(3) 球型膠芯環(huán)形防噴器技術(shù)規(guī)范
(六)環(huán)形防噴器的正確使用與管理
(4) 嚴禁用打開環(huán)形防噴器的辦法來泄井內(nèi)壓力,以防刺壞膠芯。但允許鉆井液有少量的滲漏,而起到延長膠芯使用壽命的目的;
(5) 每次開井后必須檢查是否全開,以防掛壞膠芯;
(6) 進入目的層時,要求環(huán)形防噴器做到開關(guān)靈活、密封良好。每起下鉆具一次,要試開關(guān)環(huán)形防噴器一次,檢查封閉效果,發(fā)現(xiàn)膠芯失效,立即更換;
(7) 固井、堵漏等作業(yè)后,要將內(nèi)腔沖洗干凈,保持開關(guān)靈活
(8) 橡膠件的存放
◆先使用存放時間較長的橡膠件。
◆存放地方盡可能涼爽。橡膠件不能存放在加熱器,蒸汽管道,輻射器,或其他高溫設(shè)備附近。
◆橡膠件應(yīng)遠離電動機,開關(guān),或其他高壓電源設(shè)備。高壓電源設(shè)備產(chǎn)生臭氧對橡膠件有影響。
◆橡膠件應(yīng)盡量在自由狀態(tài)存放。
◆保持存放地方干燥。(無水,油)
◆如果橡膠件必須長時間存放,則可考慮放在密封環(huán)境中
一、填充空白
1. 環(huán)形防噴器的液控油壓一般不超過________。
2. 在現(xiàn)場對環(huán)形防噴器進行試壓或活動檢查時不做________試驗。
3. 在現(xiàn)場對環(huán)形防噴器進行試壓或活動檢查時只做________試驗。
4. 環(huán)形防噴器封閉井中鉆桿時,為防止卡鉆可以_____________,但不許___________鉆具。
二、判斷是非
1. 環(huán)形防噴器的上油腔輸進高壓油,下油腔通油箱,膠芯立即動作關(guān)井。
2. 環(huán)形防噴器在封閉井內(nèi)國產(chǎn)114.3mm(41/2”)鉆桿情況下,根據(jù)需要可強行下鉆作業(yè)。
3. 由于井壓助封的作用,環(huán)形防噴器在關(guān)井后可以將液控油壓泄掉。
4. 環(huán)形防噴器在封井狀態(tài)下允許鉆具轉(zhuǎn)動,但轉(zhuǎn)速應(yīng)盡可能緩慢。
5. 環(huán)形防噴器在封井狀態(tài)下可以微開膠芯以泄降套壓。
6. 錐形膠芯環(huán)形防噴器的膠芯底部受有井壓作用,這就是所謂井壓助封
三、回答問題
1. 環(huán)形防噴器由哪些主要部件組成?
2. 環(huán)形防噴器的工作原理是什么?
3. 環(huán)形防噴器有何作用?
4. 各類環(huán)形防噴器的外形尺寸有何特點?
5. 環(huán)形防噴器按膠芯分為哪幾類?其殼體與頂蓋連接方式有幾種?
6. 使用環(huán)形防噴器主要應(yīng)注意什么?
1.閘板防噴器的用途
閘板防噴器按其殼體內(nèi)閘板室的數(shù)量可分為單閘板防噴器、雙閘板防噴器和三閘板防噴器
1) 當井內(nèi)有鉆具(或其它管材時),能封閉套管與鉆具之間的環(huán)形空間;
2) 當井內(nèi)無鉆具時,能全封閉井口;
3) 在封閉情況下,可通過殼體旁側(cè)出口安裝連接管匯,進行鉆井液循環(huán)、節(jié)流放噴、壓井作業(yè);
4) 在特殊情況下,通過使用剪切閘板切斷鉆具,并達到封井的目的;
5) 可懸掛鉆具
類型
工 作 原 理
閘板防噴器要達到全封閉井口,必須要四處密封同時起作用,即
1.閘板浮動
◆ 閘板總成與殼體的閘板室有一定的間隙,允許閘板在閘板室內(nèi)上下浮動
◆ 當閘板縮回到全開位置時,閘板上部膠皮不接觸閘板室頂部密封面
◆ 在閘板關(guān)閉時,閘板室底部高的支承筋和頂部密封面均有漸緩的斜坡,能保證在達到密封位置之前,閘板與殼體間有充分間隙
◆ 實現(xiàn)密封時閘板前端橡膠首先接觸鉆具,頂部橡膠與密封突臺面接觸,從而完成全部密封
◆ 當閘板開啟時,頂部密封橡膠脫離殼體凸臺面,縮回到閘板平面內(nèi),繼續(xù)打開閘板,閘板沿支承筋斜面退至全開位置
◆ 閘板這種浮動特點,即保證了密封可靠,減少橡膠磨損,延長膠芯使用壽命,又減少了閘板移動時的摩擦力
2.閘板自動清砂
閘板室底部被制成朝井眼傾斜的“漏斗形”,閘板放在高而窄的支承筋上。這種結(jié)構(gòu)能使閘板在關(guān)閉時,自動清除砂子和淤泥,防止堵塞,減少閘板開關(guān)阻力
3.井壓助封
在井內(nèi)有壓力時,還能從封閉的閘板背部和下部產(chǎn)生一種助封推力,井內(nèi)介質(zhì)壓力愈大,助封力愈大
4.閘板自動對中
閘板的前端具有相互突出的導向塊,可插入對面閘板的凹槽內(nèi),導向塊斜面能迫使鉆具在閘板關(guān)閉的過程中移向井眼中心,保證閘板與鉆具間密封可靠
1)雙面用閘板結(jié)構(gòu)特點
(1) 閘板上、下對稱。閘板體后部與閘板軸的連接為橫向“T”形槽連接。
(2) 閘板浮動性能好。由于閘板體與壓塊是分成兩體的,受擠時,連接螺釘上的長形槽可以移動;
(3) 對不同尺寸的鉆具,只需更換橡膠密封半環(huán)和閘板壓塊,其余零件可通用
2)單面用閘板結(jié)構(gòu)特點
單面用閘板不能翻面使用,但拆換閘板膠芯較方便。
(1) 整體膠皮式,這種閘板密封半環(huán)是整體的,由閘板體、密封半環(huán)壓塊及壓塊螺釘組成。由于壓塊螺釘垂直放置,因此受剪力很大,常發(fā)生剪彎和剪斷現(xiàn)象;
3.油缸總成是指側(cè)門、缸體、缸蓋、活塞、活塞桿及各種密封部件組成
1) 缸體與缸蓋的結(jié)構(gòu)特點
國產(chǎn)閘板防噴器、美歇福爾SL、LWS型閘板防噴器均采用園筒式缸體,用雙頭長螺柱將缸蓋和缸體串聯(lián)緊固到側(cè)門上。這種結(jié)構(gòu)簡單、拆裝容易,當油缸磨損后容易在現(xiàn)場更換,制造成本低。但進入關(guān)閉室的液壓油管暴露于缸體外,安裝運輸途中容易碰環(huán)
3)活塞及其密封結(jié)構(gòu)特點
閘板防噴器一般為整體結(jié)構(gòu);钊c油缸間的密封一般采用“O”型圈、唇型密封及組裝皮碗式。組裝皮碗式拆裝方便、成本較低、但密封圈壽命不長
4.閘板鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)特點
所有閘板防噴器均設(shè)有鎖緊裝置。鎖緊裝置分類:
手動鎖緊作用:
手動鎖緊裝置是靠人力旋轉(zhuǎn)手輪關(guān)閉或鎖緊閘板。
◆ 當液壓失效時,用手動鎖緊裝置能及時關(guān)閉閘板,封閉井口
◆ 當需長時間封井時,可用手動鎖緊裝置鎖緊閘板,此時可以泄掉液壓。
使用時注意:手動鎖緊裝置只能關(guān)閉閘板,不能打開閘板。鎖緊后要打開閘板,必須手動解鎖到底后,再用液壓打開閘板
手動鎖緊裝置按結(jié)構(gòu)不同可分為:
1)螺桿式
活塞桿內(nèi)孔和鎖緊軸外徑為左旋梯形螺紋連接,鎖緊軸外端通過萬向節(jié)與手動桿、手輪相連。
◆ 當需用手動關(guān)閉閘板時,右旋手輪,通過手動桿帶動鎖緊軸旋轉(zhuǎn),由于鎖緊軸的臺肩頂在缸蓋上,不能后退,強迫活塞向前運動,關(guān)閉并鎖緊閘板
◆ 在非鎖緊狀態(tài),液壓開關(guān)閘板時,鎖緊軸隨開關(guān)閘板做往復(fù)運動
◆ 當需在液壓關(guān)閉后鎖緊閘板時,右旋手輪,通過手動桿帶動鎖緊軸旋轉(zhuǎn),由于鎖緊軸的臺肩頂在缸蓋上(或止推軸承上),不能后退,則為在關(guān)閉狀態(tài)下鎖緊了閘板。
◆ 當液壓關(guān)閉閘板后,鎖緊軸的銷子(或四方頭)在最內(nèi)側(cè)(觀察孔見不到軸的光亮部分);若右旋手輪,使之鎖緊,銷子(或四方頭)移到最外側(cè)(可見軸光亮部分),同開啟閘板相同,故關(guān)閉不鎖緊狀態(tài)明顯,而開啟或關(guān)閉后鎖緊狀態(tài)不明
2)花鍵軸套式
花鍵軸套外徑與活塞桿內(nèi)孔用左旋梯形螺紋連接,軸套內(nèi)孔與鎖緊軸為滑動鍵連接,鎖緊臺肩卡在缸蓋內(nèi)孔止推軸承與擋圈內(nèi),使之只能轉(zhuǎn)動而不能前后運動
當需手動關(guān)閉閘板或鎖緊閘板時,右旋手輪,手動缸蓋上不能后退,迫使活塞(桿)前進,關(guān)閉并鎖緊板。
這種結(jié)構(gòu)的缺點是無法在外部觀察閘板開關(guān)及鎖緊情況,且花鍵軸套易粘結(jié)卡死
3)簡易式
簡易式鎖緊裝置是在缸體上直接加一個裝鎖緊螺桿的護罩,內(nèi)孔為正扣母螺紋;鎖緊螺桿后接手動桿及手輪。旋轉(zhuǎn)手輪鎖緊螺桿直接推動活塞桿前進,關(guān)閉并鎖緊閘板
這種鎖緊裝置的特點是直觀性強,從活塞桿尾部位置可判斷閘板的開關(guān)和鎖緊狀況。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。但防噴器橫向尺寸增加,鎖緊桿暴露在外,保養(yǎng)不好易銹死轉(zhuǎn)不動。上述手動鎖緊裝置,在液壓關(guān)閉后鎖緊,或手動關(guān)閉后鎖緊,必須在控制臺上標明已鎖緊。
手動鎖緊裝置的組成(液壓關(guān)閉鎖緊軸隨動結(jié)構(gòu)為例)
手動鎖緊與解鎖的操作要領(lǐng)
要打開閘板必須手動解鎖(到底),其方法是左旋手輪到底,再液壓打開,否則易造成損壞鎖緊裝置事故。無論是關(guān)閉鎖緊或解鎖都必須把手輪旋到底,不得停留在中間位置
5.側(cè)門及油路
側(cè)門是用來封閉閘板室,安裝油缸總成及活塞桿密封,傳送液壓油的重要部件。一般近似長方體,在安裝油缸處鑄有加強筋,以增加側(cè)門剛度。側(cè)門與殼體、油缸采用螺釘連接,并有密封溝槽。螺釘卸下后可方便打開,迅速更換閘板.
按側(cè)門開啟方式可分:
◆ 鉸鏈支承旋轉(zhuǎn)側(cè)門
◆ 液缸直行開啟側(cè)門兩種結(jié)構(gòu)
(1)鉸鏈支承旋轉(zhuǎn)側(cè)門及油路
鉸鏈支承側(cè)門,可在水平面轉(zhuǎn)動,其轉(zhuǎn)動角超過120°,各類型防噴器旋轉(zhuǎn)側(cè)門及其它零部件的密封均大致相同.
a.鉸鏈同側(cè)門為一體的結(jié)構(gòu)
這種鉸鏈由鉸鏈、鉸鏈座、油管、螺釘、定位銷以及密封件等組成,鉸鏈同側(cè)門為一體,位于側(cè)門側(cè)面的中部,鉸鏈內(nèi)鉆有兩條液壓油通道,一條鉆到油缸內(nèi),進入油缸開啟室;另一條鉆至油缸之外,經(jīng)油管、缸蓋進入油缸關(guān)閉室,分別控制開關(guān)閘板的動作,上下鉸鏈座與鉸鏈銷為一鑄造整體,用螺釘和定位銷固定在殼體側(cè)面。一對側(cè)門同一水平線上的兩鉸鏈座用油管連通,用來同時開或關(guān)一付閘板。這兩鉸鏈上的進油孔,只接一根控制油管,另一孔口用絲堵堵死,以備用。
這種鉸鏈的特點是:既起支承作用,又是液壓油通道,側(cè)門打開時,仍可液壓控制閘板開關(guān),便于維修更換閘板。這種油路沿途還需外露油管連接,故稱部分埋藏式油路。油路沿程密封均采用“O”形圈
b.鉸鏈銷結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)為單一鉸鏈座,固定于殼體閘板體腔中部。側(cè)門上的鉸鏈為上下兩部件,長鉸鏈銷貫通上下鉸鏈。其液壓油進鉸鏈座孔口→鉸鏈銷→鉸鏈→鍘門埋藏油路→(油缸)油管→缸蓋→油缸。全部油道沿途密封均用“O”形圈
c.組合鉸鏈
組合鉸鏈是將液壓鉸鏈座和承載鉸鏈座分開,中部液壓鉸鏈僅起連接油路通道的作用。可在殼體上直接更換修理,增加了密封壽命。其承載鉸鏈座上配有自行潤滑軸承,在承受全部重量下,開關(guān)側(cè)門很輕便;鉸鏈與側(cè)門不是一體,是用螺釘固定在側(cè)門側(cè)面,方便了油路的加工.
(2)液缸直行開啟側(cè)門及油路
卡麥隆u型防噴器側(cè)門及中間法蘭,為鍛造結(jié)構(gòu),缸體上除閘板開關(guān)主油缸外,兩邊備有一對側(cè)門液缸,如圖2—30所示。當需要更換閘板時,拆掉四顆側(cè)門螺釘,施加關(guān)閉液壓,在關(guān)閉閘板的同時,就自行開啟側(cè)門(如圖中左半部),即可更換閘板;更換完后,可施加打開油壓,側(cè)門就會在閘板打開的同時自行合攏。
打開側(cè)門液壓流程:
液壓油進關(guān)閉油口→中間軸向通孔柱塞→側(cè)門油缸及缸套與缸體環(huán)形空間→主油缸關(guān)閉腔,則閘板關(guān)閉(側(cè)門螺釘松掉時,側(cè)門直行打開)。
關(guān)閉側(cè)門液壓流程:
液壓油進開啟油口→徑向有孔柱塞→側(cè)門油缸及中間法蘭油孔→閘板主油缸開啟腔,則閘板打開(側(cè)門螺釘松掉時,側(cè)門直行關(guān)閉)。
主油缸及側(cè)門開關(guān)油缸均嵌在中間法蘭槽內(nèi),由缸體限定位置,缸體與中間法蘭用八個內(nèi)六角螺釘相連。此種結(jié)構(gòu)為全埋藏式油路,安裝和運輸不易損壞。其不足之處為側(cè)門開啟后太長、耗油多.
(1)側(cè)門的開關(guān)原則
(2)拆換閘板的順序
(四) 閘板防噴器的正確使用及管理
1. 井噴時可用防噴器封閉空井或與閘板尺寸相同的鉆具。需長時間關(guān)井時,應(yīng)手動鎖緊閘板,并掛牌標明開關(guān)后鎖緊情況,以免誤操作。鎖緊或解鎖手輪均不得強行板緊,扳到位后回轉(zhuǎn)1/4~1/2圈。
2. 使用中所裝的閘板規(guī)格,在現(xiàn)場至少有一付備用件,一旦所裝閘板損壞,能及時更換。
3. 嚴禁用打開閘板來泄井內(nèi)壓力。每次打開閘板前,應(yīng)檢查手動鎖緊裝置是否解鎖到底;打開后要檢查是否全開(閘板總成后退到體內(nèi)),不得停留在中間位置,以防鉆具碰壞閘板
(五)常用閘板防噴器的技術(shù)規(guī)范
附: 四川石油管理局關(guān)剪切閘板防噴器的安裝、使用與維護暫行規(guī)定
1鉆井設(shè)計
1.1 鉆井設(shè)計中應(yīng)包括剪切閘板防噴器的安裝、試壓與使用內(nèi)容。
1.2 鉆井工程設(shè)計中,剪切閘板防噴器的壓力等級、通徑應(yīng)與其配套的井口裝置的
壓力級別和通徑一致。
2 剪切閘板防噴器的安裝
2.1下列情況應(yīng)安裝剪切閘板防噴器
2.1.1 所有含硫油、氣井,從固技術(shù)套管后直至完井、原鉆機試油的全過程。
2.1.2 所有探井、評價井,從固技術(shù)套管后直至完井、原鉆機試油的全過程。
2.1.3 預(yù)計可獲高壓高產(chǎn)天然氣的開發(fā)井,從固技術(shù)套管后直至完井、原鉆機試油的全過程。
2.2 安裝剪切閘板防噴器的井口裝置組合
2.4 剪切閘板防噴器應(yīng)安裝手動操作桿,靠手輪端應(yīng)支撐牢固,中心線與鎖緊
軸之間的夾角不大于30°,并掛牌標明開關(guān)方向和圈數(shù)。手動操作桿手輪下方應(yīng)
安裝操作臺。
3 剪切閘板防噴器的試驗、試壓與維護
3.1 井控車間應(yīng)對每批剪切閘板(芯子)進行外觀檢查和按10%進行剪切鉆桿
抽樣試驗。
3.1.1 28—35、35—35、28—70、35—70、28—105和35—105剪切閘板防噴器選用
5″S135鉆桿做抽樣試驗。
3.1.2 18—35和18—70剪切閘板防噴器選用3 1/2″S135鉆桿或3″油管做抽樣試驗。
3.1.3 剪斷鉆桿后按額定工作壓力進行密封試壓,剪切刀刃無損傷和密封試壓合格后
才可使用該批剪切閘板,試驗過的剪切閘板不再安裝使用。
3.2 在井場安裝好后, 剪切閘板防噴器按額定工作壓力試壓。
3.3 剪切閘板防噴器的日常檢查、試壓、維護保養(yǎng)與活動,按全閉防噴器的要求執(zhí)行。
3.4 剪切閘板在遇井噴失控剪切鉆桿后應(yīng)及時更換,已剪切過的剪切閘板不再使用。
4 剪切閘板防噴器的使用
4.1 剪切閘板防噴器原則上不能作全閉使用。在全閉閘板防噴器失效情況下,剪切
閘板防噴器可在空井狀態(tài)下關(guān)井
4.2 使用剪切閘板防噴器剪斷井內(nèi)鉆桿(油管)控制井口的前提條件
在采用正常關(guān)井程序處理井噴中,當環(huán)形防噴器和半閉防噴器或鉆具內(nèi)防噴工具失效
而導致井噴失控的情況下,才能使用剪切閘板防噴器剪斷井內(nèi)鉆桿(油管)控制井口,創(chuàng)
造放噴點火的條件。
4.3 關(guān)剪切閘板必須由鉆井隊隊長指揮鉆井技術(shù)負責人或當班副司鉆在遠程控制臺操作,
實現(xiàn)剪切關(guān)井。
4.4 使用剪切閘板防噴器實現(xiàn)剪切關(guān)井的指揮權(quán)限
在無法控制井口而發(fā)生井噴失控的情況下,鉆井隊隊長在同甲方鉆井監(jiān)督協(xié)商后,
立即請示礦區(qū)(公司)井控第一責任人或井控負責人同意后,組織實施剪斷鉆桿(油管)關(guān)井。
在來不及請示的特殊情況下,鉆井隊隊長經(jīng)與甲方鉆井監(jiān)督協(xié)商后可以決定并組織實施剪斷
鉆桿(油管)關(guān)井
4. 打開和關(guān)閉側(cè)門時應(yīng)先泄掉控制管匯壓力,以防損壞鉸鏈的“O”形圈,打開側(cè)門換閘板,要注意用液壓開關(guān)閘板時,避免蹩壞閘板、閘板軸或鉸鏈。不許同時打開兩個側(cè)門。
5. 有二次密封裝置的閘板防噴器,只有在活塞桿密封處嚴重漏失時,才使用二次密封裝置注入密封脂。注入量不宜過多,止漏即可,以免損壞活塞桿,一有可能就立即更換活塞桿密封,不可長久依賴二次密封裝置。
6. 若閘板在正常壓力下打不開時,可在認真分析原因的基礎(chǔ)上處理,可打開管匯旁通閥,直接用蓄能器的21MPa壓力來控制,若仍打不開,則還可用氣——液泵直接打壓至36。5MPa控制,但這須將蓄能器截止閥關(guān)閉后,才允許升至36.5MPa。
7.當井內(nèi)有鉆具時,嚴禁關(guān)閉全封閘板
8. 正常鉆井中,油氣層鉆進中每3天應(yīng)關(guān)、開半閉閘板和閘閥一次。油氣層中每次起鉆完關(guān)、開全閉閘板一次,環(huán)形防噴器每10天試關(guān)井(在有鉆具的條件下)一次。
9. 配裝有環(huán)形防噴器的井口防噴器組,在發(fā)生井噴緊急關(guān)井時必須按以下順序操作:
首先,利用環(huán)形防噴器封井。其目的是一次封井成功并防止閘板防噴器封井時發(fā)生刺漏。
然后,再用閘板防噴器封井。其目的是充分利用閘板防噴器適于長期封井的特點。
最后,及時打開環(huán)形防噴器。其目的是避免環(huán)形防噴器長期封井作業(yè)
4.5 剪切閘板防噴器剪切鉆桿(油管)關(guān)井的操作程序:
4.5.1 鎖定剎車裝置。
4.5.2 在環(huán)形防噴器和相應(yīng)尺寸的半閉閘板防噴器都關(guān)閉的情況下,打開主放噴管線泄壓。
4.5.3 檢查剪切閘板防噴器以上的半閉防噴器和環(huán)形防噴器是否處于關(guān)閉狀態(tài)。
4.5.4 打開剪切閘板防噴器以下的半閉防噴器。
4.5.5 打開儲能器旁通閥,關(guān)剪切閘板防噴器,直到剪斷井內(nèi)鉆桿(油管)。
4.5.6 關(guān)閉全閉防噴器控制井口。
4.5.7 手動鎖緊全閉防噴器和剪切閘板防噴器。
4.5.8 關(guān)閉儲能器旁通閥。
4.5.9 試關(guān)井。
a) 打開8#液動平板閥節(jié)流放噴。
b) 關(guān)閉4#放噴管線以外的其它放噴管線。
c) 關(guān)節(jié)流閥試關(guān)井。若關(guān)井壓力達到允許最高關(guān)井壓力則迅速實施放噴點火。
4.5.10 將遠程控制臺的管匯壓力調(diào)整至正常值。
4.5.11 立即安排人員觀察井口及壓力情況,做壓井準備工作。
4.6 使用剪切閘板防噴器的其它安全注意事項
4.6.1 鉆井隊應(yīng)加強對防噴器遠程控制臺的管理,絕不能誤操作而導致鉆具(油管)事故
或更嚴重的事故
4.6.2 操作剪切閘板時,除遠程控制臺操作人員外,其余人員全部撤至安全位置,同時組
織按應(yīng)急救援預(yù)案布置警戒、人員疏散、放噴點火及其之后的應(yīng)急處理工作
復(fù) 習 思 考 題
一、填充空白
1.雙閘板防噴器常裝有_______閘板與_______閘板。
2. 閘板防噴器的液控油壓通常調(diào)定為_________。
3. 手動關(guān)井操作時蓄能器裝置上控制閘板防噴器的換向閥應(yīng)處于____位。
4. 為了切斷閘板防噴器的液控油源并使液控管路中的壓力油卸壓只需將蓄能器裝置上的換向閥手柄扳至____位即可。
5. 閘板手動鎖緊與手動解鎖操作時,最后都應(yīng)使手輪回旋_________圈。
6. 某井使用89mm(31/2”)鉆桿打鉆,井口閘板防噴器所配裝的半封閘板尺寸應(yīng)為_____。
7.打鉆接近油氣層時, 閘板防噴器應(yīng)處于“待命”工況,此時應(yīng)將活塞桿二次密封裝置處的_______________卸下。
二、判斷是非
1. 井口井壓為30Mpa,閘板防噴器關(guān)井時所用液控油壓也應(yīng)該是30Mpa。
2. 旋動閘板防噴器的側(cè)門時,蓄能器裝置上控制該防噴器的換向閥應(yīng)處于關(guān)位。
3. 閘板防噴器在液控失效采用手動關(guān)井時,蓄能器裝置上控制該防噴器的換向閥應(yīng)處于中位。
4. 閘板手動鎖緊的操作要領(lǐng)是:順旋,到位,回旋。
5. 閘板手動解鎖的操作要領(lǐng)是:逆旋,到位,回旋。
6. 井口井壓愈低閘板防噴器的封井效果愈可靠。
7. 活塞桿的二次密封裝置在啟用時擠注二次密封脂越多越好。
8. 閘板防噴器可用以長期封井。
9. 閘板防噴器的半封閘板在關(guān)井工況下既允許鉆具上下活動又允許鉆具輕微轉(zhuǎn)動
三、回答問題
1. 閘板防噴器有何作用?
2. 閘板防噴器由哪些主要部件組成?按閘板室的數(shù)量可分為幾類?
3. 簡述閘板防噴器的工作原理。
4. 閘板防噴器必須保持哪幾處密封才能處于全封閉狀態(tài)?
5. 長期關(guān)井是用環(huán)形防噴器,還是用閘板防噴器?為什么?
6. 手動關(guān)井和開井怎樣操作?
7. 閘板總成的結(jié)構(gòu)有幾種?各種閘板總成的結(jié)構(gòu)特點是什么?
8. 閘板鎖緊軸有幾種?其原理是什么?
9. 換閘板應(yīng)怎樣操作?
第三節(jié) 防噴器控制裝置
(一)控制裝置的作用
◆ 防噴器控制裝置是開關(guān)防噴器和液動閘閥的裝置。
◆ 它既要提供足夠壓力和排量的壓力油,還要在平時把這種液壓能貯存起來
◆ 開關(guān)防噴器時,通過控制閥件把液壓油準確迅速地輸送給防噴器和液動放噴閥的液缸,從而達到開關(guān)目的
1.遠程控制臺
組成:
(1)油泵組。通常包括電動泵、氣動泵和手動泵
(2)蓄能器。裝置中常用瓶式蓄能器和球形蓄能器。
(3)管路及各種控制閥件。
(4)底座及油箱
作用:
當井噴發(fā)生后,鉆臺不能靠近,可在遠程控制臺上操縱換向閥開關(guān)防噴器及液動閥
2.司鉆控制臺
正常情況下都是在此控制臺上控制防噴器及液動閥 。
3. 聯(lián)結(jié)管匯
由液壓管線及氣、電纜組成
功用
用來將遠程控制臺與防噴器及液動閥的液路連接起來,將遠程控制臺與司鉆控制臺的氣、液路連接起來,以實現(xiàn)對液壓防噴器及液動閥的控制
(三)、控制裝置的工作原理
(四)、控制裝置的分類
按控制防噴器開關(guān)的控制閥的先導控制方式,可將控制裝置分為:
1.“液控液”型
它是利用司鉆控制臺上的液壓換向閥,將控制油液經(jīng)管路輸送到遠程控制臺上,使控制防噴器開關(guān)的控制閥換向,將蓄能器的高壓油輸入液缸,開關(guān)防噴器。
2.“氣控液”型
它是用司鉆控制臺上的氣閥,將壓縮空氣經(jīng)氣纜輸送到遠程控制臺上,使控制防噴器開關(guān)的控制閥換向,將蓄能器高壓油輸入液缸,開關(guān)防噴器。
由于它有許多獨特的優(yōu)點,故國內(nèi)外目前廣泛使用這類控制裝置
3.“電控液”型
它是用電操縱換向閥換向而控制防噴器的開關(guān)
以上三種控制類型,以“氣控液”較為先進。這是因為:
(1)氣比油經(jīng)濟、迅速和安全;
(2)氣比電安全;
(3)臺上無高壓、不污染;
(4)司鉆臺與遠控臺采用氣纜連接,安裝維修簡便
(五)控制裝置型號表示
例:FKQ4805A
表示氣控液型,蓄能器公稱總?cè)莘e為480L、5個控制對象,經(jīng)第一次改進后的地面防噴器控制裝置
二、“氣控液”型控制系統(tǒng)
“氣控液”型控制裝置相對于“液控液”型控制裝置結(jié)構(gòu)
有以下優(yōu)點:
◆ 設(shè)計合理
◆ 控制壓力高
◆ 備用動力充分
◆ 高壓不上鉆臺
◆ 控制線路均為單一驅(qū)動、作用互不影響
◆ 控制迅速,安全可靠無“振動、聯(lián)動、自動”等缺 點。目前國內(nèi)多采用這種類型的控制裝置。
1.主要部件結(jié)構(gòu)
1)電動三缸柱塞泵
功用
工作原理
壓力繼電器的調(diào)壓過程
壓力繼電器的調(diào)壓過程
3)氣動泵
氣動泵作為輔助泵配備,在氣源充足時可與電泵并聯(lián)工作。在停電或電泵組壞了時,代替電泵工作,若系統(tǒng)需要超過21MPa壓力開、關(guān)防噴器時,也直接用氣動泵供液
工作原理
當壓縮空氣經(jīng)氣動泵的換向機構(gòu)進入氣缸的下腔時,推活塞上行,當活塞快到上死點前便向上拉動往復(fù)桿向上運動。往復(fù)桿帶動梭塊,棱塊帶動滑閥向上行,當滑閥滑行到上死點后,就改變了氣流的方向。即將原上腔與排氣口相連的氣路改為與進氣口相連;下腔原與進氣口相連的改為與排氣口相連。此時,壓縮空氣推動活塞下行。當活塞快到下死點前,便帶動往復(fù)桿和滑閥上行,滑閥到下死點后,氣流又發(fā)生改變,推活塞上行。如此往復(fù)
氣泵使用時的注意事項
壓力繼氣器的結(jié)構(gòu)
工作原理
它利用調(diào)節(jié)彈簧的壓縮力來平衡液壓作用到柱塞面積上的推力。當液壓作用到柱塞面上形成的推力大于彈簧所調(diào)定的壓縮力時,彈簧被壓縮柱塞桿另一端的密封圈緊貼在氣接頭上,切斷壓縮空氣的通道,氣泵斷氣停止工作。當液壓作用在柱塞面上所形成的推力小于彈簧所調(diào)定的壓縮力時,彈簧把柱塞推向液壓端,柱塞桿帶動另一端(氣源端)的密封圈,離開氣接頭密封面,氣源接通氣泵工作,直到液壓力克服了彈簧的力量,致使柱塞向氣源端移動,關(guān)閉氣源進口為止。液壓端與蓄能器液壓相連,21±0.5MPa時,關(guān)閉氣源進口。調(diào)節(jié)時,用調(diào)節(jié)帽進行調(diào)節(jié),往上停泵壓力增大,往下停泵壓力減少
壓力繼氣器的使用
蓄能器由膠囊分隔為膠囊內(nèi)和膠囊與殼體間的兩個腔室。其中膠囊內(nèi)預(yù)充入7±0.7MPa的氮氣,瓶式蓄能器的數(shù)量是由開關(guān)防噴器所需的總的液量來確定的。其總?cè)莘e按下式計算:
V=VR/(Pn/P1-Pn/P2)式中V——蓄能器組的總?cè)莘e(氮氣+液體),LVR——所需的可用液量
蓄能器是以蓄存高壓油(公稱壓力)21MPa
儲能器的技術(shù)規(guī)范
儲能器使用時的注意事項
充氮測量工具
6)溢流閥
工作原理
利用調(diào)定的彈簧的彈力與鋼球(閥芯)與所承受的液壓推力直接作用。正常情況下彈簧力大于液壓力,閥口關(guān)閉。當發(fā)生超壓使液壓力大于彈性力時,液壓推動鋼球上移使閥口打開泄壓,壓力油泄回油箱。當油壓泄到正常值時,鋼球在彈簧的作用下,又使閥口關(guān)閉。讓設(shè)備始終保持在正常工作壓力范圍內(nèi)。
在遠程臺上有兩個
(1)蓄能器溢流閥:溢流壓力為24MPa;
(2)管匯溢流閥:溢流壓力為36.5MPa
7)調(diào)壓閥
手動調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)
氣動調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)
手動調(diào)壓閥工作原理
調(diào)壓閥的使用調(diào)試
8)壓力變送器
工作原理
壓力傳感器的調(diào)試
壓力變送器使用時的注意事項
9)三位四通換向閥
三位四通換向閥手動時的工況
三位四通換向閥氣動時的工況
三位四通換向閥使用時的注意事項
10)二位二通轉(zhuǎn)閥(旁通閥)
二位二通轉(zhuǎn)閥使用(旁通閥)
大于10.5時的使用情況
從超高壓狀態(tài)(>21MPa)轉(zhuǎn)為常壓工作狀態(tài)(10.5MPa)
11)氣源總閥
12)三位四通滑閥
氣滑閥的結(jié)構(gòu)
遙控裝置上如何控制井口防噴器的關(guān)、開
2.控制裝置工作原理
◆ 將電機開關(guān)12扳到自動位置(中位是關(guān)位,右位是自動位置,左位是手動。一般情況下使用自動控制,不用手動控制。),電機便能在繼電器的控制下自動接通電源。電源被接通后,電機9帶動三缸泵10進行工作。泵出的高壓油經(jīng)單流閥14,截止閥15,進入蓄能器16。當蓄能器液壓油壓力逐漸升高到21MPa時,壓力繼電器11自動切斷電源。三缸泵停止工作。當油壓降至18MPa~17MPa時,泵自動啟動至油壓為21MPa停泵。
◆ 蓄存的高壓油,在使用時通過調(diào)壓閥18a和18b,分別進入?yún)R管上各三位四通轉(zhuǎn)閥21a……21e。壓力表35是鉆機氣源壓力;壓力表36是通過變送器28指示的蓄能器壓力;壓力表37通過變送器29指示通過調(diào)壓閥18a后的匯管壓力;壓力表38通過變送器30指示調(diào)壓閥18b出口的環(huán)形控制壓力。這些表在司鉆臺上顯示,以便司鉆隨時遙控掌握
◆ 當需要關(guān)井時(以關(guān)環(huán)形防噴器為例):先操作司鉆臺上氣源總閥到開位,同時操作二位四通滑閥33a到關(guān)位,壓縮空氣左方框圖連接通路達到遠程臺上的氣缸19e的右側(cè),推活塞左移帶動拉桿,使三位四通轉(zhuǎn)閥21e手柄右轉(zhuǎn),處于關(guān)位,轉(zhuǎn)閥21e便按右方框圖接通了通往環(huán)形防噴器關(guān)閉油腔的油路。減壓后的高壓油,沿管排架的高壓管線進入環(huán)形防噴器關(guān)閉油腔,推動密封膠芯上行實現(xiàn)封井。這時活塞上油腔(開啟油腔)的液壓油通過管線,從閥21e流回油箱。當需要打開環(huán)形防噴器時,只需操作閥33a換向(手柄向左扳)使其處于開位,壓縮空氣按右方框圖連接通路來到遠程控制臺上的氣缸19e的左側(cè),使活塞右移,帶動21e手柄左轉(zhuǎn),按左方框圖連接通路,使液壓油進入開啟油腔,打開環(huán)形防噴器
氣控液控制裝置的控制原理可以簡單的由下面框圖表示
3.控制裝置正常工作時的工況
1)遠程臺
(1)閥的開關(guān)狀態(tài):
◆ 電源空氣開關(guān)合上;
◆ 電控箱旋鈕旋至自動位;
◆ 泄壓閥、液旁通閥、氣旁通閥、氣泵進氣閥處于關(guān)閉狀態(tài);
◆ 換向閥手柄與所控制的防噴器一致;
◆ 氣動調(diào)壓閥的三通旋塞扳向上方;
◆ 其余閥處于開位。
(2) 壓力表顯示狀況
蓄通器壓力表為18~21MPa
◆ 環(huán)形和匯管壓力表為10.5MPa
◆ 氣源壓力表為0.65~0.8MPa
◆ 氣動壓力變送器的輸入氣表為0.14MPa
◆ 壓力繼電器上限為21MPa,下限為18MPa
◆ 油箱中余油高于下部油位計下限
◆ 油霧器油杯盛油過半
(3) 司鉆臺工況
◆ 各壓力表與遠程臺一致(誤差不超過5%)
◆ 油霧器油杯盛油過半
4.防噴器鉆機剎車聯(lián)動防提安全裝置
5.控制裝置的正確使用與管理
1) 正常情況下,所有防噴器處于打開狀態(tài),液動閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)。不得亂動。
2) 一般情況下,泄壓閥、液氣旁通閥、氣泵進氣閥處于關(guān)閉狀態(tài),其余閥處于開啟狀態(tài)。若匯管壓力需超過21MPa,則關(guān)掉蓄通器截止閥,打開液、氣旁通閥及氣泵進氣閥、將所要開(關(guān))的閘板控制換向閥處于開(關(guān))位。閘板防噴器開關(guān)到位后要泄掉高壓。
3) 氣源壓力為0.65~0.8MPa。
4) 液壓油不允許用燃料油代替,采用20號機械油或22號汽輪機油(透平油)。
5) 電控箱的旋鈕應(yīng)常處于自動位置,以免及時向蓄能器補充油液;
6) 電泵啟動時,油壓應(yīng)低于17.5MPa;
7) 曲軸箱、鏈條箱注入20號機械油,并經(jīng)常檢查油標高度及時補充。半年換油一次
8) 柱塞密封裝置中的密封圈松緊應(yīng)適度,不可壓得過 緊
9) 壓力繼電器上限調(diào)定為21MPa,下限為18MPa
11) 氣泵換氣機構(gòu)中的滑塊易卡死,應(yīng)保證壓縮空氣的潔凈與低含水量,注意放掉杯內(nèi)積水
12) 油霧器的油杯中盛2/3的10號機械油。并適當控制管路中的進油量
13) 壓力繼氣器的停泵壓力為21MPa
14) 蓄通器膠囊中只能充氮氣,充氮壓力為7±0.7MPa
14)檢查膠囊內(nèi)的氮氣或充氮時,應(yīng)做到
(1)泄掉鋼瓶內(nèi)的液壓油(否則,檢查到的壓力為油壓力)
(2)旋開鋼瓶上部的護帽,卸下充氣閥螺帽,將充氮工具的針閥與膠囊充氣嘴相接,順時旋轉(zhuǎn)針閥將充氣閥壓開,充氮壓力表顯示氮氣壓力,若表壓顯示7±0.7MPa則表明該瓶氮氣壓力充足,則可逆時旋轉(zhuǎn)針閥使充氣閥關(guān)閉,打開充氮工具放氣閥放掉余氣;
(3)如果表壓顯示不到7±0.7MPa,將充氮工具膠管外端的接頭接到高壓氮氣瓶上,打開高壓氮氣瓶充排氣閥,使氮氣流入膠囊內(nèi),當表顯示為7±0.7MPa時,關(guān)閉氮氣瓶充排氣閥,逆時旋轉(zhuǎn)針閥使膠囊充氣閥關(guān)閉,放掉余氣,卸下充氮工具,代上充氣閥螺帽、護帽。
15) 調(diào)節(jié)手動調(diào)壓閥時,順時針旋轉(zhuǎn)手輪為二次油壓升高,逆時針旋轉(zhuǎn)手輪二次油壓降低。正常情況下,二次油壓為10.5MPa。
16) 調(diào)節(jié)氣動調(diào)壓閥時,順時針旋轉(zhuǎn)空氣調(diào)壓閥手輪二次油壓升高,逆時針旋轉(zhuǎn)空氣調(diào)壓閥手輪二次油壓降低。最大二次油壓為10.5MPa。
17) 正常情況下三通旋塞應(yīng)扳向上方,由司鉆臺控制氣動調(diào)壓閥的二次油壓
18) 調(diào)壓閥在調(diào)節(jié)時有滯后現(xiàn)象,二次油壓不隨手輪的調(diào)節(jié)產(chǎn)生連續(xù)變化,而呈階梯性跳躍,其最大跳躍值允許為3MPa,調(diào)壓時慢扳手輪后停一會,壓力變動不夠,再一次慢扳手柄,稍等片刻,若不夠再調(diào)至二次壓力為止
19) 壓力變送器的輸入氣壓為0.14MPa,當遠程臺與司鉆臺的幾副表壓值相差懸殊(誤差大于5%)時應(yīng)進行調(diào)準,其作法是:
1)司鉆臺表壓顯示過低。這可能是輸入的一次氣壓低于0.14MPa或是放大器的恒節(jié)流孔導管堵塞所致。處理的辦法是調(diào)準一次氣壓為0.14MPa或是將裝設(shè)恒節(jié)流孔導管的螺桿取出,使用Φ0.2×200的不銹鋼絲將恒節(jié)流孔導管通孔頂通;
2)司鉆臺表壓顯示過高,這可能是噴嘴粘附污物堵塞所致。處理的方法是用酒精棉球擦試噴嘴并將噴嘴吹通,揩干。
20) 操作三位四通手柄時應(yīng)扳動到位;不能在手柄上加裝其它鎖緊裝置。
21) 三位四通轉(zhuǎn)閥旁的二位氣缸兩端各有黃油嘴和機油杯,可每周注一次黃油和機油。
22) 打開氣源總閥,同時扳動三位四通氣滑閥的聯(lián)動時間不得少于5s,否則遠程臺上的三位四通轉(zhuǎn)閥不能換向
復(fù) 習 思 考 題
一、填充空白
1. 蓄能器裝置安裝在距井口______以遠處。
2. 常用氣控液型控制裝置,在投入工作時,其蓄能器的油壓應(yīng)___________范圍內(nèi)。
3. 常用氣控液型控制裝置,蓄能器裝置上的兩個減壓閥,它們的二次油壓應(yīng)調(diào)為_______。
4. 蓄能器裝置與遙控裝置上的三副壓力表,其示壓值應(yīng)_________。
5. 控制電泵自動啟停的壓力繼電器應(yīng)調(diào)定上限壓力________,下限壓力________。
6. 控制氣泵自動啟停的壓力繼氣器應(yīng)調(diào)定上限壓力_________。
7. 目前你井隊所使用的氣控液型控制裝置,蓄能器安全閥調(diào)定開啟壓力_________,管匯安全閥調(diào)定開啟壓力_________。
8. 控制裝置所用液控油料為_______________。
9. 蓄能器預(yù)充的是_____氣,預(yù)充壓力_________。
10. 控制裝置工作時,往蓄能器里充油與補油一般都是使用_______泵工作。
11. 控制裝置工作時,電控箱上旋鈕應(yīng)轉(zhuǎn)至_________位。
12. 當用10.5Mpa的壓力油無法使閘板防噴器關(guān)井動作時,應(yīng)打開________閥,使用蓄能器的高壓油推動閘板關(guān)井。
二、選擇填空
1. 液壓防噴器開、關(guān)動作時所需液控壓力油來自_________。
①蓄能器 ②電泵 ③氣泵
2. 具有氣動減壓閥的控制裝置投入工作時,在正常情況下,環(huán)形防噴器供油路上的氣動減壓閥由________。
①遙控裝置上空氣調(diào)壓閥 ②蓄能器裝置上空氣調(diào)壓閥
③遙控裝置與蓄能器裝置上的空氣調(diào)壓閥皆可
3. 控制裝置投入工作時,在正常情況下,旁通閥的開、關(guān)由__________控制。
①遙控裝置 ②蓄能器裝置 ③遙控裝置與蓄能器裝置皆可
4. 控制裝置蓄能器壓力表顯示油壓為19Mpa,此時欲將蓄能器油壓升高,因此立即將電控箱旋鈕轉(zhuǎn)至手動位,這種作法是________。
①正確的 ②可行的 ③錯誤的
5. 往蓄能器鋼瓶中充氮時或是使用充氮工具檢測膠囊壓力時,務(wù)須注意的是________。
①準備并安裝好充氮工具 ②安全作業(yè) ③首先泄掉鋼瓶中油壓
三、回答問題
1. 液壓防噴器控制裝置有幾種類型?由哪幾部分組成?
2. 蓄能器裝置上泵組,什么時侯使用電泵工作,什么時侯使用氣泵工作?
3. 氣控液型控制裝置處于“待命”工況時,其主要閥件處于什么工位或工況?
4. 用10.5MPa開關(guān)閘板防噴器不起作用時,可采用什么方法去開關(guān)?若還不行其動作該如何進行?為什么?
5. 蓄能器膠囊內(nèi)應(yīng)預(yù)充什么氣?其壓力是多少?如何檢查氮氣及充氮?其額定工作是少?
6. 正常情況下在什么設(shè)備上操作防噴器?應(yīng)注意些什設(shè)備上操作?若無液壓,又如何作?
第一節(jié) 節(jié)流管匯、壓井關(guān)匯
(一)主要部件結(jié)構(gòu)及原理
1.節(jié)流閥
節(jié)流閥的功能是在實施油氣井壓力控制技術(shù)時,借助它的開啟和關(guān)閉維持一定的套壓,將井底壓力變化穩(wěn)定在一定窄小的范圍內(nèi)。節(jié)流閥是節(jié)流管匯核心部件,節(jié)流閥的節(jié)流元件,其結(jié)構(gòu)有多種,它們的原理都是利用改變流體通孔大小,從而達到節(jié)流的目的。即液體經(jīng)由狹小通道時,形成較大的局部阻力,使流阻加大而造成回壓。通孔越小,回壓越大;通孔越大,回壓越小
節(jié)流閥的種類
結(jié)構(gòu)
原理
固定式節(jié)流器的流量是固定不變的,可根據(jù)需要更換不同尺寸的節(jié)流嘴而得到不同的排量。
2.可調(diào)節(jié)流閥
可調(diào)節(jié)流閥通過手輪或液壓調(diào)節(jié)閥芯與閥座的相對位置,來改變液流截面積的大小以達到節(jié)流目的。
該閥可以遙控。其閥芯為筒形,為整體硬質(zhì)合金;閥座內(nèi)圈鑲硬質(zhì)合金;閥蓋與介質(zhì)接觸端堆焊有硬質(zhì)合金,使之具有良好的耐磨性和抗腐蝕性。在閥的出口通道上嵌有尼龍的耐磨襯套,以保護閥體不受磨損.
閥蓋的尾部是液缸及活塞,靠液壓油推動活塞帶動閥桿,再帶動閥芯前后推進,使閥芯與閥座之間的流道面積改變來節(jié)流的.
◆ 具有較好的抗腐蝕性能;
◆ 筒形閥芯和閥座內(nèi)圈為硬質(zhì)合金,且能顛倒使用,因增加了使用壽命;
◆ 較大的閥體腔和筒形閥體結(jié)構(gòu),較之通常的針形節(jié)流閥,它具有較大的流量;采用側(cè)進正出的流向,其筒形閥板周圍的導筒減少了節(jié)流時的振動,減少了噪聲;
◆ 閥位變送器能借助氣壓訊號,將節(jié)流閥閥板相對于其全開位置的實際位置,輸送到控制臺上顯示出來;
◆ 操作者通過控制臺能遠程控制節(jié)流閥的開關(guān);
◆ 此閥只作節(jié)流用,不能作為截止閥
(2)手動節(jié)流閥
手動節(jié)流閥用手操縱機構(gòu)代替了液缸及活塞,通過手輪轉(zhuǎn)動帶動閥芯前后移動改變閥芯與閥座間的相對位置,改變過流面積大小達到節(jié)流。與液動節(jié)流閥相比,僅不能遙控及不知閥的開關(guān)程度
2.平板閥
平板閥是一個沿順流方向金屬閥板對金屬閥座密封的兩通閥,由手輪(或液缸)操縱。
平板閥有的配有回座密封(又叫倒密封或三次密封),即帶壓換盤根。在閥蓋的下方閥桿通過處有一450斜面與閥蓋450斜面吻合造成金屬對金屬的密封。若當閥處于壓力管線上,而閥桿盤根漏失,用二次密封仍不能解決時,則需采用回座密封。其步驟是:
◆ 用手輪全關(guān)閘板
◆ 卸松軸承套3~4圈,順時針轉(zhuǎn)動手輪,達到閥桿不能再進一步松動,撞擊手輪,使兩450斜面吻合,觀察回座密封是否起作用(即漏失處不再往外滲液)
◆ 卸手輪、軸承套,閥桿接頭和軸承;
◆ 松壓帽、換盤根;
◆ 重新裝入。
特別提示
回座密封是平板閥的一大優(yōu)點,但作業(yè)時,是在高壓下,操作時應(yīng)特別小心;明桿帶尾桿的平板閥應(yīng)在尾座上加一螺柱頂住尾桿,以造成對閥桿的上頂力
平板閥、節(jié)流閥的使用
3.氣動抗震壓力變送器
氣動壓力變送器是將套管、立管中泥漿的壓力值轉(zhuǎn)換低壓氣值,一低壓氣壓表顯示高壓泥漿壓力。
◆ 當鉆井液無壓力時,膠塞處于下部位置,膜片也處于常位,錐閥打開,球閥關(guān)閉,輸出壓力通大氣。
◆ 當鉆井液有壓力時,壓力→推膠塞→推 導桿→推膜片,膜片的錐閥座與閥芯吻合,推閥芯向上,打開球閥。氣源通過球閥進入輸出腔,此氣壓通過膜片產(chǎn)生一個壓力與鉆井液壓力平衡,此時的氣壓為輸出氣壓
◆ 鉆井液壓力與輸出氣壓之比為200∶1,即當鉆井液壓力為20MPa時,輸出氣壓為0.1MPa。故其接收壓力表為二次壓力表,即壓力表為低的氣壓表,僅按比例在表盤上顯示高的液壓。
◆ 其氣源壓力為0.35MPa,安裝時氣源管線在較高的地方,而輸出壓力接在較低的位置,故管線連接為“高進低出”。
◆ 由于單邊受壓會影響膜片的測量性能,故在鉆井液來路上應(yīng)裝一截止閥。當無氣源時,關(guān)掉截止閥,使膠塞下無鉆井液壓力
4.氣動閥位變送器——閥位開度表
閥位變送器按裝在液動節(jié)流閥的端部。液動節(jié)流閥的活塞桿伸出端與閥位變送器的頂桿相接觸。液動節(jié)流閥的開關(guān)狀況通過活塞桿的位移以機械作用力的方式傳輸給閥位變送器,閥位變送器再將所接受的機械力轉(zhuǎn)換為氣壓訊號并將訊號素、輸送到液壓控箱的閥位開啟度表,以氣壓的高低變化顯示節(jié)流閥的開啟程度。
結(jié)構(gòu)
氣動閥位變送器由推桿、套筒、鎖緊螺母、閥座、閥桿、彈簧及膜片等組成
工作原理
當壓力0.35MPa的氣源進入儀表后分為兩路,一路進入A室,在A室彈簧將閥桿壓在閥座上,關(guān)閉A室和B室的通路;另一路經(jīng)恒流孔進入D室,再經(jīng)噴嘴、E室和C室排入大氣
5.節(jié)流管匯控制箱
結(jié)構(gòu)
(二)控制系統(tǒng)原理
控制系統(tǒng)原理
當鉆機氣源進入控制箱后,一路進入氣源壓力表,一路進入空氣濾清器,進入空氣濾清器的氣又分為兩路。一路經(jīng)減壓閥后到二位三通先導閥和二位四通氣控換向閥,由二位四通氣控換向閥的控制使壓縮空氣輪換進入氣動液壓泵的左、右缸,使活塞左、右移動,帶動柱塞泵油,高壓油(無壓縮空氣時,可采用手動液壓泵)經(jīng)溢流閥進入蓄能器貯存,一旦需要,則可搬動手動三位五通換向閥(中位各進出口均不通)使其換向,讓高壓油從蓄能器(或直接由油泵來)出來,經(jīng)速度調(diào)節(jié)閥(控制流量的針閥)到手動三位五通換向閥,經(jīng)該閥進入液動節(jié)流閥的開啟和關(guān)閉腔,使節(jié)流閥閥芯前后推進,以達到平衡鉆井工藝的要求。
進入空氣濾清器的另一路,又經(jīng)一空氣濾清器,進入空氣減壓閥,減壓后的空氣(小于0.35Pa)經(jīng)輸氣管進入立管壓力變送器,管匯壓力變送器、閥位變送器,經(jīng)比較變送后的壓縮空氣返回控制箱到立管壓力表、管匯壓力表和閥位開度表,讓操作人員在控制箱上就能知道壓力及閥的開啟度以便按平衡鉆井工藝的要求來適時的操作節(jié)流閥
(三)節(jié)流管匯型號表示方法
閥的型號標注
例 JG—S2—35,為最大工作壓力35MPa,有兩個手動節(jié)流閥的節(jié)流管匯
控制箱的調(diào)試
節(jié)流管匯水平安裝在雙四通的8#或單四通的4#閥外側(cè)的基礎(chǔ)上,其配套示意圖.
◆ 正常情況下閥的開關(guān)位置見表
◆ 控制箱安在鉆臺上,管線接好后,打開氣源開關(guān),氣動泵進入正常工作,將高壓油泵入蓄能器貯存。
◆ 在發(fā)生溢流時,根據(jù)井控工藝的需要,用控制箱的三位五通換向閥的換向控制節(jié)流閥的啟閉,以便控制井內(nèi)回壓
二.壓井管匯
結(jié)構(gòu)
主要由單向閥、平板閥、壓力表、三通或四通組成
型號表示
節(jié)流、壓井管匯的工作壓力
節(jié)流、壓井管匯的公稱通徑
節(jié)流與壓井管匯的組合型式
14MPa節(jié)流壓井管匯組合
21MPa節(jié)流壓井管匯組合
35MPa的節(jié)流壓井管匯
70MPa和105MPa的節(jié)流管匯
三、節(jié)流管匯、壓井管匯的正確使用
1. 選用節(jié)流管匯、壓井管匯必須考慮預(yù)期控制的最高井口壓力、控制流量以及防腐等工作條件;
2. 選用的節(jié)流管匯、壓井管匯的額定工作壓力應(yīng)與最后一次開鉆所配置的鉆井井口裝置工作壓力值相同;
3. 節(jié)流管匯前的液動平板閥(8#閥)平常處于關(guān)閉狀態(tài),當發(fā)生井涌需要關(guān)井求壓時,按“四、七動作”中開節(jié)流閥,實際是打開8#再關(guān)防噴器,因節(jié)流閥處于3/8~1/2之間;
4. 平行閘板閥閥板及閥座處于浮動才能密封,因此開關(guān)到底后必須再回轉(zhuǎn)1/4~1/2圈,嚴禁開關(guān)搬死
5.平行閘板閥是一種截止閥,不能用來泄壓或節(jié)流。
例:磨78井,不裝節(jié)流管匯,用平板閥來節(jié)流,導致閥體被刺穿造成失控,
其中,7#閥為明桿閥,它的閥板為下開孔,故節(jié)流時,閥體下頸部被沖壞;1#閥為暗桿閥,閥板開孔在上方,節(jié)流時,閥體上頸部被沖壞。
6.平板閘板上有兩個注入閥:塑料密封脂注入閥(閥體外有一六方螺釘)和密封潤滑脂注入閥(閥體外有一六方螺母壓緊頂針)。二者不能裝錯,否則易刺壞油嘴,引起失控。
7.節(jié)流控制箱上的速度調(diào)節(jié)閥千萬不能關(guān)死,否則,無法控制節(jié)流閥的啟閉。
8.節(jié)流控制箱上的套、立壓表是一種二次壓力表,千萬不能用普通壓力表代替
復(fù) 習 思 考 題
一、選擇填空
1. 節(jié)流管匯上的液動平板閥,平時應(yīng)處于__________工況。
①常開 ②常閉 ③半開
2. 關(guān)閉手動平板閥的動作要領(lǐng)是________。
①順旋,到位 ②逆旋,到位 ③順旋,到位,回旋 ④逆旋,到位,回旋
3. 節(jié)流管匯上的液動平板閥,通常是由__________遙控的。
①蓄能器裝置上的換向閥 ②遙控裝置上的換向閥
③節(jié)流管匯液控箱上的三位四通換向閥。
4. 節(jié)流管匯上的液動節(jié)流閥是由___________遙控的
①蓄能器裝置上的換向閥 ②遙控裝置上的換向閥
③鉆臺上液控箱上的三位四通換向閥
5.液動節(jié)流管匯上的氣動抗震壓力變送器輸入氣壓是________。
①0.14MPa ②0.35MPa ③0.13~0.17MPa
6. 節(jié)流管匯上的節(jié)流閥,平時應(yīng)處于________工況。
①常開 ②常閉 ③半開
二、回答問題
1.節(jié)流管匯、壓井管匯有何作用?各由哪些主要部件組成?
2.目前我國節(jié)流管匯、壓井管匯的壓力級別共分幾級?
3.節(jié)流管匯上的閥的編號及關(guān)開狀態(tài)如何?
4.平行閘板閥的密封特點是什么?使用中應(yīng)注意些什么問題?
5.壓力變送器和閥位變送器的氣源壓力是多少?其接收壓力表可否用普通表代替?
6. 若閥位開度表與節(jié)流閥的實際位置不符,如何調(diào)試?
7. 如何判斷截止閥的類型?
第二節(jié) 防噴管匯、放噴管線
防噴管匯包括四通出口至節(jié)流管匯、壓井管匯之間的防噴管線、平行閘板閥、法蘭及連接螺柱或螺母等零部件。
◆ 裝單四通的防噴管匯在節(jié)流管匯、壓井管匯以內(nèi)
◆ 四通至節(jié)流管匯之間的零部件公稱通徑不小于76mm;
◆ 四通至壓井管匯之間的零部件公稱通徑不小于52mm。
◆ 采用單四通配置時,可根據(jù)鉆井設(shè)計的需要增接一條備用防噴管線
二、放噴管線
裝雙四通的放噴管線包括1#、4#、節(jié)流管匯、壓井管匯以外的管線、閘閥、法蘭及連接螺柱及螺母等零部件,
裝單四通的放噴管線為壓井管匯、節(jié)流管匯以外的零部件
三、四川石油管理局井控補充規(guī)定中關(guān)于放噴管線和節(jié)流、壓井管匯的使用要求
1. 放噴管線全部使用法蘭連接。
2. 放噴管線和連接法蘭應(yīng)全部露出地面,不得用管穿的方法實施保護。
3. 含硫和高壓地區(qū)鉆井,四條放噴管線出口都應(yīng)接出距井口100米以遠,并具備放噴點火條件。
4. 防噴管線、放噴管線、節(jié)流壓井管匯的閘閥編號及開關(guān)狀態(tài)見圖3-20、圖3-21。
5. 所有防噴管線、放噴管線、節(jié)流壓井管匯的閘閥應(yīng)為明桿閥。
6. 液氣分離器排氣管線應(yīng)接出液氣分離器50米以遠有點火條件的安全地帶,其出口點火時不影響放噴管線的安全。排氣管線應(yīng)從液氣分離器單獨接出,其管徑不小于6“。
7. 接一條中壓軟管至防溢管作為起鉆灌泥漿用。嚴禁用泥漿泵反壓井管線灌泥漿
復(fù) 習 思 考 題
1. 防噴管匯包括些什么?安裝在哪里?
2. 放噴管線的位置在哪里?
第四章 內(nèi)防噴工具
在鉆井過程中,當?shù)貙訅毫Τ^鉆井液靜液柱壓力時,為了防止地層壓力推動鉆井液沿鉆柱水眼向上噴出,保護水龍帶因高壓而被蹩壞,則需使用內(nèi)防噴工具。
鉆具內(nèi)防噴工具主要包括:
◆ 方鉆桿上旋塞、
◆ 方鉆桿下旋塞、
◆ 鉆具回壓閥。
第一節(jié) 鉆具止回閥(單流閥)
鉆具止回閥結(jié)構(gòu)形式很多,就密封元件而言,有蝶形、浮球形、箭形等密封結(jié)構(gòu)。使用方法也各有異,有的被連接在鉆柱中;有的則在需要時,將它投入鉆具水眼而起封堵井壓的作用
型號表示
止回閥的基本參數(shù)
2、投入式止回閥
工作原理
止回閥在聯(lián)頂接頭處就位后,當高壓液體上涌時,推閥體上行,聯(lián)頂接頭的鋸齒形牙和止回閥上部的卡爪相互鎖定,由于閥體上行迫使筒形密封件脹大密封聯(lián)頂接頭的內(nèi)孔,閥體內(nèi)的鋼球在彈簧的作用下密封閥體水眼,這時,止回閥與聯(lián)頂接頭總成組成了一套內(nèi)防噴器,從鉆柱 內(nèi)向井下循環(huán)液體時,很容易開啟止回閥,而井下液體卻不能進入閥體水眼,井下流體壓力越大,密封性能越好。
3、四川石油管理局關(guān)于鉆具回壓閥和旁通閥的安裝和使用
1.油氣層鉆井作業(yè)中,除下述特殊情況外,都應(yīng)在鉆柱下部安裝鉆具回壓閥和旁通閥。
◆堵漏鉆具組合;
◆下尾管前的稱重鉆具組合;
◆處理卡鉆事故中的爆炸松扣鉆具組合;
◆穿心打撈測井電纜及儀器鉆具組合;
◆傳輸測井鉆具組合;
2.除以上特殊情況以外的其它特殊情況,如不能接回壓閥和旁通閥應(yīng)報告礦區(qū)(公司)井控第一責任人或井控負責人同意后實施
3.鉆具回壓閥和旁通閥的壓力級別根據(jù)地層壓力選擇35MPa或70MPa。外徑、強度應(yīng)與相連接的鉆鋌外徑、強度相匹配。
4.鉆具回壓閥的安裝位置以最接近鉆柱底端為原則。
◆ 常規(guī)鉆進、通井等鉆具組合,回壓閥接在鉆頭與入井第一根鉆鋌之間。
◆ 帶井底動力鉆具的鉆具組合,回壓閥接在井底動力鉆具與入井的第一根鉆具之間。
◆ 在油氣層中取芯鉆進使用非投球式取芯工具;貕洪y接在取芯工具與入井第一根鉆鋌之間。
5.旁通閥安裝在鉆鋌與鉆桿之間或距鉆具回壓閥30~50米處。水平井、大斜度井旁通閥安裝在500~700井段的鉆具中
6.使用鉆具回壓閥和旁通閥的安全注意事項
◆使用鉆具回壓閥下鉆時,應(yīng)堅持每下20~30柱鉆桿向鉆具內(nèi)灌滿一次泥漿,采用專用灌泥漿裝置小排量灌注。下鉆至主要油氣層頂部前應(yīng)灌滿泥漿,再循環(huán)一周排出鉆具內(nèi)的剩余壓縮空氣后方可繼續(xù)下鉆。下鉆到井底也應(yīng)用專用灌泥漿裝置灌滿泥漿后再循環(huán)。
◆ 回壓閥和旁通閥按入井特殊工具的使用管理要求建立記錄卡,詳細記錄入井使用的時間及有關(guān)參數(shù)。每次下鉆前,由技術(shù)員、司鉆檢查回壓閥和旁通閥有無堵塞、刺漏和密封情況。
◆ 入井泥漿應(yīng)在地面認真清潔過濾,避免造成回壓閥堵塞。
7.鉆具底部裝有回壓閥時,起下鉆發(fā)生溢流或井噴仍按“四.七”動作控制井口
復(fù) 習 思 考 題
1.鉆具止回閥有哪幾種類型?
2.使用中應(yīng)注意些什么問題?
第二節(jié) 上部和下部方鉆桿旋塞閥
方鉆桿旋塞閥的結(jié)構(gòu)
上接頭、閥體、上閥座、球閥芯、下閥座、球芯外殼、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、密封環(huán)、波形彈簧、軸承和各種密封組成。并配備專用搬手
方鉆桿旋塞閥用途
1. 當井內(nèi)發(fā)生井涌或井噴時,鉆具止回閥失靈或未裝鉆具止回閥時,可以先關(guān)閉上部方鉆桿旋塞閥,然后上提方鉆桿關(guān)閉防噴器,免使水龍帶被蹩破;
2. 上部和下部方鉆桿旋塞閥一起聯(lián)合使用,若上旋塞失效時,可提供第二個關(guān)閉閥;
3. 當需要在鉆柱上裝止回閥時,可以先關(guān)下旋塞,制止液體從鉆桿中流出。在下旋塞以上卸掉方鉆桿,然后裝止回閥接上方鉆桿,開下旋塞,利用泵壓將止回閥送到位;
4. 正常操作時,卸方鉆桿前關(guān)下部方鉆桿旋塞閥,可防止鉆井液濺到鉆臺上
復(fù)習思考題
1. 投入式止回閥與箭形止回閥比較有什么優(yōu)點?
2. 什么時候在鉆桿上槍裝鉆具止回閥?搶裝時要注意些什么事情?
3. 為什么安裝上部和下部方鉆桿旋塞閥?
四川石油管理局關(guān)于旋塞閥的安裝和使用
1.油氣層中鉆進,采用轉(zhuǎn)盤驅(qū)動時應(yīng)裝方鉆桿上、下旋塞,采用頂部驅(qū)動時鉆桿上部應(yīng)分別安裝自動和手動兩個旋塞閥。旋塞壓力級別根據(jù)地層壓力選擇35MPa或70MPa。
2.方鉆桿下旋塞不能與其下部鉆具直接連接,應(yīng)通過配合接頭或保護接頭與下部鉆具連接。
3.堅持每天開關(guān)活動各旋塞一次,保持旋塞開關(guān)靈活。
4.接單根卸扣時,不能采取關(guān)下旋塞來控制方鉆桿內(nèi)泥漿溢出
復(fù) 習 思 考 題
1. 投入式止回閥與箭形止回閥比較有什么優(yōu)點?
2. 什么時候在鉆桿上槍裝鉆具止回閥?搶裝時要注意些什么事情?
3. 為什么安裝上部和下部方鉆桿旋塞閥?
第五章 除氣設(shè)備
第一節(jié) 初級除氣器(液—氣分離器)
1.功用
在鉆井過程中出現(xiàn)井涌時,采用節(jié)流壓井措施對井內(nèi)含氣鉆井液進行替換。鉆井液氣體分離器就是用來處理節(jié)流管匯替換出來的含氣鉆井液,除去鉆井液中的空氣與天然氣回收初步凈化的鉆井液。
2.工作與工作原理
常用鉆井液——氣體分離器的結(jié)構(gòu)如圖6—1a所示。
其工作原理是:從井內(nèi)經(jīng)節(jié)流管匯的匯管返出的含氣鉆井液,從切向進入分離器總成的旋流體,根據(jù)沉降、減壓、膨脹原理,部分氣體從鉆井液中分離出來,經(jīng)初次分離后的鉆井液,按分離板布置的流動方向經(jīng)分離板,表面積增大,并在分離板上分散成薄層使氣體暴露在鉆井液的表面,氣泡破裂,從而使鉆井液和氣體得到進一步分離。分離出的氣體從分離器頂部經(jīng)排氣管引至遠離井口75m以外點燃燒掉
1.功用
鉆井過程中鉆井液氣侵時除掉鉆井液中的氣體,恢復(fù)鉆井液原密度和粘度,克服由于鉆井液氣侵造成的各種不良影響
2.工作與工作原理
圖5—2為國產(chǎn)NCQ2—3.7/2.3真空除氣器結(jié)構(gòu)及工作流程示意圖。
工作時氣侵鉆井液在罐內(nèi)外壓差的作用下,通過進液閥被送到罐的頂部入口,進入罐內(nèi)以后,由上到下通過傘板和二層斜板,被攤成薄層,其內(nèi)部的氣泡被暴露到表面,氣液得到分離,氣體往上被真空泵的吸入管吸出而排往大氣中,脫氣后的鉆井液下落聚集在罐的底部,由安裝在底部的砂泵送回凈化系統(tǒng)供鉆井使用
復(fù) 習 思 考 題
1.為什么在節(jié)流管匯下游裝設(shè)鉆井液—氣體分離器?
2.鉆井液—氣體分離器能除凈鉆井液中所混入的氣體嗎?
一.結(jié)構(gòu)與作用原理
旋轉(zhuǎn)防噴器是靠方鉆桿傳動動力而轉(zhuǎn)動。卡瓦總成的內(nèi)四方與方鉆桿連接,外八方與中心管上部內(nèi)八方連接,中心管外形空間裝有軸承,下部與膠芯總成相連接。因此,方鉆桿轉(zhuǎn)動可帶動旋轉(zhuǎn)總成的轉(zhuǎn)動部分與膠芯同步轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)防噴器對膠芯的密封,一靠膠芯的預(yù)緊力(膠芯內(nèi)徑小于鉆具外徑),二靠井內(nèi)油氣壓力對膠芯產(chǎn)生的助封力。這就使旋轉(zhuǎn)防噴器具有既能轉(zhuǎn)動,又能同時密封鉆具的作用
四川石油管理局在20世紀60年代就開始設(shè)計生產(chǎn)了低壓旋轉(zhuǎn)控制頭,并應(yīng)用于現(xiàn)場"邊噴邊鉆"或氣體鉆井;后來,為滿足現(xiàn)場施工要求,結(jié)構(gòu)和功能不斷有所改進,目前在用的主要產(chǎn)品有FX23/7B、FX28/7B和FX35/7B三種,通徑分別為Φ228.6mm、Φ279.4mm、Φ346.1mm,動密封均為7MPa ;還有動密封 3.5Mpa和5.0Mpa的旋轉(zhuǎn)控制頭。最近四川石油管理局鉆采工藝研究院機械設(shè)計開發(fā)中心研制出了動密封 10.5Mpa的旋轉(zhuǎn)控制頭,型號為FX35-10.5/21-99
1. FX35-10.5/21-99旋轉(zhuǎn)控制頭的研制吸收了四川石油管理局20世紀70年代研制的幾種旋轉(zhuǎn)控制頭結(jié)構(gòu)優(yōu)點及現(xiàn)場使用的成功經(jīng)驗,參考了美國shaffer公司、william工具公司、RBOP國際油井工具公司研制旋轉(zhuǎn)控制頭,經(jīng)現(xiàn)場實踐修正后設(shè)計出這套旋轉(zhuǎn)控制頭,與國外的旋轉(zhuǎn)控制頭相比有所創(chuàng)新和發(fā)展,形成了適合我國實際情況的專利產(chǎn)品。該旋轉(zhuǎn)控制頭設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)合理,吸收了主動和被動旋轉(zhuǎn)控制頭上午優(yōu)點,操作安裝方便,其實用性、可靠性、安全性能滿足欠平衡鉆井工藝技術(shù)的需要
2.性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)原理
旋轉(zhuǎn)控制頭主要由旋轉(zhuǎn)總成和殼體兩大部分組成。旋轉(zhuǎn)總成包括旋轉(zhuǎn)補心和上、下部橡膠密封膠芯、軸承等部分。旋轉(zhuǎn)總成和殼體用卡箍連接。
方鉆桿通過旋轉(zhuǎn)控制頭上的旋轉(zhuǎn)補心,帶動中心管及上、下部橡膠密封膠芯與鉆柱一起旋轉(zhuǎn)。橡膠密封膠芯依靠自身的彈性變形和井壓助封來對鉆柱實施密封。必要時,可通過膠囊施加外力實現(xiàn)主動補償密封
3. 特點
1)使用雙膠芯密封。該旋轉(zhuǎn)控制頭設(shè)計有上、下部橡膠密封膠芯。由于井壓的助封作用,首先是下部膠芯形成較大的密封力,因而其先受到磨損。下部密封膠芯泄漏后,上部密封膠芯可繼續(xù)保持密封。這樣能有效的延長使用時間。膠芯結(jié)構(gòu)設(shè)計時,考慮到國內(nèi)主要使用的是四方鉆桿,因而設(shè)計的膠芯即能密封六方鉆桿,又能密封四方鉆桿。
2)液壓膠囊補償密封。在下部密封膠芯和上部密封膠芯都磨損泄漏的情況下,可通過向液壓膠囊內(nèi)注入液壓油,使其強行向內(nèi)擠壓上部密封膠芯,迫使上部密封膠芯抱緊方鉆桿,實施主動補償密封,進一步延長旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯的使用時間,能有效提高工作效率。
3) 旋轉(zhuǎn)總成與密封膠芯整體拆裝
4)連續(xù)壓力循環(huán)潤滑油潤滑軸承。旋轉(zhuǎn)總成的側(cè)面設(shè)計有潤滑油注入與排出通道,能實現(xiàn)對軸承進行連續(xù)壓力潤滑。在使用中,軸承浸沒在潤滑油中,使其能夠保證得到冷卻和潤滑,能有效地增加軸承的使用壽命
5)增加扶正防磨能力。該旋轉(zhuǎn)控制頭增加了扶正防磨能力。軸向力由推力滾子軸承承受。起扶正作用的除一圓錐滾子軸承外還增加了一個扶正套。扶正套與中心管之間裝有一防磨套,該防磨套由減磨金屬材料做成,與軸承一道接受潤滑油冷卻潤滑。該扶正套能有效地改善軸承的受力狀況而增加使用壽命。
6)改進了盤根冷卻系統(tǒng)。“V”形盤根與中心管之間也裝有一襯套,作用與防磨套一樣,使中心管避免磨損。
7)卡箍連接方便可靠。旋轉(zhuǎn)總成與殼體使用卡箍連接,規(guī)范符合API Stad 9A卡箍標準。卡箍結(jié)構(gòu)形式為:一邊為銷軸結(jié)構(gòu),一邊用銷軸加螺栓鎖緊?ü可显O(shè)計有吊環(huán)和拉手,殼體上設(shè)計有卡箍支架,卡箍安放其上,拆卸、安裝即方便又輕松、省力
旋轉(zhuǎn)防噴器的安裝位置
與旋轉(zhuǎn)防噴器配套使用的部件
三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用
3. 如有鉆壓,鉆頭上的第一根鉆具應(yīng)裝鉆具止回閥。將加壓裝置卡緊鉆具,關(guān)閉卸壓塞,殼體帶旁通的關(guān)閉旁通閥門。在殼體內(nèi)灌滿水(或鉆井液),再將鉆具和旋轉(zhuǎn)總成同時下放,使旋轉(zhuǎn)總成坐在殼體上(卡塊卡在槽內(nèi)),轉(zhuǎn)動卡扣筒90°左右,插入兩個定位銷,再打開防噴器全閉閘板,用加壓裝置繼續(xù)下鉆;
4. 當鉆具懸重大于井內(nèi)油氣壓力對鉆具的上頂力而自由下落時,不再用加壓裝置;按正常下鉆作業(yè)下完鉆具
2.中途帶壓更換膠芯總成
1)鉆具懸重大于上頂力時
(1) 上提鉆具至接頭起過防噴器管子閘板時,關(guān)閉管子閘板,松開卸壓塞或旁通閥門卸壓;
(2)先取掉轉(zhuǎn)盤方補芯和大方瓦,再取出旋轉(zhuǎn)防噴器卡扣筒定位銷,轉(zhuǎn)動卡扣筒900左右,強行起鉆,將鉆具連同旋轉(zhuǎn)總成一并提出井口后,再放回大方瓦和方補芯,同吊卡扣好下部鉆具,并座在轉(zhuǎn)盤上;
(3)卸開旋轉(zhuǎn)總成以下的下部鉆具接頭,將旋轉(zhuǎn)總成坐在座裝架上,再取出上部鉆具;
(4) 卸掉M16的螺母,取出舊膠芯總成,換上事先安裝 好M16螺柱的新膠芯總成,裝好螺母;
(5) 按下鉆時鉆具插入膠芯總成的辦法,使鉆具插入膠芯總成,再接好下部鉆具;
(6)關(guān)閉卸壓塞或殼體旁通閥門,在防噴器管子閘板上的環(huán)空內(nèi)灌滿水(或鉆井液);
(7)取出方補芯和大方瓦后,開始強行下鉆,使旋轉(zhuǎn)總成坐在殼體上,裝好卡扣筒與定位銷。最后打開管子閘板,可繼續(xù)進行起下鉆或帶壓鉆進作業(yè)。
2)鉆具懸重小于上頂力時
鉆具懸重小于上頂力與大于上頂力的操作程序大致相同。只是起鉆與下鉆時,上部鉆具要用加壓裝置加壓;卸上部鉆具前,應(yīng)用死卡和吊卡固定下部鉆具,以防止鉆具沖出或下掉
四、注意事項
1. 當井內(nèi)有壓力,在防噴器全封閘板處于關(guān)閉的情況下,開始下鉆時,旋轉(zhuǎn)總成以下接的鉆頭或其它工具的總長度,不得大于全封閘板至旋轉(zhuǎn)總成下端之間的距離,否則旋轉(zhuǎn)總成裝不上去;
2. 用卸壓塞卸壓時,不能太快,注意安全,卸壓 完關(guān)緊后再進行下步工作。每 次使用旋轉(zhuǎn)總成時,旋轉(zhuǎn)總成外殼的兩卡塊要對準殼體上的兩槽,要檢查旋轉(zhuǎn)總成是否與殼體連接好,定位銷是否插上;
3. 旋轉(zhuǎn)總成上提下放時,要扶正且緩慢進行,不能太快太猛,以免損壞膠芯,O型圈與其它零件
4. 鉆進時,應(yīng)保證設(shè)備的循環(huán)冷卻水不間斷。起下鉆或拆裝旋轉(zhuǎn)總成時,應(yīng)停止供水。做到先開水后開鉆,先停鉆后停水;
5. 旋轉(zhuǎn)總成與膠芯總成內(nèi)孔,不允許各式鉆頭通過,以免損壞膠芯及中心管;
6. 為有利密封并延長膠芯使用壽命,在鉆進與起下鉆過程中,應(yīng)在中心管與鉆具間的環(huán)空內(nèi)灌滿水或鉆井液或混有機油的水,以利潤滑與降溫,同時建議用六方鉆桿與斜坡鉆桿(六方瓦自配)。
第二節(jié) 不壓井起下鉆裝置
不壓井起下鉆的作用
1. 解決好套管與鉆具之環(huán)形空間的密封,滿足全井鉆具完全起下的要求。除安裝全封式、管子式閘板、環(huán)形防噴器外,主要靠自封頭作業(yè);
2. 解決鉆具(或油管)的內(nèi)孔密封,即用鉆具止回閥和油管定壓閥來保證內(nèi)孔密封;
3. 解決防止井內(nèi)油氣壓力上頂鉆具之裝備和措施對上頂力在5KN以內(nèi)的井,采用絞車鋼絲繩加壓裝置。對上頂力在5KN以上的井,采用15KN或30KN液壓加壓裝置
復(fù) 習 思 考 題
1. 旋轉(zhuǎn)防噴器在使用時應(yīng)注意些什么?
2. 繩索式與液壓式加壓裝置在使用上有什么區(qū)別?
第七章 井控裝置的安裝與維護及 常見故障與排除
一.安裝前的準備
1.按鉆井設(shè)計要求寫出井控裝置的清單,照清單備齊井控裝置;
2.運至井場前,所有井控裝置(防噴器、四通、放噴閥、控制裝置及液、氣管線等)均應(yīng)靜密封試壓至工作壓力,將試驗結(jié)果填入該裝置檔案,合格后方能運往井場。
3.裝卸及運輸中,應(yīng)保護好鋼圈槽等聯(lián)接部位,防止碰壞或擠壓管線。
4.送至井隊后,應(yīng)與井隊負責人按清單進行認真交接,交接清楚雙方簽字認可
二.井控裝置的安裝
1.套管頭安裝
1) 在鉆前井場施工中,應(yīng)根據(jù)鉆井設(shè)計中給定的各部分尺寸高度確定方井的深度 和大小
2) 為保持下防噴管線在各次安裝時位置不變,在安裝套管頭下部本體后,應(yīng)加一個(或二個)占位四通占據(jù)套管頭上部(中部或上部)本體的高度;
3) 與套管頭下部本體或懸掛器相連的套管應(yīng)為高強度鋼的厚壁套管;
4) 安裝時,全套鉆井井口裝置的通徑應(yīng)與防噴器通徑一致,以保證保護套及取下工具、懸掛器的順利座入;
(1) 選用比使用套管大一級的防溢管;
(2) 環(huán)形膠芯在自由狀態(tài)時通徑不得小于懸掛器外徑尺寸.
(3) 閘板防噴器的閘板要全退回閘板室
2.防噴器組及控制裝置安裝
1) 四通側(cè)孔應(yīng)朝向井架大門兩側(cè);
2) 必須裝齊閘板手動操作桿,靠手輪端應(yīng)支撐牢固,操作桿與鎖緊軸與中心線的偏斜不大于30°。操作手輪應(yīng)位于大門兩側(cè);
3)閘板防噴器不可整體上、下顛倒安裝;
4) 防噴器安裝完畢后必須校正井口、轉(zhuǎn)盤、天車心,其偏差不大于10mm 。防噴器用16mm的鋼絲繩在井架底座的對角線上繃緊;
5) 井口防噴器的液控油路接口朝向井架后大門;
6) 遠程臺安裝在井架大門左側(cè),距井口25m以遠的專用活動房內(nèi),并保持2m寬的行人通道,周圍10m內(nèi)不得堆放易燃、易爆、腐蝕物品;
7) 安裝管排架前必須用壓縮空氣吹掃干凈,安裝時管排架從大門左側(cè)延伸,與防噴管線的間距不少于1m,當汽車需要跨越時,必須裝過橋車板
8)氣管纜的安裝應(yīng)順管排架安放在其側(cè)面的專門位置上,或從空中架設(shè),多余的管纜盤放在靠遠程臺附近的管排架上,嚴禁強行彎曲和壓折;
9)司鉆控制臺安裝在司鉆操作臺側(cè),并固定牢固;
11)司鉆控制臺和遠程控制臺氣源應(yīng)用專用管線分別連接;
12)遠程控制臺電源必須從配電板總開關(guān)處直接引出,并用單獨的開關(guān)控制;電機接線時應(yīng)保證曲軸按逆時針方向旋轉(zhuǎn);
13)必須安裝防噴器和鉆機氣路聯(lián)動安全裝置,即:鉆桿防提斷裝置,該裝置按扭盒安裝在鉆機操作臺上,其氣路與防碰天車氣路并聯(lián);
14)司鉆控制臺、遠程控制臺和防噴器之間的連接管線在連接時要清洗干凈,并確保連接正確
3.井控管匯安裝
1)采用雙四通連接時,下防噴管線應(yīng)考慮上、下防噴管線能分別從底座工字梁上下順利穿過,全部管線不允許割、焊;
2)注水、滅火、壓井四通或三通安裝在司鉆控制臺一側(cè)。水平安裝在雙四通的5;騿嗡耐ǖ1#閥外側(cè);
3)液動閘閥裝在節(jié)流管匯之前;
4) 1#、4#、5#、8#閘閥安裝于井架底座外,裝壓力表的雙面法蘭安裝于1#、4#、5#、8#閘閥之內(nèi)的管線法蘭之間,法蘭上裝與工作壓力相適應(yīng)的截止閥和壓力表;
5)防噴管匯長度若超過6m的應(yīng)該打基墩固定;
6)節(jié)流管匯水平安裝在雙四通的8?;騿嗡耐ǖ模?#閥外側(cè)的基礎(chǔ)上,如為基礎(chǔ)坑應(yīng)排水良好;
7)節(jié)流管匯控制臺安裝在節(jié)流管匯上方的鉆臺上。立管壓力變送器垂直于鉆臺平面安裝,
鉆井液來路上裝一截止閥;
8)供給控制臺的氣源管線用專門的閘閥控制,所有液氣管線用快速接頭連接時,都應(yīng)清洗并對號入座;
9)防噴管線布局要考慮當?shù)丶竟?jié)風向、居民區(qū)、道路及各種設(shè)施等情況;
11)放噴管線出口距井口的距離不小于75m,管線最小內(nèi)徑不小于78mm,轉(zhuǎn)彎處用預(yù)制好的彎管,管線轉(zhuǎn)彎夾角應(yīng)大于120°。管線連接不允許焊割;
12)放噴管線的水泥基墩點距為10~15m,轉(zhuǎn)彎處、出口處用水泥基墩固定,放噴管線懸空處要支撐牢固;出口處不應(yīng)向下彎成90°;
13)放噴管線走向一致時,兩條管線之間保持大于0.3m的距離;
14)水泥基坑L×b×h為0.8m×0.8m×1.0m,遇地表松軟時,基礎(chǔ)坑體積應(yīng)大于1.2m3
4. 鉆井液凈化、灌注裝置
1) 鉆井液一氣體分離器進口與節(jié)流管匯出口用標準管線連接,回收鉆井液管線接至循環(huán)罐,與罐接觸處墊方木或橡膠固定,分離出來的氣體引出井場外的安全地帶;
2) 鉆井液自動灌注裝置泵的入口與鉆井液罐相連,出口接在鉆桿與套管的環(huán)空;液流傳感器安裝在鉆井液回收槽上
5.監(jiān)測儀器的安裝
1)傳感器安裝與拆卸時應(yīng)謹慎,嚴禁用重物撞擊或敲打;
2)液位傳感器的安裝位置應(yīng)遠離鉆井液池的出口、入口或攪拌器,應(yīng)在液面較平穩(wěn)的位置安裝,以免影響測量精度
3) 傳感器安裝好后,非專業(yè)人員不得亂動;
4) 信號線應(yīng)盡量避免與電力線并行傳輸。應(yīng)遠離強磁場干擾源,避免強力拉扯和重物軋壓
5) 當儀器報警時,應(yīng)首先查清情況,再按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,如發(fā)生誤報警,應(yīng)及時查清故障原因,采取積極措施解決;
6) 井隊搬遷或重新安裝時,應(yīng)由專人或?qū)I(yè)人員負責;
7) 應(yīng)嚴格按照說明書的要求,經(jīng)常清理、妥善保養(yǎng)儀器;若主機工作時間較長,測量誤差增大,應(yīng)請專業(yè)人員對儀器進行調(diào)試校準
井控裝置安裝結(jié)束或其主要部件更換后,鉆開油氣層前都應(yīng)進行整體調(diào)試。其目的是對全套設(shè)備的連接部位、密封部位進行一次全面的耐壓試驗。
控制系統(tǒng)
1.遠程臺空負荷運轉(zhuǎn)
首先應(yīng)檢查:
1)油箱里裝22號透平油或20號機械油,油面不應(yīng)超過上部油位計上限;
2)電泵曲軸箱、鏈條箱注20號機械油,檢查油面高度;
3).油霧器油杯注10號機械油,調(diào)節(jié)頂部針型閥,順旋半圈;
4).電源總開關(guān)合上,電壓保證380V;氣源截止閥開啟,其壓力為0.65~0.80MPa
5).蓄能器截止閥開啟;
6).電泵、氣泵進油閥全開;
7).三位四通換向閥手柄處于中位;
8).氣旁通關(guān)閉;
9) 液旁通閥手柄處于開位;
10) 泄壓閥打開。
空負荷運轉(zhuǎn)的具體操作步驟如下:
1)電控箱旋鈕轉(zhuǎn)至手動位置啟動電泵。檢查電泵鏈條的旋轉(zhuǎn)方向;柱塞密封裝置的松緊程度;柱塞運動的平穩(wěn)狀況,電泵運轉(zhuǎn)3分鐘后停泵;
2)開氣泵進氣閥啟動氣泵,檢查其工作是否正常。氣泵運轉(zhuǎn)3分鐘后停泵;
3)關(guān)閉泄壓閥和液旁通閥
2.遠程臺帶負荷運轉(zhuǎn)
1) 手動啟動電泵。蓄能器壓力迅速升至7MPa(大多數(shù)蓄能器充氮壓力足夠),然后緩慢升至21MPa。手動停泵,穩(wěn)壓15min,檢查管路密封情況,蓄能器壓降不超過0.5MPa為合格;
2) 觀察管匯壓力表和環(huán)形壓力表,檢查或調(diào)節(jié)兩個減壓閥后的油壓(即兩個表壓)為
3) 開、關(guān)泄壓閥,使蓄能器油壓降至17.5MPa以下,手動啟動電泵,使油壓升至蓄能器溢流閥調(diào)定值,檢查或調(diào)節(jié)該閥的開啟壓力。手動停泵;
4) 開、關(guān)泄壓閥,使蓄能器油壓降至17.5MPa以下,將電控箱旋鈕轉(zhuǎn)至自動位。檢查和調(diào)定壓力繼電器的油壓上、下限值,最后,將電控箱旋鈕轉(zhuǎn)至停位
5)開、關(guān)泄壓閥,使蓄能器油壓低于19MPa,開氣泵進氣閥。檢查和調(diào)節(jié)壓力繼氣器21MPa時關(guān)泵;
6)檢查或調(diào)節(jié)氣動壓力變送器的輸入氣壓為0.14MPa,核對遠程臺與司鉆臺上的三副壓力表,其壓差小于5%。
3.遠程臺上操作檢查液控效能
在遠程臺上操作三位四通換向閥,使閘板防噴器及液動閥開關(guān)各兩次,環(huán)形防噴器在有鉆具的情況下開關(guān)各一次,檢查開關(guān)動作的正誤、液控管路密封情況
4.司鉆臺操作檢查氣控效能
在司鉆控制臺上操作氣控閥件使閘板防噴器及液動閥開關(guān)各兩次,環(huán)形帶鉆桿開關(guān)各一次檢查氣控效能、開關(guān)動作正誤;打開液旁通閥,管匯壓力表要與蓄能器壓力表一致后,關(guān)液旁通閥;若遠程臺上有氣動減壓閥則應(yīng)在司鉆臺上調(diào)節(jié)空氣調(diào)壓閥,改變氣動減壓閥的二次油壓,環(huán)形壓力表能產(chǎn)生變化
5.控制裝置停機備用
現(xiàn)場調(diào)試完畢后控制裝置應(yīng)停機備用。
其操作步驟是:電控箱旋鈕旋至停位、拉下電源空氣開關(guān)、關(guān)閉氣源截止閥、打開泄壓閥排掉液壓油、三位四通換向閥手柄板至中位。
第二節(jié) 井控裝置常見故障與排除
防噴裝置的故障判斷及排除
一.電機不啟動:
1.檢查電路中的各元件是否松動,接融不良等現(xiàn)象。
2.電路電壓太低。
3.當用手不能轉(zhuǎn)動未帶負荷的電機軸時,說明軸承卡死,當用電表測得三相繞阻短路以及某相不通時,說明受潮或燒壞。
4.檢查油泵柱塞盤根是否太緊,以油泵在額定工作壓力一個柱塞每分鐘漏油不超過10滴為宜。油泵皮帶輪在空載時拉不動,說明軸承卡死
二.油泵打不上壓
1.檢查進油閥是否打開、回油閥是否關(guān)閉、溢流閥調(diào)定壓力是否太低。
2.濾清器被臟物堵塞。
3.檢查油箱液面是否太低。
4.檢查防噴器是否大量漏油。
5.檢查油泵進、排油閥及柱塞盤根
三.油泵突然停轉(zhuǎn)
1.檢查電路。
2.檢查截止閥是否關(guān)閉。
3.檢查電機、油泵、及皮帶。
四.油泵打到上限不能自動停泵
采用自動控制時,檢查液電開關(guān)
1.中間繼電器(上限)觸頭燒壞粘連離不開;
2.觸點被東西卡住,離不開
3.動力針觸點與上限觸點粘連
4.壓力針觸點與下限觸點翻山形成手動打壓5.導線連接部分燒成裸眼粘連搭鐵
五.蓄能器不儲能
1.瓶內(nèi)無氮氣。或充氣 閥處漏氣
2.膠囊及單流閥損壞
3.截止閥未打開,或油路堵塞
六.蓄能器穩(wěn)不住壓
1.遠程控制臺內(nèi)部漏油。
2.液壓油路外部漏失
3.壓力表損壞、外漏。
七.防噴器封閉不平
1.閘板防噴器閘板前端硬物卡住,閘板尺寸與鉆柱不符,花鍵軸套、軸套卡死;橡膠老化。
2.環(huán)形防噴器支承盤靠攏仍封閉不嚴應(yīng)更換膠芯。舊膠芯嚴重磨損,脫塊應(yīng)更換
八.防噴器關(guān)閉后打不開
1.檢查管線是否接對,是否堵塞或破裂,回油濾清器是否太臟。
2.檢查蓄能器壓力油是否耗完,有無足夠壓縮空氣。
3.檢查換向閥是否卡死,不起換向作用,氣控換向閥操作時間太短(少于5秒)
4.環(huán)形防噴器長時間關(guān)閉后,膠芯易產(chǎn)生永久變形、老化;或膠芯下有凝固水泥漿,應(yīng)更換或清洗。
5.對閘板防噴器、鎖緊軸未解鎖;或鎖緊軸粘連、銹蝕;閘板體與閘板軸處掛鉤斷裂,或閘板體與壓塊之間螺釘剪斷,更換零件。注意?凡關(guān)了的防噴器,在打開后,必須到井口檢查防噴器是否全開,否則易發(fā)生損壞井口,提斷鉆具及頓鉆等事故
九.防噴器開關(guān)不靈活
1.檢查液壓油是否進水太多,使閥芯生銹;低溫下永在管線中結(jié)冰,堵塞管線,卡住閥芯。要放掉油箱底部的積水。
2.所有管線在連接前,均應(yīng)用壓縮空氣吹掃,接頭要清洗干凈。
3.油路有漏油,防噴器長時間不活動,有臟物堵塞等,均會影響開關(guān)的靈活性。
4.控制系統(tǒng)有噪音,表明液壓油中混有氣體,應(yīng)循環(huán)排氣
復(fù)習思考題
1.采用雙四通時,下防噴管線可否用S管線?
2.放噴管線出口距井口的距離是多少?其最小內(nèi)徑是多少?
3.放噴管線走向一致時,是否可以交叉?
4.防噴管線與管排架的間距是多少?
5.遠程臺的安裝應(yīng)注意些什么問題?
第八章 井控裝置相關(guān)標準
井控裝置相關(guān)標準已由局技監(jiān)處統(tǒng)一印發(fā),這里不再按原文印刷,
SY/T5127—2002 井口裝置和采油樹規(guī)范
SY/T5053.1—2000 防噴器及控制裝置 防噴器
SY/T5053.2—2001 防噴器及控制裝置 控制裝置
SY/T5964—2003 鉆井井控裝置組合配套 安裝調(diào)試與維護
SY/T5215—87 鉆具止回閥
SY/T5323—92 壓井管匯與節(jié)流管匯
SY/T5525—92 旋轉(zhuǎn)鉆井設(shè)備上部和下部方鉆桿旋塞閥
Q/CNPC 41—2001 防噴器判廢技術(shù)條件
Q/CNPC—CY622—2002 地面防噴器控制裝置判廢技術(shù)條件
石油與天然氣鉆井井控規(guī)定
石油與天然氣井下作業(yè)井控規(guī)定
鉆井井控規(guī)定實施細則(四川局)
井下作業(yè)井控規(guī)定實施細則(四川局)
井控補充規(guī)定(四川局)
剪切閘板防噴器的安裝使用與維護暫行規(guī)定(四川局)
側(cè)門的類型
液壓關(guān)閉鎖緊軸隨動結(jié)構(gòu)
花鍵套結(jié)構(gòu)
簡易鎖緊裝置
鎖緊軸的結(jié)構(gòu)特點
液壓關(guān)井
卸液控油壓
換向閥手柄搬向“關(guān)”位
將換向閥手柄搬至“中”位
手動解鎖
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