钻具内防喷工具
井控设备-1
二、钻井液气体分离器
作用：用来将节流管汇中流出的气侵钻 井液进行净化处理，除去混入钻井液中 的大量大直径游离状态的空气、天然气、 一氧化碳、硫化氢、二氧化碳等气体， 回收初步净化的钻井液。 结构与工作原理：
三、钻井液除气器
分类：按吸入的方式不同分为： 常压式、真空式。 功用：对一级处理后的钻井液再进 行净化处理，以清除直径小于1mm 的较小气泡，得到满足井控要求的 纯净钻井液。
井 控 设 备
井控设备概述 井口防喷器 液压防喷器控制系统 节流压井管汇 井控设备安装与试压 井控辅助设备
一、井控设备的概念
指实施油气井压力控制所需的一 整套专用设备、专用工具和仪表仪器, 是井控技术中不可缺的组成部分.
二、井控设备的功用
1、能在钻井过程中对地层压力、地层流体、钻井
主要参数、钻井液参数等进行准确地监测和预报；
3、钻具内防喷工具：方钻杆上下旋塞、钻具止回阀
和防喷钻杆
4、井控检测仪器及钻井液净化、加重和灌注装置
四、液压防喷器的特点
1、关井迅速 2、操作方便 3、安全可靠 4、维修方便
五、液压防喷器的主要参数
1、 级： 14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、 140MPa 液压防喷器的最大工作压力 我国液压防喷器的最大工作压力共分为六
2、液压防喷器的公称通径
概念：是指防喷器的上下垂直通孔直径。
我国液压防喷器的公称通径共分为10种：180mm、
230mm、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、
540mm、680mm、760mm.
常 用
2、防喷器压力等级的选择
不同类型的井： 生产井、浅井：预期井口最高压力为： 地层压力—半井深钻井液液柱压力。 探井、深井：预期井口最高压力为： 预计地层压力。 不同深度的井： 不足2000m的井，防喷器压力等级为14MPa.
新型内防喷工具介绍.
主要规格与技术参数：
规 格型 号 外径 mm
球阀 通径 mm
额定 工作压 力 MPa
球阀额定 开启压差 MPa
联接螺纹 扣 型 API
长度 mm
质量 Kg
பைடு நூலகம்
外观 颜色
兰色 橙色 橙色 红色 橙色
FQXZ 121
120.70
48
35
70
70 105
≤10
NC38 （311X310） NC50 （411X410） 51/2″FH （521X520）
泥浆 流出
图4 钻具球形泄压止回阀 球阀关闭压井循环示意图
新型内防喷工具介绍
（一）钻具球形泄压止回阀 钻具球形泄压止回阀性能结构特点 1. 具有泄压、防喷和循环压井功能。独特的浮动球阀机 构，可方便地打开球阀，泄压对扣；关闭球阀，防止井喷；
球阀浮动，实施循环压井。
新型内防喷工具介绍
（一）钻具球形泄压止回阀 钻具球形泄压止回阀性能结构特点 2.具有高强度、抗硫化性能。钻具球形泄压止回阀本体 采用 API 标准规定的高强度钢材，零部件采用抗硫化应力裂 纹的特殊金属材料制造，加工精度高，确保其应用石油钻探
520
27
FQXZ 168
168.28
60
≤10
656
79
FQXZ 178
177.80
70
62 105 ≤12
580
68
红色
新型内防喷工具介绍
（一）钻具球形泄压止回阀 钻具球形泄压止回阀型号选择 1.直径选择：据钻进时井内钻具的接头外径，选择相等或
接近的钻具球形泄压止回阀的外径。
（可提供121/140/159/168/178/203等规格）
内防喷工具-浮阀
井控装置维修使用手册
钻具浮阀
塔里木油田工程技术部 二〇〇七年五月
目录
钻具浮阀 ........................................................................1 1. 概述 ......................................................................1 2. 型号及表示方法.............................................................1 2.1. 分类 ....................................................................1 2.2. 表示方法 ................................................................2 2.3. 规格及技术参数表 ........................................................2 3. 浮阀的结构和工作原理.......................................................2 3.1. 浮阀的结构 ..............................................................2 3.2. 浮阀的工作原理 ..........................................................4 4. 产品检验 ..................................................................4 4.1. 入库检验 ................................................................4 4.2. 现场检验 ................................................................6 5. 使用操作 ..................................................................7 5.1. 安装 ....................................................................7 5.2. 使用 ....................................................................7 5.3. 使用注意事项 ............................................................7 6. 维护保养 ..................................................................7 6.1. 入库维护 ................................................................7 6.2. 现场维护 ................................................................8 6.3. 浮阀的安装与拆卸 ........................................................8 7. 判废 ......................................................................9 8. 标准规范 ..................................................................9
钻具内防喷工具、井控辅助设备
– 什么时候在钻柱上抢装钻具止回阀？
一般情况是将钻具止回阀（与钻具尺寸一致）放在 钻台上备用，需要时再连接到钻柱上
钻具旁通阀
• 作用
– 压井作业中钻头水眼 被堵时，旁通阀可建 立新的循环通道继续 实施压井作业。
钻开油气层前将钻具旁通阀接 在靠近钻头的钻柱处，
井控辅助设备
钻井液除气设备 起钻灌钻井液装置与循环池液面监测装置
以保持井眼液面的一定高 间隔定时、井涌定时、
度。灌注小罐的钻井液注 完后，可及时泵送补充。
– 缺点： 不能严格控制灌注 量， 溢流与井漏现象不易
井漏定时和音响时限 的参数。
– 灌注间隔定时4~48min-绿灯
早期发现；其次是起钻组 – 井涌定时10~120s（通常按30s）
时操作者经常忽略往井中
红灯
钻具内防喷工具、井控辅助设 备
钻具内防喷工具 井控辅助设备
钻具内防喷工具是装在钻具管串上的 专用工具，用来封闭钻具的中心通孔，
与井口防喷器组配套使用。
钻具内防喷工具
方钻杆上、下旋塞 阀
钻具止回阀
防喷钻杆
钻具旁通阀
SY/T 6426-2005
• 钻具内防喷工具的额定工作压力应不小 于井口防喷器额定工作压力
液自上而下流动，但不允许钻井液向上
流动。 • 结构 • 思考
根据现场使用经验，在正常钻井过程中通常不装设钻 具止回阀。因为把钻具止回阀（投入式除外）长期连 接在钻柱上进行钻井作业，其零部件（尤其是密封件） 会因钻井液的冲刷、腐蚀而损坏，当发生井喷时就不
能封堵水眼。
– 正常钻进过程中是否装钻具止回阀？
• （2）本次下钻时，更换了无线随钻测斜仪，仪器操作 者认为新换的仪器不需安装回压阀，而不懂或不知道 钻具回压阀在钻井安全中的重要性，因而指挥卸下回 压阀，是本次井喷失控的直接原因。
防喷器基础知识
1 最少 径向、高度均小 特轻
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常用锥形胶芯防喷器技术规范
国产环形防喷器的技术规范
型号
公称通径 mm (in)
最大工作 压力
MPa
关井时耗 S
液控油压 MPa
外形尺寸 mm
外径
高度
FH23-35
230(9)
35
< 30
≤10.5
Φ 900
1090
FH28-35
280(11)
35
3) Lmax : 2000~4000m; pmax : 21~35MPa ⑤ FH-2FZ-S (on-land); ⑥ FH-FZ-S-FZ (marine)
4) Lmax : 4000~7000m; pmax : 70~105MPa ⑦ FH-FZ-2FZ-S (on-land); ⑧FH-2FZ-S-FZ (marine
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井控设备组成如下：设备、仪表与工具。如图所示。 1、井口防喷器组：环形防喷器、闸板防喷器、四通等； 2、控制系统：储能器装置、遥控装置、辅助遥控装置； 3、节流管汇、压井管汇； 4、钻具内防喷工具：方钻杆球阀、钻杆回压阀、投入式单向阀等； 5、加重钻井液装置：重晶石粉混合漏斗装置；重晶石粉气动力下料装置； 6、起钻灌注钻井液装置； 7、钻井液气体分离器； 8、监测仪表：钻井液罐液面监测仪、甲烷、硫化氢等检测器； 9、特殊作业设备：不压井起下钻加压装置、清障、灭火设备等
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井压助 封
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活塞的特点 38
关井 (锥形胶芯)
液压油进入油缸的关闭腔，推动活塞上行， 活塞挤胶芯，在顶盖的限制作用下，胶芯向心 收缩，挤出橡胶，封住井口。
海外石油钻井钻具内防喷工具安全操作规程
钻具内防喷工具安全操作规程1人员准备1.1井队司钻，副司钻，井架工，钻工等班组人员为本作业操作人员。
1.2带班队长、司钻对整个作业过程进行安全监督。
2工具准备2.1液压大钳以及相应尺寸的钳头2.2抬升内防喷工具的工具2.3旋塞扳手等工具3安全注意事项3.1内防喷工具符合下列情形之一，应予以强制报废。
3.1.1连接螺纹、密封台肩损坏，无法修复。
3.1.2本体或内密封部位损坏，无法修复。
3.1.3开关不能到位。
3.1.4在H2S环境中使用过。
3.1.5本体严重变形、旋钮部位被钳牙咬伤无法修复。
3.1.6内防喷工具探伤不合格且无法修复。
3.1.7经拆卸检维修后，试压不合格。
3.1.8方钻杆旋塞阀、箭型止回阀、浮阀和旁通阀检维修次数超过5次。
3.2内防喷工具的储存应清洗油污，除锈刷漆，保持清洁，轻吊慢放于平整坚固的地面上，做到下铺上盖，保持储存环境阴凉干燥，有避阳防雨、防风沙措施。
4操作程序4.1内防喷工具配置要求4.1.1钻具内防喷工具、配合接头承压能力、抗硫能力与所使用防喷器一致。
钻台上应准备与井口防喷器闸板芯子尺寸相同的防喷单根（配带与钻铤连接螺纹相同的配合接头和钻具止回阀或旋塞阀）。
内防喷工具探伤、检测、试压及使用执行甲方规定和要求。
4.1.2配置能与所用钻具螺纹相连接的内防喷工具如：方钻杆上下旋塞阀（顶驱配液压旋塞、手动旋塞）、全通径安全阀、箭形止回阀、浮阀、旁通阀等内防喷工具，按照在用钻具规格及螺纹类型，同一规格型号的内防喷器每口井至少配置二只，一用一备，防喷单根（立柱）一根。
4.2内防喷工具操作规程4.2.1旋塞4.2.1.1使用前应检查专用扳手是否配套，旋塞在空载情况下开关是否灵活，接头丝扣和密封台肩有无损伤。
下旋塞不能与其下部钻具直接连接，应通过转换接头或保护接头与下部钻具连接。
4.2.1.2方钻杆的上下旋塞阀开钻前应安装好，旋塞阀的开关扳手应放在钻台上方便取用的地方。
使用过程中，旋塞的开关一定要到位，严禁处于半开、半关状态。
内防喷器工具
渤海钻探第一钻井公司
NO.1 Drilling Engineering Company, BHDC
一、常用内防喷工具
内 防 喷 工 具
投入式止回阀
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二、内防喷工具工作原理 1、上、下旋塞
通过专用开关扳手，控制旋塞内部 通过专用开关扳手， 球阀旋转来实现水眼的开通与关闭。 球阀旋转来实现水眼的开通与关闭。
3、箭行止回阀的工作原理 箭行止回阀的工作原理 止回阀
阀芯在弹簧力的作用下，阀 芯紧贴阀座，阀处始终于关闭状 态。当流动的钻井液克服阀芯弹 簧力、推动阀芯向下移动离开阀 座，阀开启，钻具内通道畅通； 当钻井液正循环停止，在弹簧力 和井内压力的作用下，阀芯上串 回位紧贴阀座，阀关闭，达到封 闭钻具内通道的目的
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P
P
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3、投入式止回阀
一种钻柱内防喷器，当有井喷预兆， 一种钻柱内防喷器，当有井喷预兆， 立即向钻具内投入该装置，开泵送下就位， 立即向钻具内投入该装置，开泵送下就位， 实现内控的作用。 实现内控的作用。
例如：FJ121/35-NC38
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2、箭行止回阀的结构
由阀体、阀芯、阀座、接头体及密 封件组成
钻具组合中的浮阀的作用原理
什么情况下，要及时在钻具组合中安装钻具浮阀？对于区域探井、含硫化氢井、气井、气油比高的井，钻开目的层前100～150米，或钻开设计中没有提示的油气层以后，要及时在钻具组合中安装钻具浮阀。
浮阀是钻具内防喷工具，使泥浆在钻具内只能从上而下流通，当浮阀下部的压力大于上部液柱的压力时，浮阀会关闭，使地层流体不能进入钻具内浮阀上部，防止钻具内溢流和井涌。
因为钻具内井涌是比较难控制的，而环空的溢流可以通过关封井器的操作避免发生井喷失控事故。
所以浮阀是一道很重要的屏障。
钻具浮阀属于止回阀的一种结构型式, 是安装于近钻头端的钻柱内防喷工具,由浮阀芯组件和浮阀壳体组成,通过浮阀壳体与钻柱连接。
也可将浮阀芯组件安装在钻铤的浮阀槽内, 或安装在钻具稳定器的浮阀槽内。
在正常钻井时, 钻井液冲开密封箭进行循环。
一旦钻井液停止循环或井下发生井涌或井喷时,密封箭在弹簧的作用下能自动、快速关闭从而达到防止井喷的目的。
1、钻到很疏松的砂粒岩且岩石很细碎，在井眼的环空会有很多的细砂，在下钻、接单根时泥浆会倒流，大量砂粒从钻头水眼进入钻具内，开泵就可能造成堵死水眼；2、钻井中一般须使用MWD和井下动力钻具，其本身工具流道就小, 在下入过程中, 井壁上的岩屑和砂子会大量的进入工具内堵死水眼和流道, 此时再开泵会损坏精密的 MWD 仪器, 也可能形成砂堵鳖泵；3、在起下钻过程中, 如果井涌和井喷, 由于大量的砂子进入钻具内堵死水眼, 无法开泵压井；4、在井涌时, 浮阀本身就是单流阀,可以阻止流体进入钻具内, 使处理工作能顺利进行。
浮阀通常安装在钻具接头的标准孔中，用以控制钻杆底部的液流。
在停泵换钻杆时，浮阀还能防止切屑从钻头喷嘴中返回。
翻板被锁板挡着而打开，液体可以从底部向上流，这就减少了运行时间，翻板在打开时运行，还能降低由于压力波动引起损伤的可能。
因为钻头下降时其作用像一个柱塞一样，在钻井液第一次通过浮阀而开始循环时翻板锁就自动释放。
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关井过程中，我们是先控制水眼，后控制环 空。因为封闭钻具水眼是靠井口人员利用内防 喷工具实现的，所以必须第一时间控制钻具水 眼，确保人身安全，再液压关井控制环空。
方钻杆上旋塞阀、方钻杆下旋塞阀
方钻杆上旋塞阀，接 头丝扣为左旋螺纹（反 扣），使用时安装在方 钻杆上端。 方钻杆下旋塞阀， 接头丝扣为右旋螺纹 （正扣），使用时安装 在方钻杆下端。
防喷单根（从下到上）：配合接头+钻杆单根+止回阀 （或者旋塞阀），水眼必须保持畅通，丝扣做好防腐
本体
钻具浮阀 钻具浮阀是一种全通径、 快速开关的单流阀，当循 环停止时能紧急关闭。
本体
浮阀 芯
浮阀芯
总结
1.钻具内防喷工具是控制水眼内喷的关键井控设备
2.现场使用过程中要用红漆进行标记
3.必须定期检测、试压，确保正常工作
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– 第二级
• 第三级
– 第四级 » 第五级
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目
一、钻具内防喷工具的分类 二、钻具内防喷工具的功用
录
一、钻具内防喷工具的分类
方钻杆 上、下旋塞 应急旋塞及 扳手
内防喷工具
箭型止回阀 钻具浮阀
防喷单根
二、钻具内防喷工具的功用
功用：有效控制钻°即 可实现开关
箭形止回阀顶开装置使用
必须配置 丝扣连接可靠 处于顶开状态 抢接后先松开顶 杆关闭止回阀后 再旋卸顶开装置
箭形止回阀使用 箭形的阀针，呈流线形，受阻 面积小。使用完毕后，立即用清 水把内部冲洗干净，拆下压帽涂 上黄油。 定期检查各密封元件之密封面， 是否有影响密封性能的明显的冲 蚀斑痕，作必要的更换。