钻 井 井 控 装 置(课件)ppt课件
钻井井控装置-节流与压井管汇
钻井井控装置节流压井管汇2011井控培训课件井控装置教案之-节流压井管汇节流压井管汇概述2011井控培训课件井控装置教案之-节流压井管汇☐井控管汇的定义：☐在井控压井作业中，需要借助一套装有可调节节流阀的专用管汇给井内施加一定的回压，并通过管汇控制井内各种液体的流动或改变流动路线，这套专用管汇就叫井控管汇。
☐井控管汇的组成：☐井控管汇包括节流管汇、压井管汇、防喷管汇、放喷管汇等。
节流压井管汇是成功控制井涌、溢流等实施油气压力控制的可靠和必备的设备。
☐节流管汇主要由节流阀、平板阀、五通、汇流管、缓冲管和压力表等组成。
流动节流管汇还配有液控箱、阀位变送器、气动压力变送器等。
☐压井管汇主要由单流阀、平板阀、三通和压力表等组成。
节流压井管汇概述2011井控培训课件井控装置教案之-节流压井管汇☐节流压井管汇的作用☐当井涌关井后，利用节流阀启、闭程度的不同，控制一定的套管压力，维持一定的井底压力，避免地层流体进一步流入井中。
☐当不能通过钻具进行正常循环时，可通过压井管汇向井中泵入钻井液，以便恢复和重建井底压力平衡。
节流压井管汇概述2011井控培训课件井控装置教案之-节流压井管汇节流压井管汇概述2011井控培训课件井控装置教案之-节流压井管汇阀门编号单四通：2、3；双四通：2、3、5、6单四通：1、4；双四通：2、3、5、6J2a、J2b、J3a、J5、J6a、J7、J8J1、J12、J4J9、J11、J6b、J10、J3bY2、Y42011井控装置教案之-节流压井管汇节流压井管汇的功用2011井控培训课件井控装置教案之-节流压井管汇☐节流管汇的功用☐通过节流管汇的节流作用实施压井作业，替换出井内被污染的钻井液。
同时控制井口套管压力与立管压力，恢复钻井液柱对井底的压力控制，控制溢流。
☐通过节流阀的泄压作用，降低井口 压力，实现软关井。
☐通过放喷阀的大量泄流作用降低井口 套管压力，保护井口防喷器组。
☐起分流放喷作用，将溢流物引出井场以外，防止井场着火和人员中毒，确保钻井安全。
钻井5-井眼轨道设计与控制-课件.ppt
（二）、设计井眼轨道的原则
（1）根据油气田勘探开发要求,保证实现钻井 目的。 （2）根据油气田的构造特征、油气产状，有 利于提高油气产量和采收率，改善投资效益。 （3）在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角 等参数时，有利于钻井、采油和修井作业。 （4）在满足钻井目的的前提下，应尽可能选 择比较简单的剖面类型，力求使设计的斜井深 最短，以减小井眼轨道控制的难度和钻井工作 量，有利于安全、快速钻井、降低钻井成本。
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三、油气井分类 (按井眼轨道) （1）直井 （Vertical well） 设计井眼轴线为一铅垂线，实钻井眼轴线大体沿
铅垂方向，其井斜角、井底水平位移和全角变化率均 在限定范围内的井。
（2）定向井(Directional well) 沿着预先设计的井眼轨道,按既定的方向偏离井口
垂线一定距离,钻达目标的井。
井斜角增量(Δα)： 下测点井斜角与上测点井斜角
之差。 Δα＝αB－αA
5
(3) 井斜方位角φ
在水平投影图上，以正北方位线为始边，顺时针方向旋转到井眼 方位线上所转过的角度。
井眼方位线（井斜方位线）： 某测点处的井眼方向线在水平面上的投影。
井斜方位角增量Δφ ：上下测点的井斜方位角之差。 Δφ ＝φB－φA
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直井设计输入内容
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直井设计输出内容
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定向井设计输入内容
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定向井设计输出内容
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丛式井设计输入内容
假设井眼轨迹是一条空间曲线，则
N(i)
可以用空间直角坐标系来描述。选
取笛卡尔坐标系ＯＮＥＤ。原点Ｏ
o
选在井口处；Ｎ轴指向正北,单位矢
E(j)
量为ｉ；Ｅ轴指向正东，单位矢量
2024版石油钻井八大系统(PPT课件)
石油钻井八大系统(PPT课件)目录CATALOGUE•钻井系统概述•八大系统详解•钻井设备介绍•钻井技术探讨•现场操作与安全管理•未来发展趋势预测01CATALOGUE钻井系统概述钻井定义与分类钻井定义利用机械设备，将地层钻成具有一定深度和直径的圆柱形孔眼的工程作业。
钻井分类根据钻井目的和方式不同，可分为地质勘探井、工业油气井、水文地质井、地热井等。
钻井工艺流程包括井场平整、设备安装调试、钻具组合等。
使用钻头破碎岩石，形成井眼。
在井眼内下入套管，并注入水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间。
包括井口装置安装、试油测试等作业，最终完成钻井工程。
钻前准备钻进固井完井提供钻进所需的旋转动力和起升动力，是整个钻井系统的核心。
钻机钻具泥浆系统包括钻头、钻铤、钻杆等，用于传递扭矩、破碎岩石并引导井眼轨迹。
由泥浆泵、泥浆池、泥浆净化设备等组成，用于循环泥浆以冷却钻头、携带岩屑并维持井壁稳定。
030201固控系统动力系统控制系统安全防护系统01020304通过振动筛、除砂器、除泥器等设备对泥浆进行净化处理，保证泥浆性能稳定。
为钻机提供动力，包括柴油机、电动机等。
对钻机各部件进行集中控制，实现自动化或半自动化操作。
包括防喷器、防火器材等，确保钻井作业安全进行。
02CATALOGUE八大系统详解钻头、钻柱、转盘、驱动装置等组成提供钻头的旋转动力，破碎岩石，形成井眼功能旋转速度控制、扭矩控制、防卡钻技术等关键技术旋转系统循环系统组成泥浆泵、泥浆管线、泥浆池、钻头等功能循环钻井液，携带岩屑，冷却钻头，稳定井壁关键技术泥浆性能控制、循环压力控制、防漏防喷技术等柴油机、电动机、发电机、传动装置等组成提供钻井所需的动力，驱动各系统运转功能动力匹配技术、节能技术、排放控制技术等关键技术组成天车、游车、大钩、绞车等功能起升和下放钻具，控制钻压，实现钻进和起下钻作业关键技术起升力控制、防碰防顿技术、自动化控制技术等功能控制各系统的运行，实现钻井过程的自动化和智能化组成司钻控制台、电气控制系统、液压控制系统等关键技术控制系统集成技术、故障诊断技术、远程监控技术等03关键技术传动效率控制技术、减振降噪技术、可靠性设计等01组成变速箱、传动轴、万向节等02功能传递动力和扭矩，实现各系统的协同工作1 2 3井口装置、防喷器、压井管汇等组成控制井口压力，防止井喷和井漏，确保钻井安全功能井控装置设计技术、井控工艺技术、应急处理技术等关键技术组成振动筛、除砂器、除泥器、离心机等功能清除钻井液中的固相颗粒，维护钻井液性能，提高钻井效率关键技术固控设备选型技术、固控工艺流程设计技术、固控效果评价技术等03CATALOGUE钻井设备介绍钻机类型及特点陆地钻机适用于陆地石油钻井，稳定性好，移动方便。
控压钻井技术及实践培训讲义PPT工艺
当检测到井壁出现掉块时，立即增加井口回压，抑制 井壁掉块。
精细控压钻井优点
➢ 工程方面： 1、井控安全：及时发现溢流或漏失并迅速处理。 2、钻井提速： （1）井下安全：及早发现溢流、漏失并迅速方便处置，快速抑制井壁掉 块，减少卡钻几率； （2）提高机械钻速：降密度，减压持效应； （3）提高钻井时效：通过调整套压减少加重泥浆、堵漏时间。
➢ 油气层发现与保护 1、随钻测试地层孔隙压力，及时发现油气层； 2、用较低密度的钻井液钻油气层，保护油气层。
控压钻井具有独特的优势：
勘探上：及时发现和有效保护油气层。 开发上：除具有勘探上的优势外，还能降低综 合开发成本，实现开发目的。 钻井工程上：及时发现、处置溢流和漏失乃至 井壁坍塌，防止粘卡，提高机械钻速，缩短加重时 间和堵漏时间。
说明在循环期间井底的正压差当量密度=密度附加值+环
空循环压耗当量密度。这个值一般为0.05至0.15g/cm3，压 力3至6MPa。
控压钻井技术的奥妙
➢控压钻井与常规钻井的比较优势：
★井漏：开泵就漏，停泵井内钻井液液面不降；开泵就不返，停泵井内 井液液面下降，但漏失速度可以接受。此时控压钻井技术能够解决。
控压钻井包括：欠平衡、过平衡和泥浆帽等钻井方式。
优势—
1、将设备、工具与工艺相结合，通过控制环空压力剖面，减少窄安全 密度窗口钻井相关的风险和投资；
2、可以对回压、钻井液密度、钻井液流变性、环空液面、环空循环 压耗和井眼几何尺寸进行综合分析并加以控制；
3、可以快速应对。及时处理观察到的井口与井底压力变化、钻井液 进出口流量变化，动态控制环空压力、出口流量，更经济地完成其 它技术不可能完成的钻井作业；
井控技术之井控管汇专题培训ppt课件
节流与压井管汇的组合型式
◆ 14MPa的节流压井管汇 ◆ 21MPa的节流压井管汇 ◆ 35MPa的节流压井管汇 ◆ 70MPa和105MPa的节流管汇
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14MPa节流压井管汇组合
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21MPa节流压井管汇组合
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35MPa的节流压井管汇
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70MPa和105MPa的节流管汇
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三、节流管汇、压井管汇的正确使用
蓄能器(或直接由油泵来)出来，经速度调节阀(控制流量
的针阀)到手动三位五通换向阀，经该阀进入液动节流阀
的开启和关闭腔，使节流阀阀芯前后推进，以达到平衡
钻井工艺的要求。
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进入空气滤清器的另一路，又经一空气滤清器， 进入空气减压阀，减压后的空气(小于0.35Pa)经 输气管进入立管压力变送器，管汇压力变送器、 阀位变送器，经比较变送后的压缩空气返回控制 箱到立管压力表、管汇压力表和阀位开度表，让 操作人员在控制箱上就能知道压力及阀的开启度 以便按平衡钻井工艺的要求来适时的操作节流阀
8
工作原理
利用节流元件改变流体通孔大小，从而达到节流的 目的。即液体经由狭小通道时，形成较大的局部阻力， 使流阻加大而造成回压。通孔越小，回压越大；通孔 越大，回压越小。
（1）液动节流阀
该阀可以遥控。其阀芯为筒形，为整体硬质合金； 阀座内圈镶硬质合金；阀盖与介质接触端堆焊有硬质 合金，使之具有良好的耐磨性和抗腐蚀性。在阀的出 口通道上嵌有尼龙的耐磨衬套，以保护阀体不受磨损.
2
（一）主要部件结构及原理
主要结构
3
1.节流阀
节流阀的功能是在实施油气井压力控制技术时， 借助它的开启和关闭维持一定的套压，将井底压力 变化稳定在一定窄小的范围内。节流阀是节流管汇 核心部件，节流阀的节流元件，其结构有多种，它 们的原理都是利用改变流体通孔大小，从而达到节 流的目的。即液体经由狭小通道时，形成较大的局 部阻力，使流阻加大而造成回压。通孔越小，回压 越大；通孔越大，回压越小
井控培训知识ppt课件
造成的危害
人员伤害和经济损失 打乱正常生产生活秩序 油气资源受到严重破坏
造成环境污染
1983年 2月,伊朗瑙鲁滋油田和伊拉克一油井井喷， 对野生动物的打击是惨重的，受到毁灭性打击的动 物是以海藻为食的儒艮。据世界野生动物基金报道， 波斯湾的儒艮到1983年7月几乎全部死亡。 1979年6月3日，墨西哥石油公司的伊斯托克1号平 台，突然发生井喷，井喷造成10毫米厚的原油涌向 墨西哥和美国海岸。黑油带长480公里，宽40公里， 覆盖1.9万平方公里的海面，使这一带的海洋环境受 到严重污染。
三、井喷的原因
7、井控设备的安装及试压不符合（石油与天然气钻井 井控技术规定）的要求。
8、空井时间过长，无人观察井口。 9、钻遇漏失层段发生井漏未能及时处理或处理措施不 当。 10、相邻注水井不停注或未减压。 11、地质设计未能提供准确的地层孔隙压力资料。 12、发现溢流后处理措施不当。比如，有的井发现溢流 后不是及时正确地关井，而是继续循环观察，致使气侵段 钻井液或气柱迅速上移，再想关井，为时已晚。
造成的危害
人员伤害和经济损失 打乱正常生产生活秩序 油气资源受到严重破坏
造成环境污染 酿成火灾
1984年9月1日，位于印度尼西亚西爪哇的 帕西加里笛的PSJ-A探井井喷，几秒中后着 火，钻机在10分钟内烧毁，当时的火焰高达 130米，在方圆300米内的噪音为100分贝。 美国Delta钻井公司承钻的SCB1井发生井喷 和引起着火，随之井喷失控，部分钻杆从防 喷器中喷出。
3、溢流：井侵发生后，地层流体进入井内，使返出的钻井液比泵入井 内的多，停泵后钻井液有自动外溢现象称为溢流。
《控压钻井技术》课件
防喷器
防喷器是控压钻井中最重要的设 备之一，用于控制井口压力。
节流装置
节流装置通过控制钻井液流量和 压力，保持井底压力平衡。
泥浆泵
泥浆泵用于循环钻井液，清除井 底的岩屑和杂质。
控压钻井中的挑战和风险
控压钻井面临着压力控制、井漏井喷、井眼稳定等技术挑战和风险。
控压钻井的发展趋势和前景
随着油气勘探技术的不断发展，控压钻井技术将会得到更广泛的应用和推广。
2 高温高压井
控压钻井技术可解决高温高压井下的钻井作业难题。
3 特殊地质条件
控压钻井技术用于处理特殊地质条件下的油气井。
控压钻井的优势和意义
安全性
控压钻井技术可有效控制井 口压力，保障作业人员和设 备的安全。
提高效率
控压钻井技术可以减少钻井 作业中的停工时间，提高施 工效率。
增加产量
通过控制井底压力，控压钻 井技术能够提高油气井的产 量。
《控压钻井技术》PPT课 件
控压钻井技术是一种用于油气井的高压控制和安全钻井技术。本课件将介绍 该技术的定义、应用领域、优势和意义，以及关键设备和工具。
控压钻井技术的定义
控压钻井技术是一种在高压环境下进行的钻探作业，用于油气井的开发和生产。
控压钻井技术的应用领域
1 海洋石油开发
控压钻井技术广泛应用于海洋深水油气田的勘探和开发。
控压钻井的基本原理和流程
控压钻井的根本原理是通过控制井底压力，使井筒保持良好稳定，防止井漏和井喷。
1
压力控制
通过在井口设置控制设备，控制钻井液的进出，保持井底压力稳定。
2
循环钻井液
通过循环钻井液，清除井底的岩屑和杂质，保持井筒畅通。
3
井眼壁稳定
定向井钻井轨迹控制PPT课件
水平面 值上等于井斜方位角加装
置角。 •3
关于轨迹控制的几个重要概念
ω=0 °
ω=90 °
ω=180 °
ω=270 °
•4
关于轨迹控制的几个重要概念
4、反扭矩：在用井底动力钻具钻进时，都存在 一个与钻头转动方向相反的扭矩，该扭矩被称 为反扭矩。
5、反扭角：使用井底动力钻具钻进时，因动力 钻具反扭矩的作用，使得井底钻具外壳向逆时 针方向转动一个角度，该角度被称为反扭角。
0.75°单扶单弯螺杆钻具＋PDC钻头，在濮7-147井等6口井试 验中，定向造斜率适中，一般为12-14°/100m。双驱复合钻进时增 斜率2-8°/100m。因此，0.75°单弯单扶螺杆比较适合中原油田钻 井的需要。
•16
1、结构弯角对造斜能力的影晌
0.75°单扶单弯螺杆钻具复合钻进试验情况
井号
1°单弯单扶螺杆双驱试验统计表
井号 文279
定向井段 m
2080-2900
最大井斜 °
53
造斜率 °/100
3-7
使用目的 自然造斜
文23-21 2440-2960
51
5-8
自然造斜
文88-23 2910-3555
48
8
自然造斜
5
•19
1、结构弯角对造斜能力的影晌
⑷ 1.25°或1.5°单弯螺杆钻具组合
0.5°双扶和0.5°单扶单弯螺杆钻具组合在文33-152井、新卫 222井使用，钻进50-80m没有增斜效果。
⑵ 0.75°单弯螺杆钻具组合
0.75°双扶单弯螺杆钻具在胡5-200、卫360、胡7-282、文33-
152、胡5-197等井使用，其增、降斜率0.75°±/根。增斜率与设计
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环形防喷器
FH公称通径—最大工作压力
13
第一章 闸板防喷器
14
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 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。 3、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。
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闸板防喷器的功用
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闸板受油压推力与前进阻力的关系
当p井为14MPa时， p油为2.8MPa； 当p井为21MPa时， p油为4.2MPa； 当p井为35MPa时， p油为7.0MPa。 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，关井所需要的液控压力油一般 情况下都不超过10.5MPa。
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闸板防喷器闸板的特点
自动清沙
闸板室底部有两条 向井眼倾斜的清砂槽， 当闸板开关动作时， 遗留在闸板室底部的 泥砂被闸板排入清砂 槽并滑落井内。
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闸板防喷器闸板的特点
自动对中
在使用半封闸板时， 闸板压块的前方，制有 突出的导向块与相应的 凹槽，当闸板向井眼中 心运动时，导向块迫使 钻具居中，实现顺利关 井。
2
一、井控设备概述
什么叫井控装备？ 井控装备是指实施油气井压力控
制技术所需的专用设备、仪表和工具 的统称。
3
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 便尽早发现井喷预兆，尽早采取控制措施。
4
三、井控设备的组成
钻井井控装置 （闸板封井器）
1
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 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 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 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。
按照中华人民共和国石油与天然气行业 标准SY5053-91《液压防喷器》规定, 我国液压防喷器的最大工作压力共分为 5级。即14MPa、 21 MPa、 35 MPa、 70 MPa、105MPa 。
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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：
180mm(71/16″)、 230mm(9″)、 280mm(11″)、 346mm(135/8″)、426mm(163/4″)、 476mm(183/4″) 、 528mm(203/4″)、 540mm(211/4″)、680mm( 263/4″)。
全封
半封
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闸板防喷器的类型
按闸板作用：
剪切
变径
20
闸板防喷器的结构概况
21
闸板防喷器的结构概况
手 动 锁 紧 式
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闸板防喷器的工作原理
液 压 动 作
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闸板前部与管子的密封
24
闸 板 顶 部 与 壳 体 的 密 封
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壳体与侧门之间的密封图
26
侧门腔与活塞杆间的密封
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闸板防喷器闸板的特点
4、有些闸板防喷器的闸板允许承重，可用 于悬挂钻具。
5、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 井液或放喷。
16
闸板防喷器的类型
▪ 根据所配置的闸板数量 分为： 1、单闸板防喷器 2、双闸板防喷器 3、三闸板防喷器
17
闸板防喷器的侧孔
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闸板防喷器的类型
▪ 按闸板形状：
井压助封: 井液压力作用在闸板 的底部，推举闸板， 使闸板顶部与壳体凸 缘贴紧。显然，井液 压力愈高闸板顶部与 壳体的密封效果愈好， 这就是所谓井压对闸 板顶部的助封作用。
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闸板防喷器闸板的特点
井压助封:
在关井动作过程中，闸板 前部有井压所形成的阻力， 与此同时其后部也有井压所 形成的。推力与阻力并不相 等，如果不考虑关井过程中 的各种摩擦素损耗，只要油 缸活塞上受液压油的作用力 超过等量井压，活塞就可以 将闸板推向井眼中心。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ32
闸板防喷器闸板的特 点
闸板的浮动和自进式密封： 闸板总成与壳体放置闸板的体腔有一定的间隙，允许闸 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 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 前端橡胶首先接触钻具，在活塞推力下，封紧钻具。
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六、液压防喷器的型号
我国液压防喷器的型号规定：型号的 字头为 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MPa表示。即:
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六、液压防喷器的型号
单闸板防喷器 FZ公称通径—最大工作压力 双闸板防喷器 2FZ 公称通径—最大工作压力
三闸板防喷器 3FZ公称通径—最大工作压力
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开关侧门注意事 项
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 液压动作。 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。
其中现场常用的有230mm、280mm、 346mm、540mm。
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五、液压防喷器组合的选用
• 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、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。
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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 。 2、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。 4、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。 6、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。 8、试压
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井控设备的组成
(1) 井口防喷器组。 (2) 控制装置。 (3) 节流与压井管汇。 (4) 钻具内防喷工具。
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井控设备的组成
(5) 加重钻井液装置。 (6) 起钻灌泥浆装置。 (7) 钻井液气体分离器。 (8) 监测仪表。
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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
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四、液压防喷器的工作压力与公称通径