钻具内防喷工具
内防喷工具经验分享
旋塞、球体、阀座
三、井喷时在用方钻杆旋塞解剖分析
上旋塞编号：9603017，是96年3月出厂产品。
三、井喷时在用方钻杆旋塞解剖分析
图中，干固泥浆充填内腔， 分析认为，该上旋塞长期 处于大半开位置使用，旋 塞球腔与钻具内泥浆窜通， 泥浆中的固相沉积充填在 球腔内，使旋塞几乎没有 旋转空间，导致开关旋塞 的摩擦阻力增大，在抢险 过程中用680公斤·米力 矩关闭未成功，上旋塞开 关的内六方孔已变成圆形， 失去传递扭力的功能。
本着“先治漏再压井”的施工原则，采取正循环泵入堵 漏泥浆堵漏，受钻头水眼影响，堵漏材料的浓度和体积受到 限制，正循环堵漏失败；然后配制浓度为40%的从环空堵漏浆 反挤堵漏。 反挤堵漏前，立压1.5-6.5MPa,套管压力6.2-6.5MPa，堵 漏施工时，关闭方钻杆下旋塞，施工中无法观察立压变化。
一、发生经过
材质及性能方面 管理及操作问题
保养及维护问题
克深7井旋塞本体断开
旋塞阀技术改进
在本体位置加向内球腔注油孔，减少泥浆进入该腔，防止泥浆
进入该腔引起腐蚀及泥浆固化后旋塞无法打开
在球阀和与本体间添加橡胶，占据泥浆位置，防止泥浆固化后
无法打开
密封面及弹簧采用进口件，阀座密封面焊接特殊合金材料（
越小，开启旋塞所需力矩越小 ，因此，在带压情况下，必须先 注平衡压，再用旋塞扳手打开旋塞
钻具内发生井喷时的关闭作业
随着旋塞的关闭所需扭矩增加，应采用专用工具实施强行关闭。
如果无法完全关闭，应迅速打开旋塞，防止旋塞刺坏
正确使用内防喷工具
旋塞 准确记录使用时间及受力状态，确定合理的使用时间 使用中，防止旋塞处于半开和半关状态 浮阀 每次起钻后，对阀芯进行检查，发现损坏及时更换，浮阀本体
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
1-2 井控手册-内防喷工具-箭形-1029-LJG
《塔里木油田内防喷工具管理办法》。
GB9253.1《石油钻杆接头螺纹》。
JB4730《压力容器无损检测》。
SY5215钻具止回阀。
2.
2.1.
箭形止回阀按其结构特点可分为：组合式和整体式两种（见图1、2），目前塔里木使用的箭形止回阀主要是整体式箭形止回阀。
图组合式箭形止回阀
图整体式箭形止回阀
2.2.
JF□ /□ — □
接头螺纹代号（左旋为LH）
最大压力（MPa）
阀体外径（mm）
名称代号
2.3.
表1.箭形止回阀主要尺寸参数
序号
名称
图箭形止回阀阀芯顶开装置
图箭形顶开装置顶开了阀芯
5.3.
5.3.1.每次起下钻必需卸下箭形止回阀，进行清洗和检查。
5.3.2.井口应急抢装时，卸压导流口严禁对人，防止高压伤人。
6.
维护保养包括入库维护保养、现场维护保养、装配与拆卸。
6.1.
6.1.1.分类标记。
6.1.2.涂抹保护油脂，上好护丝。
6.2.
6.2.1.在现场使用后用清水清洗。
6.2.2.用润滑脂润滑螺纹，配齐护丝。
6.2.3.用于抢接的箭形止回阀，应装好顶开装置，并确认阀芯顶开杆已顶牢，公接头清洗保养好并存放在钻台便于取放的位置。
6.3.
6.3.1.安装阀芯支架，见图8。
图阀芯支架的安装
6.3.2.安装弹簧，见图9。
图安装弹簧
6.3.3.安装箭形止回阀阀芯及密封件，见图10。
图试压接头连接图
试压要求：
4.1.4.2.低压试验压力为2.1Mpa，稳压时间≥5min（分钟），压降应不大于0.7MPa。
4.1.4.3.高压试验压力为方箭形止回阀额定工作压力，稳压时间≥5min（分钟），压降应不大于0.7MPa。
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
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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
石油相关知识点
回压凡尔：钻井过程中的一种内防喷工具，是一个单流阀，井喷的时候可以防止地层流体通过钻头水眼进入钻具内。
其结构原理是在工具水眼内有一个锥形活动装置，安装时其大端朝下，小端朝上，当钻井液由水眼至上而下时，流动阻力较小，钻井液能够顺利通过；当钻井液从钻柱内由下而上反窜流动时，其大端受到的推力较大，而促使锥形活动装置向上移动，直至大端座于钻柱内径台阶上，从而达到封堵水眼的目的。
通常在压井、钻进接单根和下钻过程中可以起到防止泥浆反喷的作用。
引鞋：其作用是保证套管在下井的过程中能够顺利地穿过井眼，不致中途受阻。
引鞋装在套管柱最下端，上接套管鞋。
引鞋有木制、生铁和水泥制三种，木制和生铁引鞋目前使用较少，水泥引鞋使用最多。
引鞋在下次开钻前用钻头钻掉。
浮箍浮鞋：是一种能产生浮力的一种套管引鞋或接箍。
由于浮鞋或浮箍耐高温，密封性和可钻性好，连接方便，因而可代替引鞋，套管鞋等。
浮鞋或浮箍不仅可用于一般技术套管和油层套管，而且也可用于深井，超深井及特殊工艺井。
浮鞋接在套管柱末端，起引鞋和回压凡尔的作用。
浮箍接在距套管柱末端20~30米处，起承托环和回压凡尔的作用。
滑套：一种专用井下工具的组件，用以密封孔眼。
欲使孔眼沟通管柱内外时，则丢球入井，压迫滑套下滑，打开滑套。
滑套常与封隔器配套，用于压裂、防砂等井下作业中。
井筒隔离阀：又称可关闭式循环接头，当球到位后憋压，剪断销钉，滑套下移，关闭循环孔；用于坐封封隔器和打开滑套。
POWERV：是一种旋转导向工具，它可用于在旋转钻进中实现对井斜和方位的控制。
该系统是有控制器和偏置器两部分组成的，其中控制器是由一根无磁钻挺及固定在内部轴乘上的控制部件组成的，该控制部件轴向固定在无磁钻挺内，并通过以下部件实现其控制作用。
垂直钻井系统简单的说是导向钻井的简化版，像Power-V工具只要把参数设定成相关的就可以成为一个垂直钻井系统。
目前世界上广泛使用的垂直钻井系统主要有：德国的ZBE，斯伦贝谢的Power-V 和VertiTrack三种。
钻具内防喷工具
2钻具内防喷控制装置钻井过程中，当井发生溢流井涌时，为了防止地层流体以及钻井液沿钻柱水眼向上喷出损坏水龙带而导致井喷，需要使用钻具内防喷工具来控制钻柱内压力。
钻具内防喷工具主要有方钻杆上下旋塞、钻具止回阀、钻具旁通阀等。
2.1方钻杆上、下旋塞阀方钻杆旋塞阀也叫做方钻杆考克或钻杆安全阀。
方钻杆上旋塞阀位于方钻杆的上部，左旋螺纹；方钻杆下旋塞阀位于方钻杆的下部，右旋螺纹。
上下旋塞的结构相同，都采用球阀结构，控制方式采用手控（用扳手），按要求转动90°即可以实现开关。
目前塔里木探区所使用的旋塞规格见表2.1。
表2.1 塔里木探区旋塞规格一览表方钻杆旋塞的使用要求其额定工作压力与现场防喷器工作压力级别相一致；为防止钻柱内部压力损耗，旋塞内径应大于或等于方钻杆内径；试压标准为在额定工作压力状态下进行密封试压，稳压30分钟，压降不小于0.5Mpa为合格。
旋塞主要结构如图2.1。
2.2钻具止回阀钻具止回阀是一种重要的钻具内防喷工具。
一般主要有以下几种：箭型止回阀、投入式止回阀、活门式止回阀（浮阀）、浮球式止回阀等。
2.2.1箭形止回阀产品型号表示法（SY5215-87）结构与特点这种回压阀由本体、压帽、盘根盒、密封箭、下座等组成，如图 2.2。
当发生回流时，箭形阀芯紧压阀座，液体不能通过止回阀向上流。
钻井液正常循环时，箭形阀芯落到下支座，钻井液无压降地通过止回阀。
目前塔里木探区所使用的箭型止回阀规格见表2.2。
表2.2塔里木探区箭型止回阀规格一览表2.2.2投入式止回阀投入式止回阀是一种钻柱内防喷器。
它不仅用于防喷，也可用于海上各种钻井浮动装置上切割钻杆的作业。
该工具带有一个就位接头，接在钻柱需要的部位下入井内，一便回压阀就位。
投掷式回压阀是一只重型单流阀，具有一定重量，只要投入就能自动地在就位接头处就位。
主要包括阀体、卡瓦体、牙块、堵塞器、钢球和弹簧等，其结构如图：使用方法：1.钻开高压油气层之前将就位接头接到钻柱的预计位置。
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试压方法 1、强度试验在阀开启位置进行。 2、反向密封试验：阀在关闭位置，从 外螺纹端加压，内螺纹端敞开通大气。 3、正向密封试验：阀在关闭位置，从 内螺纹端加压，外螺纹端敞开通大气。
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内防喷工具的管理与试压
钻具止回阀的试压 强度试验试压值与稳压时间
密封试验试压值与稳压时间
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箭形止回阀（FJ） 球形止回阀（FQ） 类型
碟形止回阀（FD）
投入式止回阀（FT） 钻具浮阀（FZF）
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
一、钻具止回阀
型号表示
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
箭形止回阀 箭形止回阀与钻杆接头连接 箭形止回阀分上接头与阀体组合式和整体式两种
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提示与要求
安全提示
坐时5点着地 紧急逃生路线
课堂基本要求 玩手机者请离开教室 不要吸烟 不要大声喧哗 关注课程积极发言 睡觉者请回宿舍
川庆钻探长庆井控培训中心课Biblioteka 目标在完成此课程后,学员能:
叙述内防喷工具的作用
简述使用方法与注意事项
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
安装和使用
二、下钻要求 钻具中装有止回阀下钻时，应坚持每下20～30柱钻杆向钻具内 灌满一次泥浆。 下钻至主要油气层顶部前应灌满泥浆，再循环一周排出钻具内的 剩余压缩空气后方可继续下钻。 下钻到井底也应用专用灌泥浆装置灌满泥浆后再循环。 三、使用管理 止回阀和旁通阀按入井特殊工具的使用管理要求建立记录卡，详 细记录入井使用的时间及有关参数。每次下钻前，由专人检查止 回阀和旁通阀有无堵塞、刺漏和密封情况。
钻具内防喷工具—方钻杆旋塞阀
注意以下事项 5、钻具止回阀失效 或未装钻具止回阀时 ，在起下钻过程中发 生管内溢流，应抢接 处于打开状态的备用 旋塞阀或止回阀，然 后再关防喷器。 6、在抢接止回阀或 旋塞阀时，应使用专 用的抢接工具。
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内防喷工具的管理与试压
旋塞阀的试压
旋塞阀试验试压值
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
投入止回阀使用 钻开油气层前，将联顶接 头连接到钻铤上部，或直接接 到钻头上，当需要投入止回阀 时，从方钻杆下部卸开钻具， 将止回阀的尖顶接头端向下投 入钻柱内孔中。止回阀靠自重 或用泵送至联顶接头的止动环 处自动就位，开始工作。使用 完后卸下止动环，即可从联顶 接头内取出止回阀。
钻具内防喷工具—钻具止回阀
钻具浮阀 钻具浮阀是一种全通径、 快速开关的浮阀。当循环 停止时能紧急关闭。
本体
本体
浮阀 芯
浮阀芯
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
钻具旁通阀
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
安装和使用 除特殊情况（堵漏、称重、爆炸松扣、穿心打捞、传输 测井）外建议在钻柱下部安装钻具止回阀和旁通阀 。 一、钻具止回阀的安装位置以最接近钻柱底端为原则 1、常规作业，止回阀接在钻头与入井第一根钻铤之间 2、动力钻具的钻具组合，止回阀接底动力钻具与入井的第 一根钻具之间。 3、非投球式取芯工具。止回阀接在取芯工具与入井第一根 钻铤之间 4、旁通阀安装在钻铤与钻杆之间或距钻具止回阀30～50米 处。水平井、大斜度井旁通阀安装在500～700井段的钻具中 川庆钻探长庆井控培训中心
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
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
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
球形止回阀 球形止回阀与钻杆接头连接
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
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钻具内防喷工具—方钻杆旋塞阀
注意以下事项 1、采用转盘驱动时应装上、下旋 塞阀，使用顶驱时采用顶驱自带的 自动和手动两个旋塞阀。 2、下旋塞阀不能与其下部钻具直 接连接，应通过保护接头与下部钻 具连接。 3、坚持每天开关活动各旋塞阀一 次，保持旋塞阀开关灵活。 4、旋塞阀选用时应保证其最大工 作压力与井口防喷器组的压力等级 一致。方钻杆旋塞阀在联接到钻柱 上之前，须处于“全开”状态。 川庆钻探长庆井控培训中心
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
安装和使用 四、入井钻井液应在地面认真清洁过滤，避免造 成止回阀堵塞。
五、钻具底部装有止回阀时，起下钻发生溢流或
井喷仍按常规关井程序作控制井口。
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钻具内防喷工具—方钻杆旋塞阀
按安装位置不同分为 方钻杆上旋塞阀、方钻杆下旋塞阀
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
箭形止回阀 箭形止回阀与钻杆接头连接 箭形止回阀分上接头与阀体组合式和整体式两种
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
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。 使用时可接于方钻杆下部或接于 钻头上部，应注意其扣型是否与钻杆 相符。
课程内容
一、钻具止回阀 二、方钻杆旋塞 三、钻具内防喷工具的现场使用
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钻具内防喷工具
关井→立压↗水龙带等地面高压管汇可能蹩坏 所以需要内防喷工具 钻具内防喷工具主要有 方钻杆上旋塞阀、方钻杆下旋塞阀、钻具回压阀等。
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
一、钻具止回阀
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。
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钻具内防喷工具—方钻杆旋塞阀
通常情况处于开位→中孔畅通→正常循环
井喷时可关闭→中孔不通→断流→保护水龙带、立管等 专用扳手将球阀转轴旋转90°即可实现开关
碟形止回阀 碟形止回阀与钻杆接头连接
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
投入止回阀 投入止回阀与钻杆接头连接
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
投入止回阀使用 选用时按钻柱结构 选择相应规格的联顶接 头，并根据所用钻柱的 最小内径比止回阀最大 外径大1.55mm以上选择 止回阀。
内防喷工具的管理与试压
钻具止回阀的试压 试压方法 1、强度试压时，初始压力试验后 应将压力卸为零，然后再进行最 终压力试验。 2、密封试压时从外螺纹端加压。 3、稳压时间应从压力已稳定在规 定范围内，且阀体外表面彻底干 燥后开始计时。
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钻具内防喷工具—方钻杆旋塞阀
现场使用 1、当关井压力过高，钻具止回阀失效或未装钻具止回 阀时，可以关闭方钻杆旋塞阀，免使水龙带被蹩破； 2、上部和下部方钻杆旋塞阀一起联合使用，若上旋塞 阀失效时，可提供第二个关闭阀； 3、当需要在钻柱上装止回阀时，可以先关下旋塞阀， 在下旋塞阀以上卸掉方钻杆，然后将投入式止回阀投 入到钻具内接上方钻杆，开下旋塞阀，利用泵将止回 阀送到位。
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
钻具浮阀 钻具浮阀分A型和B型两种
使用时下端与钻头转换接头连接，上端与钻铤或钻具稳定器连接
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钻具内防喷工具—钻具止回阀
钻具浮阀 钻具浮阀分A型和B型两种
使用时下端与钻头连接，上端与钻铤或钻具稳定器连接
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