钻井井控系统简介PPT课件

钻井井控系统简介
慨述
➢ 在钻井过程中，一般情况下，为了防止地层流体侵 入井内，总是使井筒内的钻井液静液柱压力略大于 地层压力，形成对油气井的初级压力控制。但是在 钻井作业中，常因各种因素的变化，该压力控制遭 到破坏而导致井喷，这时就需要依靠井控设备进行 控制，重新恢复该压力控制，因此井控设备应具有 以下功用：
基本慨况
➢ 液压防喷器的最大工作压力与公称通径：
➢ 最大工作压力分为：14Mpa、21Mpa、35Mpa、 70Mpa、105Mpa、140Mpa.
➢ 公称通径分为(括号内为简称)：180mm(18)、 230 mm(23)、280 mm(28)、346 mm(35)、 426 mm(43)、476 mm(48)、528 mm(53)、 540 mm(54)、680 mm(68).
➢ 预防井喷，保持初级压力控制； ➢ 及时发现溢流；
慨述
➢ 迅速控制井喷、溢流、井涌，井喷发生后，迅速 关井，实施压井作业，对油气井重新建立压力控 制；
➢ 处理复杂情况。在油气井失控的情况下，进行灭 火抢险等处理作业。
➢ 因此，井控设备是对油气井实施压力控制，对事 故进行预防、监测、控制、处理的关键手段；是 实现安全钻井的可靠保证；是钻井设备中必不可 少的系统装备。
工作原理
➢ 环形防喷器：当井下出现井漏或井喷时，通过 地面控制装置推动环形防喷器内部的活塞上行， 使球形密封胶芯变形，从而抱紧井筒中的钻具 形成密封，实现防喷的功能，若井筒中无钻具 时，则直接形成密封，实现防喷的功能。
球形环形防喷器工作状况
工作原理
➢ 闸板防喷器：通常装备有管子闸板和全封闸板， 若钻井设计需要，还可装备剪切全封闸板。当 井下出现井涌或井喷时，通过地面控制装置提 供的液压油推动闸板防喷器液缸中的活塞，使 左右闸板关闭实现密封，若井内无钻具则关闭 全封闸板密封空井筒；若井内有钻具则关闭与 钻具尺寸相应的管子闸板密封钻具与套管之间 的环形空间；若需要剪切井筒内的钻杆或油套 管，则关闭剪切全封闸板迅速剪断钻具并密封 空井筒。
工作原理
➢ 井口防喷器组
➢ 井口防喷器组按工作原理可分为如下三种： 手动关闭/手动打开型； 液压关闭手动锁紧/液压打开型； 液压关闭液压锁紧/液压打开型为例。
➢ 以液压关闭手动锁紧/液压打开型为例： 这是目前应用最为广泛的一种井口防喷器组，它通
过地面控制装置对防喷器进行液动控制，地面控制装置 设置有数个液压油路，可分别或同时控制环形防喷器、 闸板防喷器的一层闸板以及液动平板阀。
井控设备配置图
第一部分：防喷器组
井口防喷器组 Blowout preventer stack
环形防喷器 Annular BOP
单闸板防喷器 Single-Ram BOP
双闸板防喷器 Double-Ram BOP
钻井四通 Drilling spool
旋转防喷器 rotating control devices置通常安装在距井口30米以远 处，通过控制管线与井口防喷器装置连接，实 现远程控制；
➢ （2）司钻控制台通常安装在钻台上司钻操作区 内，通过控制管线操作地面控制装置，实现对 地面井口防喷器装置的控制；
➢ （3）辅助控制台通常安装在值班室，通过控制 管线操作地面控制装置，实现对地面井口防喷 器装置的控制。
井口防喷器的常规安装
➢ 井口防喷器组：
➢ 安装在钻机钻台之下，其中心与转盘中心一致。 通常井口防喷器组的安装顺序以地面为基准向 上分别是：钻井四通、闸板防喷器、环形防喷 器（亦称万能防喷器）以及防溢管（欠平衡钻 井时安装旋转防喷器）等组成，其组合高度因 各型防喷器的规格及压力不同，以及组合方式 不同而不同。
基本慨况
井口防喷器组：
行业标准对其命名的方法： 环形防喷器：F H ××—— ××
钻井四通：FS ××——××
工作压力（Mpa） 公称通径（mm/10） 环形防喷器
工作压力（Mpa） 公称通径（mm/10） 钻井四通
基本慨况
行业标准对其命名的方法： 闸板防喷器：× F Z ××——××
工作压力（Mpa） 公称通径（mm/10） 闸板防喷器 不标注——单闸板 2 ——双闸板 3 ——三闸板
环形防喷器的正确使用
➢ 在井内有钻具发生井喷时，可先用环形防喷器控制井口， 但不能用作长时间封闭。一则胶芯易过早损坏，二则无 锁紧装置。非特殊情况下，不用于封闭空井，开或关的 状态应在司钻台及远程控制台处挂牌标明；
➢ 用本防喷器进行不压井起下钻作业，必须使用带18°接 头的钻具。过接头时的起下钻速度不得大于1米/秒，井 压应小于14Mpa，并应适当降低控制压力。所有钻具上 的橡胶护套(胶皮护箍)应全部卸掉；
➢ 示例：（1）FH35-35——即公称通径φ346 (简称35) ， 最大工作压力35Mpa的环形防喷器； （2）2FZ35-70——即公称通径φ346 (简称35) ， 最大工作压力70Mpa的双闸板防喷器。
基本慨况
➢ 常见中深油气井井口防喷器组基本配置由下列几 部分组成： 钻井四通； 双闸板防喷器； 单闸板防喷器； 环形防喷器； 防溢管； 防喷器地面控制装置； 液控管线。
井控设备的分类
➢ 井口防喷器组——环形防喷器、闸板防喷器、 钻井四通、防溢管、旋转防喷器等；
➢ 防喷器控制装置——地面控制装置，司钻控制 台，辅助控制台；
➢ 管汇类——节流管汇及其控制装置与压井管汇； ➢ 钻具内防喷工具——方钻杆旋塞阀、箭形止回
阀、投入式止回阀、钻具浮阀等等； ➢ 其他装置及监测仪表。
井控系统采用标准
➢ SY/T5127-2002《井控装置和采油树规范》 ➢ SY/T5053.1-2000《防喷器及控制装置 防喷器》 ➢ GB/T20174-2006《石油天然气工业钻井和采油设备 钻通设
备》 ➢ SY/T5053.2-2002《防喷器及控制装置 控制装置 》 ➢ SY/T5323-2005《节流和压井系统》 ➢ API Spec 6A《井控装置和采油树设备规范》 ➢ API Spec 16A《钻井通道设备规范》 ➢ API Spec 16C《节流压井系统规范》