井控设备组成与功用
井控设备概述
速关井，实施压井作业，对油气井重新建立压力
控制。 (4)处理复杂情况。在油气井失控的情况下，进行 灭火抢险等作处理作业。
三、井控设备的组成
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。
井控设备的组 成
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″)。 其中现场常用的有230mm、280mm、346mm、
位为厘米并取其圆整值，最大工作压力的
单位以MPa表示。即:
六、液压防喷器的 型号
单闸板防喷器 压力 双闸板防喷器 2FZ 公称通径—最大工 作压力 FZ公称通径—最大工作
三闸板防喷器 3FZ公称通径—最大工作
(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。
井 口 防 喷 器 组
控制装置
节流管汇1
节流管汇2
压井管汇
钻具内的防喷工具
投入式止回阀
旋塞阀
箭型止回阀 （1）
箭型止回阀 （2）
加重钻井液装置
加重钻井液装置
起钻灌泥浆装置
液气分离器
3
最大工作压力MPa
21 21 21 21 21 21 14 35 35 35 35 35 35 35 70 70 70 70 70 70 105 105 105 105
井控设备-1.
4、钻具旁通阀
何时安装钻具旁通阀： 钻开油气层前将钻具旁通阀接在靠 钻头的钻柱处； 压井作业中钻头水眼被堵时，钻具 旁通阀可建立新的循环通道继续实施压井 作 业。 使用方法：
发现水眼被堵而无法解堵时，卸掉方 钻杆投球后再接方钻杆使球落至钻具旁 通阀阀座处，开泵后只要泵压升高到一 定压力值就剪断固定销，使阀座下行直 到排泄孔全部打开，泵压则下降，从而 建立新的循环通道。
2、钻具止回阀
结构：阀体、阀芯、阀座、压帽、密封 套。 特点：允许钻井液自上而下流动，不允 许井液向上串流。安装回压凡尔后，很 难获得关井立管压力的真实数据。 何时安装回压凡尔：在起下钻过程中， 发生溢流、井喷时，在钻具上接装回压 凡尔。
3、投入式止回阀
结构：较为复杂。心轴、工作筒、卡瓦、卡瓦锥座、 固定座、钢球、垫片、悬挂管、弹簧、橡胶密封筒等。 特点：允许钻井液自上而下流动，不允许井液向上串 流。心轴组件未坐落在工作筒上时，不妨碍关井立管 压力的真实数据的获取。 – 心轴组件到位：在将投入式单向阀的心轴组件从井 口投入钻柱中孔后应接访钻杆，开泵循环钻井液将 心轴组件输送到工作筒固定座上，当泵压突然升高 时即表明心轴组件到位已到位。 何时安装投入式单向阀：在进入油气层前，投入式单 向阀的工作筒预先安装在钻具管串的钻铤柱顶部，此 时心轴组件未到位，当需要封闭钻具中孔时心轴组件 才投入钻柱管串。
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
井控设备
井控设备1.井控设备：实施油气井压力控制技术的一整套专用设备，仪表与工具。
2.井控设备的功用:①预防井喷；保持井内压力平衡，防止井喷条件的形成。
②及时发现溢流；通过监测手段及早发现，尽早采取措施。
③迅速控制井喷；关井制止溢流，可控制的排放及重建井内压力平衡。
④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预防，监测，控制，处理。
3.环形防喷器功用：①封零。
②封环空。
③强行起下钻作业。
4.环形防喷器的合理使用：①现场不做封零实验，应按规定做封环空实验。
②在封井状态下，可慢速上、下活动钻具，但不许转动钻具。
③封井强行起下钻时，只能通过18度坡度的对焊钻杆接头。
④液控油压最大不超过15MPa,通常调至10.5MPa.⑤不许长期关井。
⑥严禁微开环形防喷器泄降套压，严禁用作刮泥器。
⑦胶芯配件应妥善保管。
5.闸门防喷器的功用：①当井内有管具时，用与管具相应的半封闸板封环空。
②空井时。
用全封闸板全封井口。
③海洋钻井特殊情况下，用剪切闸板，剪断钻具并全封井口。
④有的半封闸板可用以悬挂钻具。
⑤客体测孔连接管线后，可循环钻井液或放喷。
⑥可以长期关井。
6.手动闸板防喷器的组成：壳体、闸板总成、闸板轴、丝杠、止推轴承、备帽。
7.手动闸板防喷器的工作原理：①关井操作时，右旋手轮，通过丝杠带动螺纹推动闸板轴连同闸板向井口中心移动，直到两闸板合拢关闭为止。
②开井时，左旋手轮，通过丝杠带动螺纹连同闸板轴及闸板离开井口中心，直到两闸板缩回到闸板腔内。
8.闸板防喷器的合理使用：①半封闸板的尺寸与所用管具尺寸相符（特殊井下套管时，必须换装与套管尺寸相符的防喷器芯子）。
②半封闸板封井后，不能转动钻具，不宜上、下活动钻具。
③半封闸板不准在空井条件下试开关。
④井内有管具时，禁止用全封闸板封井。
⑤长期封井后应锁紧闸板并将三位四通阀扳至中位。
⑥长期封井后，开井前应先解锁，再液压开井。
⑦锁紧或解锁时，手轮应旋够给定圈数，以确保锁紧或解锁到位。
井控设备
SY5052—84《液压防喷器》规定，D分9种： 180mm、 230mm、 280mm、 346mm、 426mm、 476mm、 528mm、 540mm、 680mm。
我国液压防喷器的规格系列
公称通径
mm
in
最大工作压力MPa
1、 井口防喷器组合配套基本型式 压力等级14MPa井口防喷器组合形式：
1-环形防喷器 2-单闸板防喷器 3-双闸板防喷器 4-钻井四通 5-套管头
压力等级为21MPa 的防喷器组合形式
1-环形防喷器 2-单闸板防喷器 3-双闸板防喷器 4-钻井四通 5-套管头
压力等级35MPa 的防喷器组合形 式
图7
A、单四通配置示意图
单四通井口井控管汇示意图
0-—防溢管； 1-—环形防喷器； 2-—单闸板防喷器； 3-—双闸板防喷器 4-—四通； 5-—套管头； 6-—放喷管线； 7-—压井管汇； 8-—防喷管汇；
B、双四通配置示意图
三、液压防喷器的特点
1.关井动作迅速
闸板防喷器利用液压能够在3～8s内实现关井； 环形防喷器利用液压能够在30s内实现关井；
表层套管508mm（20〞） 装配防喷器公称通径540mm(211/4 〞)；
技术套管339.7mm（133/8〞） 装配防喷器公称通径346mm(135/8 〞)；
技术套管244.5mm（95/8〞） 装配防喷器公称通径280mm(11 〞)；
油气层套管177.8mm（7〞） 装配防喷器公称通径280mm(11 〞)。
2.操作方便
开关井是利用液压传动的方式，而非机械的 方式，并可直接在司钻台遥控。
井控设备
井控设备
井控设备概述
随着井下作业技术的发展，井控设备也在不断地改 进与完善，由单一的手动防喷器发展成液压防喷 器，为井下作业的安全提供了保障，保护了井下作 业人员、井下作业设备、油(气)井的生产安全，使 油(气)田的勘探与开发获得更好的效益。 在井下作业中，对于一些油(气)井，如果井控设备 的安装、维护、使用不当，就会有井喷或失控等重 大事故发生。所以，井下作业人员对井控设备必须 具有一定的基础知识和正确、熟练的操作技能，使 井控设备发挥应有的效能，确保井下作业的安全、 优质、高效，便油(气)井获得高产、稳产。
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
一、井控设备的组成 7.修井液加重、除气、灌注设备
主要包括修井液加重设备、修井液气体分离器、常 压式或真空式修井液除 气器、起管柱自动灌液装置 等。
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
一、井控设备的组成 8.井喷失控处理和特殊作业设备 主要包括不压井强行起下管串加压装置、自封 头、旋转防喷器、灭火设备、拆装井口设备、工 具等。
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
四、防喷器的型号 例如： 1.FZ18-21表示公称通径为180mm，最大工 作压力为21 MPa 的单闸板防喷器。 2.2FZ18-35表示公称通径为180mm，最大工 作压力为35 MPa 的双闸板防喷器。 3.FH18-35表示公称通径为180mm，最大工 作压力为35 MPa 的环形防喷器。
井控设备
井控设备概述
一、井控设备的组成
防喷器 防喷器控制台
井控设备的组成及功用
射孔防喷器（闸门）及防喷管 简易防喷装置 内防喷工具 压井、节流管汇 采油树
井控设备
一．井控设备的概念井控设备是实施油气井压力控制技术的所需的专用设备、管汇、专用工具、仪器和仪表等二．井控设备的功能①及时发现溢流②迅速控制井口③允许可控制地排放井内流体，实施压井作业④处理井喷失控三．井控设备的组成①钻井口装置（包括防喷器、控制系统、套管头、四通等）②井控管汇（包括节流和压井管汇、防喷管线、放喷管线、反循环管线、点火装置等）③钻具内防喷工具（包括钻杆上与下旋塞阀、钻具止回阀、钻具浮阀、防喷单根等）④井控仪表⑤钻井液加重、除气、灌注设备⑥井喷失控处理和特殊作业设备四．钻井工艺对液压防喷器的要求①关井动作迅速②操作方便③密封安全可靠④现场维修方便五．液压关井时间①闸板防喷器液压关井时间在10秒内（3~8S）完成②通径小于476mm的环形防喷器关井在30秒内完成③液动平板阀开关只需1~3S（待命时关闭）六．防喷器的符号表示FH：环形防喷器FZ：（单）闸板防喷器2FZ：双闸板防喷器S：四通七．液压防喷器的最大工作压力与公称通径①液压防喷器最大工作压力指防喷器安装在井口投入工作时所能承受的最大井口压力，是防喷器的强度指标②我国液压防喷器最大工作压力分为6级14 MPA、21 MPA、35 MPA、70 MPA、105 MPA、140MPA③液压防喷器的公称通径是防喷器和上下垂直通孔直径，是防喷器的尺寸指标④我国液压防喷器公称通径分为11种常用的有230mm、280mm、346mm、540mm四种2FZ35-35表示公称通径346mm，最大工作压力35mpa的双闸板防喷器FH28-35表示公称通径280mm，最大工作压力35mpa的环形防喷器八．钻进中发生溢流关井顺序①发信号②停转盘，停泵，上提方钻杆③开液动阀④关防喷器⑤关节流阀试关井，再关节流阀前平板阀⑥录取立压，套压，钻井液增量⑦迅速向队长或技术人员及甲方监督汇报第二章一．环形防喷器的功用①封环空②封零③强行起下18度斜坡接头的钻具二．环形防喷器液压工作原理①下油腔进油关井②上油腔进油开井三．环形防喷器的正确使用①在井内有钻具时井喷，可先用FB关井，但尽量不用作长时间关井，非特殊情况下不允许封闭空井②不压井起下钻作业时，应使用18度斜坡接头钻具③在封闭时允许慢速上下活动钻具，但不准转动钻具或钻具接头过胶芯④严禁打开环形防喷器泄降套压⑤每次打开后必须检查是否全开，以防挂胶芯四．环形防喷器的相关知识①FH液控抽压，一般不超过10.5mpa②现场不做封零试验，应按规定做封环空试验五．起下钻杆中发生溢流关井顺序①发信号②停止起下钻作业，抢接钻具内防喷工具③开液动阀④关防喷器⑤关节流阀试关井，再关节流阀前平板阀⑥录取立压，套压，钻井液增量⑦迅速向队长或技术人员及甲方监督汇报第三章一．闸板防喷器的作用①半封闸板封环空②全封闸板全封井口③剪切闸板剪断钻具全封井口二．闸板防喷器手动锁紧装置的作用①液控失效用于关闭闸板②长期封井用于锁紧闸板三．闸板防喷器手动关井步骤①将控制该闸板的换向阀搬至关位②手动关井③抢修液控四．闸板防喷器液压关井步骤①液压关井控制装置上的换向搬至关位②手动锁紧五．闸板防喷器液压开井步骤①手动解锁②液压开井换向阀搬至开位第四章一．松辽盆地的概念松辽盆地是松辽平原下的中生代中晚期——新生代长期发育的大型断坳型内陆盆地二．控制装置的作用预先制备预存储足量的压力油，并能改变压力油的流动方向，使防喷器和液动平板阀，得以迅速开关。
井控装备FHFZ
6 环形防喷器的比较
防喷器类型
机械结构 简单 简单 复杂 新芯不理想 用后效果好 无钻具直接更换 有钻具无法更换
封零效果
好
好
无钻具直接更换 无钻具直接更换 现场胶芯更换 有钻具切割更换 有钻具切割更换
胶芯寿命
开关一次 需油量的比值 外形特征 重 量
短
2 中等 轻
长
3 最多 稍重
长
1 最少 径向、高度均小 特轻
5 液压防喷器的型号
ZPEB
6 井口防喷器的组合 选择井口防喷器组合时，主要考虑因素： 1.通径大小 公称通径应与套管头下的套管尺寸相匹配。 2. 耐压能力 压力等级应大于可能出现的预期井口最高压 力。 3. 类型和数量 在空井、井内有钻具、钻具外径不同等各种 情况下迅速关井。
ZPEB
6 井口防喷器的组合
开启腔油塞 关闭腔油塞
ZPEB
ZPEB
ZPEB
5 组合胶芯环形防喷器
快卸顶盖
结
构
内胶芯支撑筋 推盘 开启腔油塞
外胶芯 内胶芯
活塞 关闭腔油塞
组合胶芯结构
内胶芯变形状况
开 封环空 封零
ZPEB
§2-5 组合胶芯环形防喷器
工作原理 开井： 关井： 液压油—关闭腔— 活塞上行 —推盘推 液压油—开启腔 — 举外胶芯 活塞下行—外胶芯 推盘回 变形向中心挤压内 位 —挤压力消除— 胶芯 —内胶芯收拢 内、外胶芯靠自身 变形 —支撑筋转动 弹性复位 —把井打 角度向中心平移 — 开。 把井关闭。
方钻杆上旋塞
节流管汇控制箱 司钻控制台 -方钻杆球阀、钻杆回压 4. 钻具内防喷器 辅 气体分离器 助 泥浆罐及附属设施 凡尔、投入式单向阀等 蓄 控 能 制 器 有害气体检测器 台 装 防喷器组 置 气管束 压 井 管 汇 去泥浆池 真 空 除 气 器 远 离 井 口 点 火
井控装备
(4)、14MPa、21MPa的井口防喷器： 一台环形防喷器、四通 一台双闸板防喷器、四通 一台环形与一台单闸板防喷器、四通 一台单闸板防喷器、四通、闸门 (5)、35MPa的井口防喷器： 一台环形与一台双闸板防喷器、四通
12
一台环形与两台单闸板防喷器、四通 一台双闸板防喷器、四通 六、井控设备在使用中的要求 1、防喷器、防喷器控制台等在使用中， 井下作业队要专人检查与保养，保证井 控设备处于完好状态。 2、正常情况下，严禁将防喷器当采油树 使用。
27
液压防喷器
一、特点 1、关井动作迅速 2、操作方便 3、安全可靠 4、现场维修方便 二、最大工作压力与公称通径 1、最大工作压力：防喷器安装在井口投
28
入工作时所能承受的最大井口压力 2、公称通径：防喷器的上、下垂直通孔 直径 我国液压防喷器的最大工作压力分为 六级：14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、 105MPa、140MPa 我国液压防喷器的公称通径分为九种：
5
盘根盒 3、各部件作用 套管头:连接井内的各层套管、密封各层 套管的环空 油管头：密封油、套环空，承挂井内管 柱。 采油树：控制、调节油气井生产，使油
6
按给定的出油管道进入分离器和输油管线；压 井时调节控制压井液的流量和方向；在油井正 常生产时清蜡和录取资料 4、常用的采油树：KYS25／65DQ，KYS25／ 65DG，KYS25／65SL，KYS21／65。 5、名词及要求： A.油补距：钻井转盘上平面与套管四通上平面 之间的距离。
34
(2)、原理：发现井涌需要封井时，液压 油推动活塞向上运动，迫使胶芯向上移 动，支承筋相互靠拢，实现密封管柱或 全封井口。打开时，液压油推动活塞下 行，胶芯在本身弹力作用下复位，将井 口打开。
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(五)监测装置
液面监测装置 （刻度线、浮子） 液面报警装置 （气喇叭）
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(六) 辅助设备
气侵 钻井 液初 级脱 气的 专用 设备
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及时 发现溢流
防止井喷
作计用
处理 复杂情况
迅速 控制井喷
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1
什么是 井控设备？
2
3
井控设备 由哪些部分
组成？
小结
井控设备 有哪些功用？
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渤海钻探塔选里木择钻=井结分果公司
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（二）井控管汇
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压井 防止 起火 协助灭火
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压井 软关井 保护井口
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平板阀只能断流，不能节流，不能处于半开半 关的工作位置。但手轮开（关）到位后，必须回旋 1/4--1/2圈。
节流阀的开关看套压，大则开，小则关 不能 断流，当需断流时，应关其下游的平板阀。
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（三)控制系统
司控台
远控台 手动操作杆
节控箱
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(四)内防喷工具
用来封闭钻具的中心通孔,与井口防喷器组 配套使用防止井内流体沿钻柱水眼向上喷出。
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钻
上下旋塞
具
内
防
喷
工
浮阀
具
旁通阀 箭性止回阀
投入式止回阀
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方钻杆旋塞阀分为上旋塞 和下旋塞，其中上旋塞是左旋 螺纹，下旋塞是右旋螺纹。关 闭旋塞阀可以控制钻具内压力， 保护水龙带
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浮阀是接在钻柱上的 内防喷工具，同时是一种 单向阀，流体向下打开， 向上关闭。目的是防止钻 井液上窜。
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箭形回压阀是用于起下 钻杆过程中，发生溢流抢接 的一种内防喷工具。利用顶 开装置来封闭钻柱内压力, 最高压力级别70MPa.
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封零
封环空
闸板
剪切钻具
代替四通
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尺寸对应
解锁-液压开井
有钻具 禁止用全封
注意事项
长期封井 手动锁紧
手动锁紧装置 只关井不开井
不能转动钻具
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封闭钻杆 与方钻杆，并 在所限定的井 口压力条件下 允许钻具旋转， 实施带压钻进 作业（边喷边 钻）。
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渤海钻探塔里木钻井分公司
井控设备组成及功用
渤海钻探塔里木钻井分公司 王成军
渤海钻探塔里木钻井分公司
定义
组成
功用
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什么是井控设备?
井控设备是指实施油气 井压力控制技术的一整套专 用设备、仪表和工具。
渤海钻探塔里木钻井分公司
井控管汇 控制系统
井口装置
井控 设备组成
内防喷工具ຫໍສະໝຸດ 辅助设备 监测装置渤海钻探塔里木钻井分公司
井 控 设 备 总 汇
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（一）井口装置
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封零
封环空
环形
强下钻具
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不做封零实验 油压不能过大
18度坡度 对焊钻杆接头
注意事项 妥善保管胶芯备件
不允许长期 关井
不允许转动钻具