井控设备(2015年)
井控设备
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
井控设备的组成及功用 一、井控设备的组成 完井井口装置的下部 分称套管头。 1.井口装置 其作用是：将外部的各层 （完井井口装置）
套管头： 油管头： 采油树：
套管与油层套管连接 起来，并使管外环空 严密不漏。
井控设备
井控设备概述
井控设备的组成及功用
完井井口装置的中间 一、井控设备的组成 部分称油管头。 1.井口装置 其作用是：吊挂油管、密 （完井井口装置） 封油管与油层套管之 间的环形空间。 套管头： 油管头：
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。
采油树：
井控设备
井控设备概述
井控设备的组成及功用 一、井控设备的组成 采油树是由一些闸门、 三通、四通和短节组 1.井口装置 成，安装在油管头上， （完井井口装置） 其作用是控制和调节油气井 自喷、机采。必须要考 套管头： 虑到油、注水的控制和 油管头： 调节，注水井的正反洗
采油树：
井、试井清蜡、部件更 换以及各种井下作业的 要求等因素。ຫໍສະໝຸດ 井控设备井控设备概述
一、井控设备的组成 其作用是:保证在井下 作业过程中，当发生 1.井口装置
（以防喷器为主体的防喷装置）
井控设备的组成及功用
液压防喷器: 四通: 过渡法兰：
井涌、井喷时能迅速 控制住井口并能重建 和恢复井内的压力平 衡。
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。
钻井井控设备
井控概述 环形防喷器
闸板防喷器的类型
闸板防喷器
控制装置
节流管汇 防喷工具 辅助设备
按闸板数量
单
双
三
闸
闸
闸
板
板
板
按闸板形状 全半 剪变 封封 切径 闸闸 闸闸 板板 板板
井控概述 环形防喷器
闸板防喷器
控制装置
节流管汇 防喷工具 辅助设备
闸板防喷器的功用
1 封 零 — 井内无钻具用全封闸板（盲板）封闭井口。 2 封 环 空 — 井内有钻具时，配用相应尺寸的半封闸板封闭管柱与套管 之间的环形空间。
井控概述 如何做好井控工作？
环形防喷器 闸板防喷器 控制装置 节流管汇
防喷工具 辅助设备
早发现
早关井
早处理
井控概述 井控设备
环形防喷器 闸板防喷器 控制装置 节流管汇
防喷工具 辅助设备
是指用在钻井过程中监测、控制和处理井涌及井喷的装置。
井控设备的功用
（1）监测、报警。 （2）防止井喷。 （3）迅速控制井喷。 （4）处理复杂情况。
不做封零的实验,只按规定做封环空的实验。
2、进入目的层后，每次起下钻，要试关防喷器一次以检查封井效果。
如发现胶心失效或其它问题，应立即更换处理。
3、在井内有钻具发生井喷时，可先用环形防喷器控制井口，但尽量
不作长时间封井。一则因为胶芯易过早损坏，再则无锁紧装置。非特 殊情况，不作封闭空井。封空井最大井压为额定工作压力的一半。
井控概述
环形防喷器
环形防喷器的概念
闸板防喷器 控制装置 节流管汇
防喷工具 辅助设备
外形为环形、密封胶芯呈环状的防喷器，具有密封 可靠、操作方便、开关迅速等优点，特别适用于不同 形状和不同尺寸钻具与套管所形成的环形空间，也可 全封闭井口。
井控细则(2015)
附件长庆油田试油（气）作业井控实施细则第一章总则第一条为有效地预防井喷、井喷失控、井喷着火事故的发生，保证人民生命财产安全，保护环境和油气资源不受破坏，依据中国石油天然气集团公司《石油与天然气井下作业井控规定》、SY/T 6690《井下作业井控技术规程》和Q/SY 1553《井下作业井控技术规范》等，结合长庆油田特点，特制定本细则。
适用于长庆油田公司及在长庆油田从事试油（气）作业的承包商队伍。
第二条各单位应高度重视井控工作，贯彻集团公司“警钟长鸣、分级管理、明晰责任、强化监管、根治隐患”的井控工作方针，树立“以人为本”、“积极井控”的理念，严格细致，常抓不懈地搞好井控工作，实现试油（气）井控安全。
第三条井控工作是一项系统工程。
长庆油田公司的勘探开发、工程技术、安全环保、消防保卫、物资装备和教育培训等部门，试油（气）承包商工程技术及其他对应的主管部门都必须各司其职，齐抓共管。
第四条落实井控管理责任，按照“党政同责”、“一岗双责”、“管业务必须管安全、管行业必须管安全、管生产经营必须管安全”的要求，切实履行好各自井控安全职责。
第五条长庆油田试油（气）作业井控工作的原则是“立足一级井控、强化二级井控、做好三级井控预案”。
井控工作“关键在领导、重点在基层、要害在岗位”。
第六条本细则规定了长庆油田试油（气）作业地质、工程、施工设计中的井控要求，井控装置配备、安装、试压、使用和管理，作业前的井控准备，试油（气）作业施工过程中的井控工作，防火、防爆、防H2S、CO等有毒有害气体的安全措施，井喷应急救援处置，井控技术培训，井控管理组织及职责，井控管理制度等方面内容。
第七条连续油管作业、新工艺试验井的井控技术要求执行集团公司相关规定及工程设计。
第二章地质、工程、施工设计的井控要求第八条每口井进行地质、工程、施工设计时，要根据长庆油田试油（气）井控风险分级，制定相应的井控装备配置、技术及监管措施。
长庆油田试油（气）作业井控风险分级如下一、气田一级风险井：“三高”井、异常高压井、区域探井、水平井。
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。
井控设备常见问题及维修保养方法分析
中国科技期刊数据库 工业A2015年18期 175井控设备常见问题及维修保养方法分析陈小明中原石油工程有限公司管具公司，河南 濮阳 457331摘要：在油气井开发中，井喷事故已经屡见不鲜，严重危害着油井安全。
井控设备作为控制油气井的主要设备，与油气井的安全性有着紧密的联系，因此相关部门要重视井控设备的安全监测和维修保养，对于常见问题要及时采取相应措施，从而将这些问题控制好。
关键词：井控设备；常见问题；维修保养 中图分类号：TE927 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)18-0175-01井控设备是在现场控制油气井压力的重要设备，由液压控制系统、防喷器、液压管线、防喷管线、放喷管线、管汇、司钻控制台、各类闸阀等构成，主要起到预防井喷事件和及时发现溢流现象的作用[1]。
井控设备在使用时由于多种人为或者非人为的原因很容易出现设备故障，为了提高工作效率，要对设备进行及时的维修和定期的保养。
本文简单介绍了井控设备的作用，对其常见的问题和处理、检测方法进行了阐述，并详细叙述其维修保养方法，给相关企业提出一点借鉴。
1 井控设备的作用井控设备有很多的型号和规格，但是功能基本是相同的，其作用主要表现在以下几个方面：（1）能够防止井喷条件的形成，使井筒内的泥浆静液柱压力保持在地层深处的压力之上。
（2）在油气井监测过程中，对于出现井喷的前兆要及时采取控制措施，防止井喷事件的发生。
（3）对于已经发生的事故，要采取控制和补救措施，及时利用井控设备灭火抢险，如果井内没有工具，则要将井口全封闭。
（4）当现场发生井喷、溢流、井涌时，要进行迅速控制，利用井控设备快速将井口关闭，采取压井作业，重建压力控制系统。
在钻进、取心、测井等作业中发生井喷或者溢流时，能够将钻杆、方钻杆、取心工具、电缆等工具和井筒所形成的环形空间封闭[2]。
2 井控设备常见的问题和检测方法 2.1 井控设备常见的问题（1）井控设备的表面外壳碰伤和裂纹面积较大，在一些关键部位，如防喷器侧平面、侧门平面、密封垫环槽、闸板室顶部密封面等密封性差。
井控设备概述
井控设备概述1. 引言井控设备是石油、天然气和其他能源领域的关键设备之一。
它们在井口和井筒中起着关键作用，以确保油井和气井的安全和高效运行。
井控设备旨在监测和控制井底的压力、温度和流量等参数，以确保井筒内的石油和天然气得以高效地生产和提取。
2. 井控设备的功能井控设备具有以下主要功能：2.1 压力监测和控制井控设备通过监测井底的压力变化，以及与地面控制系统的通信，实现对井口和井筒内压力的监测和控制。
这对于确保井口周围环境的安全以及油气的顺利提取至关重要。
2.2 温度监测和控制井控设备还能够监测井底的温度变化，并通过相应的控制系统对温度进行调节。
这对于保护井筒和井口的机械设备以及油气的高效生产具有重要作用。
2.3 流量监测和控制井控设备能够实时监测井底油气的流量，并与地面系统进行数据传输和控制。
这对于确保油井和气井的生产量达到设计要求，并进行相应调控非常重要。
2.4 防喷器控制井控设备中的防喷器控制系统能够监测井底的压力变化，并在发生井喷等危险情况时自动启动防喷器来保护工作人员的安全。
2.5 远程监控和操作井控设备通常配备有远程监控和操作系统，以便工作人员可以远程监测和操作井口和井筒内的设备。
这对于提高工作人员的工作效率和安全性非常重要。
3. 井控设备的类型井控设备按照其在井筒内的位置和功能可以分为以下几类：3.1 井口控制设备井口控制设备包括防喷器、压力传感器、温度传感器等。
它们安装在井口附近，用于监测和控制井口的压力、温度和流量等参数。
3.2 井筒控制设备井筒控制设备包括动作控制阀、流量计等。
它们安装在井筒内部，通过监测和控制井筒内油气的流量、压力和温度等参数，以保证油井和气井的正常生产。
3.3 地面控制系统地面控制系统包括监测仪表、控制面板和远程操作界面等。
它们用于监测和控制井口和井筒内的井控设备，并与地面工作人员进行数据传输和控制。
4. 井控设备的重要性井控设备在石油和天然气生产过程中起着关键作用，具有以下重要性：4.1 提高生产效率井控设备能够实时监测和控制井底的参数，以保证油气的高效提取和生产。
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井控培训
井控培训
二、环形防喷器结构原理
井控培训
S大=Hmax-Hmin
防喷器说明书给出
S余=S大-S实
井控培训
球形胶芯环形防喷器工作原理
井控培训
井控培训
三、环形防喷器的特点和使用要求
环形防喷器使用注意事项 胶芯存放要求
故障判断与排除方法
井控培训
闸板防喷器
井控培训
一、闸板防喷器的功用和类型 二、闸板防喷器的结构原理 三、闸板防喷器的技术规范和使用要求
封件；17—油管座；18—左侧门
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结构特点 1.闸板防喷器的4处密封
为了使闸板防喷器实现可靠的封井效果，必须保证其4处
有良好的密封。
（1）闸板前部与管具的密封； （2）闸板顶部与壳体的密封； （3）侧门与壳体的密封； （4）侧门腔与活塞杆间的密封。
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凸台密封面
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二、液压防喷器的特点与组合
特点
动作迅速 操作方便 安全可靠 维修方便
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液压防喷器的工作压力与公称通径
防喷器工作压力 设计上防喷器可以承受的最大井口压力
防喷器公称通径 防喷器能够通过的最大管具尺寸
井控培训
型号
FH35—35/70 FZ18—70
2FZ28—105 SFZ18—35
井控培训
铰链式侧门更换闸板的操作顺序
1. 首次检查远程控制装置上该闸板防喷器的换向阀手柄 位置，手柄应处于中位；
2. 卸下侧门螺栓，旋开侧门； 3. 液压关井，使闸板从侧门腔内伸出； 4. 取下更换的闸板，装上所需的闸板； 5. 液压开井，使闸板缩入侧门腔内； 6. 将换向阀手柄扳回中位； 7. 如侧门密封件损坏，更换侧门密封件； 8. 旋闭侧门，上紧侧门螺栓。
井控培训
井口防喷器的组合
防喷器组压力等级的选用应与裸眼井段中最高地层压力 相匹配；
防喷器组合通径必须一致，其大小取决于作业井的套管 尺寸；
含硫油气井、高压高产油气井、区域探井，应安装剪切 闸板防喷器。
井控培训
压力等级为14MPa的防喷器组合形式
井控培训
压力等级为21MPa,35MPa的防喷器组合形式
井口装置 防喷器控制系统 井控管汇 辅助设备
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井口设备
环形防喷器
闸板防喷器
四
通
套管头
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司钻控制台 防喷器控制系统 远程控制台
辅助控制台
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管汇系统
节流管汇 压井管汇 防喷管汇 放喷管汇 钻井液回收管线
井控培训
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辅助设备
液气分离器 除气器 内防喷工具 仪器仪表
井控培训
闸板的锁紧与解锁
井控培训
闸板的机械锁紧与解锁
机械锁紧装置的功能： 1. 长时间关井； 2. 手动关井。（在手动关井前应首选使远程控
制装置上控制闸板防喷器的换向阀处于关位， 手动关井的结果也就完成了手动锁紧操作。）
井控培训
机械锁紧装置有暗杆式和明杆式。
井控培训
井控培训
井控培训
机械锁紧与解锁操作要领
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一、环形防喷器的功用
当井内无管柱时，可用以全封井口； 当井内有管柱、钢丝绳、电缆时，可用封闭井口环形空 间。对于井口不同尺寸、不同断面的的钻具都能实现良 好的密封；
在封闭具有18°接头的对焊管柱时，可进行强行起下管 柱作业； 扶正管柱，保护闸板防喷器，过渡关井。
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环形防喷器类型
环形防喷器按密封胶芯的形状可以分为球形胶芯、 锥形胶芯、组合胶芯防喷器。
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压力等级为70MPa,105MPa的防喷器组合形式
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含硫油气井、高压高产油气井、区域探井的防喷器组合形式
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三、防喷器的检查与维修
SY/ T6160—2008
井控培训
环形防喷器
井控培训
一、环形防喷器的功用与类型 二、环形防喷器的结构原理 三、环形防喷器的特点和使用要求
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一、闸板防喷器的功用
当井内有钻具时，可用与管柱尺寸相匹配的半封闸板封闭井口 环形空间； 当井内无管柱时，可用全封闸板全封井口； 当井内无管柱时，可用全封闸板全封井口； 当井内有管柱需将管柱剪断并全封井口时，可用剪切闸板迅速 剪切管柱全封井口； 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循 环钻井液或放喷。
锁紧口诀：顺旋到位，回旋1/4~1/2圈；
解锁口诀：逆旋到位，回旋1/4~1/2圈。
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注意事项：
1. 锁紧轴与活塞间的连接螺纹特制成反扣螺 纹；
2. 机械锁紧装置只能关闭闸板，不能打开闸 板；
3. 如要开井，必须先机械解锁，在用液压打 开闸板，这是唯一方法。
井控培训
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2.井压助封
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3.自动清砂
清砂槽
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4.自动对中
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闸板防喷器的侧门
闸板防喷器侧门有铰链式侧门和平移式侧门。
井控培训
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侧门开关守则
1.侧门不应同时打开；（铰链式） 2.侧门未充分旋开或未用螺栓固紧前，不许进行 液压关井动作； 3.铰链式侧门旋动时，液控压力油应处于泄压状 态； 4.侧门打开后，液动伸缩闸板时须挡住侧门。
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平移式侧门更换闸板的操作顺序
1. 首次检查远程控制装置上该闸板防喷器的换向阀手柄 位置，手柄应处于中位；
2. 拆下两侧侧门的紧固螺栓，换向阀手柄处于关位，使 侧门平行打开；
3. 取下更换的闸板，装上所需的闸板； 4. 如侧门密封件损坏，更换侧门密封件； 5. 液压开井，使侧门平行关闭； 6. 关闭到位后，将换向阀手柄扳回中位； 7. 上紧两侧侧门紧固螺栓。
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闸板防喷器类型
按闸板驱动方式分：手动闸板防喷器和液压闸板防喷器。 按闸板用途分：全封、半封、剪切、变径和电缆闸板。 按闸板腔室分：单、双和三闸板防喷器。
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二、闸板防喷器的结构原理
1—左缸盖；2—盖形螺母；3—液缸联结螺栓；4—侧门螺栓；5—铰链座； 6—壳体；7—闸板总成；8—闸板轴；9—右侧门；10—活塞密封件；11— 活塞；12—活塞锁帽；13—右缸盖；14—锁紧轴；15—液缸；16—侧门密
井控培训
井控设备概述
井控培训 一、井控设备的功用与组成 二、防喷器的特点与组合 三、防喷器的检查和维修
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一、井控设备的功用与组成
井控设备系指实施油气井压力控制所需要的 一整套装置、仪器、仪表和专用工具。
井控培训 井控设备的功能
预防井喷 及早发现溢流 迅速控制井喷 处理复杂情况
井控培训 井控设备的组成