钻井井控系统简介
井控设备介绍
FFZ75-3.5分流器
FFZ75-3.5分流器井控设备配置：
FFZ75-3.5分流器 大四通 底法兰 900级球阀
分流器连接示意图
十一.远程控制装置、带压作业装置
1.我厂在生产防喷器组的同时，还 为其配做各种远程控制装置(远程控制 台，司钻台)。主要型号有： FK50-2 FKQ125-3 FKQ240-3 FKQ320-4 FKQ480-5 FKQ640-6 FKQ800-8 以及一些客户定制的非标远程控制 装置。
全封等。
2FZ18-70液动双闸板防喷器
方案1
方案2
井控设备配置如下： 溢流管 FH18-35/70环形防喷器 2FZ18-70液动双闸板防喷器 FS18-70四通 18-70底法兰 80/65-70节流/压井管汇 液动平板阀 控制装置 远程控制台：FKQ320-5 (可配司钻台) 节控箱：JYK-70(B) (用于液动节流阀) 闸板规格有：2 7/8、3 1/2、4 1/2、
1/2、5、5 1/2、7、6 5/8、5-5 1/2、 全封以及Φ12电缆闸板。
升降式节流管汇
方案2
四.35-35井控设备
井控设备配置如下： 溢流管 FH35-35环形防喷器 2FZ35-35液动双闸板防喷器 FS35-35四通 35-35底法兰 103/65-35节流/压井管汇 液动平板阀 控制装置 远程控制台：FKQ480-6 (可配司钻台) 节控箱：JYK-35(B) （用于液动节流阀） 闸板规格有：2 3/8、-2 液控台
九.54-14井控设备
井控设备配置如下： 溢流管 FH54-14环形防喷器 2FZ54-14液动双闸板防喷器 FS54-14四通 54-14底法兰 103/65-35节流/压井管汇 液动平板阀 控制装置 远程控制台：FKQ800-5(可配司钻台) 节控箱：JYK-35(B) (用于液动节流阀) 闸板规格有：3 1/2、5、5 1/2、10 3/4、
井控系统的原理及应用
井控系统的原理及应用1. 什么是井控系统井控系统，又称为井下深度控制系统或井下自动化控制系统，是一种用于监控和控制石油钻井过程中井下状态的技术系统。
它旨在确保井下操作安全、高效，并帮助钻井工程师实时了解井深、井压、井温等关键参数。
2. 井控系统的原理井控系统的原理基于传感器、控制器和执行器之间的相互配合。
传感器可以检测井下的物理量，例如井深、井压、井温等，传输这些数据并转化为控制器可以理解的信号。
控制器根据预设的参数和逻辑进行数据处理，并做出决策。
执行器则根据控制器的指令实施相应的操作，例如控制钻井液流量、井口阀门开关等。
3. 井控系统的应用3.1 安全保障井控系统在钻井过程中起到了非常重要的安全保障作用。
它可以及时探测到高压、高温或其他异常情况，并向钻井工程师发出警报。
一旦发生情况，井控系统能够自动关闭井口阀门，停止钻井操作，保护人员安全。
3.2 提高钻井效率井控系统可以实时监测井下参数，并根据预设的钻井方案进行控制。
它能够自动调整钻井液流量、钻头转速等参数，以提高钻井效率。
同时，井控系统还能够进行数据记录和分析，为后续钻井工作提供参考和优化方案。
3.3 降低操作风险传统的钻井操作需要人工干预和判断，风险较高。
而井控系统的应用能够减少人工操作的风险，降低人员伤亡和设备损坏的可能性。
同时，井控系统还能够提供实时的井下状态信息，帮助钻井工程师进行决策和调整。
3.4 远程监控和控制井控系统可以与远程监控中心相连，实现对井下状态的远程监控和控制。
远程监控中心可以通过互联网接收井下的数据，并根据需要发出指令远程控制井下设备。
这种方式可以大大提高钻井作业的效率和灵活性，减少人员的巡查和干预。
4. 井控系统的发展趋势随着科技的发展和应用需求的不断提高，井控系统也在不断发展和完善。
以下是一些井控系统的发展方向： - 传感器技术：通过引入新的传感器技术，提高井下参数的检测精度和实时性，减少误差和故障的发生。
- 数据处理和分析：利用人工智能和大数据分析等技术，对井下数据进行更深入的处理和分析，为钻井工程师提供更多有用的信息和建议。
井控技术及其设备管理
井控技术及其设备管理1. 什么是井控技术？井控技术（Well Control Technology）是石油钻井作业中的一项关键技术，旨在维持井口的气、水或油压平衡，以防止井漏失控、井喷或井口失效等潜在的安全问题。
井控技术涉及到井口压力控制、井筒流体工程、防漏缓钻技术以及相应的设备管理等方面，是石油钻井作业中不可或缺的一环。
2. 井控技术的重要性井控技术的重要性在于确保钻井作业的安全与效率。
井漏失控、井喷等意外事故不仅可能造成人员伤亡和环境污染，还会给石油公司带来巨大的经济损失。
因此，通过有效的井控技术可以降低事故发生的概率，保障钻井作业的顺利进行。
3. 井控技术的关键要点3.1 井口压力控制井口压力控制是井控技术的核心内容之一。
通过调节井口压力，使其与井底压力保持平衡，可以防止井口周围的地层发生破裂，从而防止井漏失控或井喷。
常用的井口压力控制方法包括使用防喷器、顶驱系统、口头控制阀等设备，以及调整钻井液的密度等措施。
3.2 井筒流体工程井筒流体工程是指通过调节钻井液的组成和性质，控制井筒内的流体力学行为，以保持井筒的稳定。
井筒流体工程的关键任务之一是控制钻井液的循环速度和压力梯度，确保井筒内的压力与地层压力保持平衡，并避免井漏失控的风险。
3.3 防漏缓钻技术防漏缓钻技术是指在钻井作业中采用一系列措施，以防止地层流体从井壁渗漏进入钻井井筒，导致井漏失控或井喷。
常用的防漏缓钻技术包括井壁强化、环空注浆、井衬套等措施，可以有效地提高井壁的强度和密封性，减少漏失的风险。
4. 井控设备管理井控设备管理是井控技术的关键环节之一。
合理、有效地管理和维护各种井控设备可以确保其正常运行，提高技术操作的安全性和可靠性。
4.1 设备选型和采购设备选型和采购是井控设备管理的起始阶段，关乎井控系统的整体性能。
在选型和采购过程中，需要充分考虑井控设备的可靠性、技术指标、供应商信誉等因素，并进行合理的投资与成本控制。
4.2 设备安装和调试设备安装和调试是确保井控设备正常运行的关键步骤。
自动化智能化石油钻井系统
五、实现自动化智能化钻井系统的地面关键设备—智能司钻控制系统 1、智能司钻控制系统技术方案 智能司钻控制系统是基于神经网络控制技术，现场总线技术，信息网络技术集成于一 体的全数字化、智能化、网络化、可视化、高度集成化的控制系统。
随钻测量数据实时与钻时预测数据进行比较和修正，使钻井专家系统模型更加科学和合 理。
钻井信息化：钻井现场的钻井工程数据、井眼轨迹数据、随钻测井数据、录井数据、设 备运行以及故障信息、井场视频信息等通过无线网络（如卫星网、ＧＳＭ网络）实时传送到 公司总部，现场工程师和总部的地质师、地球物理师、油藏工程师、设备工程师，可随时参 与和协同工作，设计井眼轨道、调整钻井措施、确定完井策略等提出专家会诊决策指令意见， 反馈到钻井队，实现实时最优化钻井施工，还可使钻井和油藏地质人员“透视”地下三维图 像实时监督正钻井和待钻井的井眼轨迹。
井身结构及随钻轨迹控制：采用钻柱下部组装的随钻测井工具和各类传感器，如地层 电阻率ρ、岩性特征测量探头伽玛γ、中子-密度探头 N-D、声波探头 S、核磁共振探头 NR、 地层空隙压力 P、井斜角θ、方位角α和导向工具面的工具面角ω、钻头井底钻压 pb、井底 转数 n、井底扭矩 Tb、钻柱不同截面处的测力传感器等等，采集并经过处理后准确得到真实 的地层剖面完整资料。主要可包括地层岩性和密度、储层特性及标志层、气顶、油层、夹层、 油底等岩性及其深度、地层流体深度和流体压力、流体性质、实钻三维井身轨迹、钻柱及其 各组配件与钻头的实时工况、井下钻井动态工况等，这些数据与地震、SWD、测井、工程录 井等方法及数据库中的信息，运用软件进行综合分析与整合集成，解释处理得出待钻井段优 化的技术参数及决策，并与设计井身结构地质和工程模型时刻比较，使井下执行工具准确动 作。
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。
钻井井控系统简介
压井管汇：YG — ××
工作压力（Mpa） 压井管汇
基本慨况
节流及压井管汇最大工作压力分为： 14Mpa、21 Mpa、35 Mpa、70 Mpa、105 Mpa 示例： ①JG-SY-70 —— 即含1套手动节流阀和 1套液 动节流阀的70 Mpa节流管汇； ②YG-70 —— 即70 Mpa压井管汇。 常见节流及压井管汇系统基本配置由下列几部分组成： 节流管汇； 节流管汇液控装置； 压井管汇。
环形防喷器的正确使用
全开，以防挂坏胶芯； 进入目的层后,每起下钻具两次，要试开关球形防喷器 一次,但不应作空井试开关； 胶芯及密封件各件应妥善保管，放在常温(27℃下)干燥 环境，远离产生电弧的电器设备； 现场密封试压值为额定工作压力的70％，稳压时间不得 少于30分钟，压降不得超过0.7Mpa，无明显渗漏(不作 密封空井试验)； 环形防喷器壳体进出油口正对机房方向，并固定于井架 底座下； 环形顶盖栽丝孔应注意保护，不用的螺孔用丝堵堵上。
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。
钻井井控概述及压力
1 井喷失控的原因
．
7）井口不 8）井控设 安装防喷器 备的安装及 试压不合格
9）井身结构 设计不合理
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1 井喷失控的原因
．
10）空井时 间过长，又 无人观察井 口。
11）地质设计 未能提供准确 的地层孔隙压 力资料。
当班柴油机司机停了带泵的柴油机，但是，由于带动绞车和转盘 的主柴油机在一个中间平台上，井喷喷势加剧后难以接近，未能 停止，喷出的气体可能被柴油机排气管的火花点燃。 或者，由于井口喷势剧烈，气体裹带地层泥砂打击井架底座产生 的火花点燃了喷出的天然气。
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目
第一章 第 二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
录
绪论 井下各种压力的概念及其相互关系 地层压力检测 地层破裂压力 井控设计 溢流的原因、预防与检验 井内气体的膨胀和运移 井底常压法压井 特殊压井
强。10时55分，机泵房先爆燃，保温棚被炸飞，铁板及支架飞出，火焰
高达100m，井场设备全部烧毁。造成轻重伤员17人，其中1人抢救无效死 亡，1人失踪。2000年12月30日抢装井口成功，历时11天的大火终于被制
服。
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事故主要原因：
测井时间长、仪器被卡是一个主要原因 该井从2000年12月8日完钻，一直到17日发现溢流，其间 历时9天5小时10分，从井深3551m到油层底部4229m井段一直 没有建立过循环，加之在处理测井仪器事故过程中，穿心打 捞失误，导致1160m电缆落井；在后面的打捞中捞矛下的过深， 导致了后两次井内产生抽吸，使得泥浆液柱压力最终低于地 层压力。
井控设备概述
五、组合胶芯环形防喷器
美国卡麦隆D型环形防喷器为组合胶芯形防喷器，其胶芯 与油缸均为组合结构，顶盖与壳体为快松盖连接方式， 活塞断面为例“T“字形，推盘用内六解螺钉固定在活 塞筒体的底部。
封井时，活塞在油压作用下向上移动，依靠推盘推举外 胶芯；外胶芯被迫向中心变形挤压内胶芯；内胶芯在 我芯的包围挤压作用下向中以收拢变形，支承筋则转 动相应角度并向中以平移；于是内胶芯的橡胶迅速向 中心集聚，从而实现封井。开井时，活塞向下移动， 内外胶芯依靠自弹性恢复开井状态。
a. 半球形胶芯：
b. 不易翻胶：
c. 漏斗效应：
d. 橡胶储备量大：
e. 井压助封：
f.胶芯寿命长：FH23－35环形防喷器试验表明， 在胶芯关闭31／2″钻杆通过18º／35º斜坡接头 1000个循环，通过钻杆3000m（包括接头）， 并经历耐久性试验380次，开关性能试验201次。 密封效果仍很稳定。因此，可以完成深井的封 井起下钻作业而无需更换胶芯。
对于生产油井，预期井口最高压力是以井 喷时井筒内仍留有一半钻井液液柱估算 的，即
预期井口最高压力＝地层压力一半井深钻 井液液柱压力
对于探井、高压井，预期井口最高压力是 以井筒内已无钻井液，井筒完全掏空的 条件估算的，即
预期井口最高压力＝预计地层压力
根据我国油气田的地质情况以及多年的 钻探经验，井深不足2000m的浅井，预期 井口最高压力常低于14MPa，因此液压 防喷器的压力等级应选用14MPa。井深 2000mm～4000mm的中深井预期，预期 井口最高中压力常在21～35MPa范围内， 液压防喷器的压力等级应用21MPa或 35MPa。井深4000mm～7000mm的深井， 预期井口最高压力可能高达70MPa或更
① 先以10.5MPa的液控油压关闭防喷器。
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井口防喷器的常规安装
控制装置：
（1）地面控制装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。
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。
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
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；
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。
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》
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：
预防井喷，保持初级压力控制； 及时发现溢流；
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。
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 —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。
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).
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。
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。