钻井井控系统简介讲义

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。
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。
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》
钻井井控系统简介
四川石油管理局装备制造公司 2008.1.
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

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。
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； 环形防喷器处于关闭状态时，允许上下活动钻具。但不 允许旋转钻具； 严禁用打开防喷器的办法来泄井内压力，以防刺坏胶芯。 但允许钻井液有少量的渗漏，而起到延长胶芯寿命的作 用；

API Spec 16C《节流压井系统规范》
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
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。



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

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 ××—— ×× 工作压力（Mpa） 公称通径（mm/10） 环形防喷器 钻井四通：FS ××——××
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