井控设备的安装、试压.ppt

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1、井控设备的安装、试压、使用及管理,本节内容结合SY/T6426-2005钻井井控技术规程来讲,一、井控设备的安装,4井控装置的安装、试压、使用和管理4.1井控装置的安装 对于井控装置的安装标准，经油田有关部门进行安全评估后，在确保钻井安全的情况下，对本标准的相关条款可作适当调整。4.1.1钻井井口装置 钻井井口装置包括防喷器、防喷器控制系统、四通及套管头等。4.1.1.1防喷器安装、校正和固定应符合SY/T 5964中的相应规定。4.1.1.2具有手动锁紧机构的闸板防喷器应装齐手动操作杆，靠手轮端应支撑牢固，其中心与锁紧轴之间的夹角不大于30。挂牌标明开、关方向和到底的圈数。,4.1.1.3防

2、喷器远程控制台安装要求：a）安装在面对井架大门左侧、距井口不少于25m的专用活动房内，距放喷管线或压井管线应有1m以上距离，并在周围留有宽度不少于2m的人行通道，周围10m内不得堆放易燃、易爆、腐蚀物品；b）管排架与防喷管线及放喷管线的距离不少于1m，车辆跨越处应装过桥盖板；不允许在管排架上堆放杂物和以其作为电焊接地线或在其上进行焊割作业；c）总气源应与司钻控制台气源分开连接，并配置气源排水分离器；严禁强行弯曲和压折气管束；d）电源应从配电板总开关处直接引出，并用单独的开关控制；,e）蓄能器完好，压力达到规定值，并始终处于工作压力状态。4.1.1.4四通的配置及安装应符合SY/T 5964中的

3、相应规定。4.1.1.5套管头的安装应符合SY/T 5964中的相应规定。4.1.2井控管汇 井控管汇包括节流管汇、压井管汇、防喷管线和放喷管线。4.1.2.1钻井液回收管线、防喷管线和放喷管线应使用经探伤合格的管材。防喷管线应采用螺纹与标准法兰连接，不允许现场焊接。4.1.2.2钻井液回收管线出口应接至钻井液罐并固定牢靠，转弯处应使用角度大于120的铸（锻）钢弯头，其通径不小于78mm。,4.1.2.3放喷管线安装要求：a）放喷管线至少应有两条，其通径不小于78mm；b）放喷管线不允许在现场焊接；c）布局要考虑当地季节风向、居民区、道路、油罐区、电力线及各种设施等情况；d）两条管线走向一致时

4、，应保持大于0.3m的距离，并分别固定；e）管线尽量平直引出，如因地形限制需要转弯，转弯处应使用角度大于120的铸（锻）钢弯头；f）管线出口应接至距井口75m以上的安全地带，距各种设施不小于50m；g）管线每隔10m15m、转弯处、出口处用水泥基墩加地脚螺栓或地锚或预制基墩固定牢,靠，悬空处要支撑牢固；若跨越10m宽以上的河沟、水塘等障碍，应架设金属过桥支撑；h）水泥基墩的预埋地脚螺栓直径不小于20mm，长度大于0.5m。4.1.2.4井控管汇所配置的平板阀应符合SY/T 5127中的相应规定。4.1.2.5防喷器四通两翼应各装两个闸阀，紧靠四通的闸阀应处于常开状态。4.1.3钻具内防喷工具

5、钻具内防喷工具包括上部和下部方钻杆旋塞阀、钻具止回阀和防喷钻杆。4.1.3.1钻具内防喷工具的额定工作压力应不小于井口防喷器额定工作压力。,4.1.3.2应使用方钻杆旋塞阀，并定期活动；钻台上配备与钻具尺寸相符的钻具止回阀或旋塞阀。4.1.3.3钻台上准备一根防喷钻杆单根（带与钻铤连接螺纹相符合的配合接头和钻具止回阀）。4.1.4井控监测仪器及钻井液净化、加重和灌注装置4.1.4.1应配备钻井液循环池液面监测与报警装置。4.1.4.2按设计要求配齐钻井液净化装置，探井、气井及气油比高的油井还应配备钻井液气体分离器和除气器，并将液气分离器排气管线（按设计通径）接出井口50m以上。,其详细的规定在

6、SY/T59642003钻井井控装置组合配套、安装调试与维护中规定得较详细，但从历次井控检查的结果及井喷和失控事故原因来看，井控装置的安装主要存在以下一些问题：1、井控装置压力等级不配套 某油气田某1井1995年发生井喷失控后在处理过程中才发现防喷器组合为70MPa压力等级，而防喷管线的内控闸门却是35MPa压力等级。因而，无论是关井、压井等作业，只能按井控设备承压能力为35MPa考虑。2、防喷器安装完毕后，未认真校正井口，转盘，天车中心（其偏心差应小于或等于10mm），造成钻井过程中防喷器、套管头严重偏磨。3、防喷器组合固定钢丝绳小于16mm，常用1/2甚至3/8钢丝绳。,4、防喷器手动锁紧

7、杆未装齐或锁紧杆与锁紧轴之间的夹角大于30。5、防喷器组合太高，手动锁紧操作杆离地面距离大而无法操作。6、防喷器仅有一侧挂有手动锁紧操作开关方向和到底圈数的标牌。7、远控台紧靠放喷管线，距井口距离小于25m。8、司控台未固定。9、节流管汇和压井管汇法兰连接螺栓两端与螺帽未上平齐，有的螺栓明显偏短。10、放喷管线出口：一条接出井场离井口75m以远，而另一条（压井管汇侧）刚接至井场边；甚至刚连接到远控台旁。放喷管线出口对,准公路、民居或在树林旁而无任何防火措施（如修燃烧坑池、防火墙等）。11、放喷管线转弯处铸（锻）钢弯头为90。12、放喷管线悬空无支撑；转弯处仅一端固定；固定卡子和管线间用木棒、木

8、块填塞。13、走向一致的两条放喷管线紧挨在一起，或间距小于0.3m。14、未配液气分离器。15、钻台上未准备防喷单根。16、液气分离器排出管线未按设计通径接出（大多为27/8油管）；排出管线悬空无支撑；转弯处弯头为多段管子焊接而成；固定不牢固，甚至和放喷管线捆绑在一起；排出管出口距井口距离小于50m。,二、井控设备的试压,1、试压目的（1）检查及测试井口防喷器、井控管汇及地面循环系统的承压强度、连接质量和设备整体强度，以确保被试压设备在整个钻井过程中好用不漏；（2）检查及测试井口防喷器各个密封部件在溢流初期关井的情况下是否就能产生有效地密封，做到早期封井，以尽快平衡地层压力，制止进一步溢流。,

9、2、试压介质（1）防喷器组合在井控车间整体组装后，用清水进行试压，合格后方可送往井场。（2）防喷器组合在井上安装好后，应对钻井井口和井控管汇等用清水进行整体试压,3、试压设备井口试压专用工具主要有：试压堵塞器、试压泵、试压三通。,（1）试压堵塞器 根据其结构和用途的不同，可将试压堵塞器分为皮碗试压器和塞型试压器。试压堵塞器主要用于在对堵塞器以上的井口防喷器组合、地面井控管汇及阀门组等设备进行试压时、起到将井口与井眼隔离的作用，以防试压时过大的井口压力将薄弱井段（如套管鞋处）压裂。1）皮碗试压器主要性能参数,皮碗试压器主要性能参数,2)塞型试压器 塞型试压器又称悬挂式堵塞器，其结构如图所示。它必

10、须与相应的套管头联合配套使用。根据其结构外形的不同，又可将塞型堵塞器分为锥型试压器和台肩式试压器。塞型试压器的试压范围比皮碗试压器更为广泛，安全，既可以试半封闸板防喷器，又可以试全封闸板防喷器等诸多井控设备。,（2）试压泵 1）功用 它为井口防喷器现场试压提供高压介质。其原理是利用压缩空气推动气马达活塞做上下往复运动，实现吸排液过程的装置。目前现场最典型的试压泵为QST系列气动试压泵。其输出压力与气源压力成正比，通过对气源压力的调整，便可得到所需的介质压力。当气源压力达到预定值时，气泵便停止泵压，这时输出压力就稳定在预调压力上。通过调节气泵进气量控制升压速度。因此，该装置具有介质输出压力可调、

11、升压速度可控、体积小、排量大、操作简单、性能可靠、适应范围广等优点。,2）型号表5QST系列气动试压泵主要参数,3）试压三通 试压三通又称方钻杆旋塞阀试压短节。在井口设备试压时，通过试压三通将试压泵与试压钻具相连，向井口泵入试压介质，从而实现对方钻杆旋塞阀、地面管汇和井口等设备进行试压的目的。,4、试压程序(1)环形防喷器的试压程序1）对于公称尺寸小于或等于230mm(9)的防喷器，应采用89mm(31/2)的钻杆试压；对于公称尺寸大于或等于280mm(11)的防喷器，应采用127mm(5)的钻杆试压。2）试压时井口介质压力在不超过套管抗内压强度80%的前提下，为防喷器额定工作压力的70%。3

12、）试压时液控油压为10.5MPa 4）稳压时间不少于10min，密封部位无渗漏为合格。,（2）闸板防喷器的试压程序1）低压试压当井内有钻具时，关半封试压（闸板开口尺寸应与所 用钻具本体的外径一致）；当井内无钻具时，关全封 试压。试压时井口介质压力为0.7 MPa。试压时液控油压为10.5MPa。稳压时间不少于10min，密封部位无渗漏为合格。2）高压试压：当井内有钻具时，关半封试压（闸板开口尺寸应与所 用钻具本体的外径一致）；当井内无钻具时，关全封 试压。试压时井口介质压力为防喷器额定工作压力。试压时液控油压为10.5MPa。稳压时间不少于10min，密封部位无渗漏为合格,3）剪切闸板试压 剪

13、切闸板除进行高、低压试压外，还必须进行剪切钻杆试验。剪切钻杆127mm(5)，壁厚 9.19mm，钢级G-105级，液控油压应在14-21MPa。除对以上设备施压外，还应对压井、节流管汇试额定工作压力，节流阀后的部件按较其额定工作压力低一个压力等级试压，放喷管线试压不低于10Mpa。试压部分，因各种原因更换部件或密封件后，都要作相应的试压。,5、试压方法 现场井控设备试压共有两种方法：提升皮碗试验器试压法和试压泵试压法。（1）提升皮碗试验器试压法 1）将皮碗试验器接在钻杆下部，下入套管内；2）用清水灌满井口；3）关闭半封闸板防喷器或环形防喷器（注意：绝 不能关闭全封闸板）；4）用钻机提升系统缓

14、慢上提皮碗试验器，并观察 套压表，提至所需试验压力，10分钟后检查各 连接部位和密封部位是否有渗漏。,（2）试压泵试压法 1）将塞型试验器接在钻杆下部，坐入套管头内；2）用清水灌满井口；3）关闭半封闸板防喷器或环形防喷器（当钻具退出 后，可关闭全封闸板试压）；4）用试压泵缓慢向井内打压，并观察套压表，泵至 所需试验压力，10分钟后检查各连接部位和密封 部位是否有渗漏。,6、试压注意事项（1）用皮碗试验器试压时，作用于试验器舌部处的力，加上下部悬挂的钻柱重量，不得超过上部钻杆的安全负荷能力，否则会使钻杆断裂。（2）用皮碗试验器试压前，应检查并保证试压钻具水眼是否畅通无堵塞，以防上提钻具试压时套管

15、内拔活塞，挤扁套管。,4.2井控装置的试压4.2.1试压值4.2.1.1防喷器组应在井控车间按井场连接形式组装试压，环形防喷器（封闭钻杆，不试空井）、闸板防喷器和节流管汇、压井管汇、防喷管线试额定工作压力。4.2.1.2在井上安装好后，试验压力在不超过套管抗内压强度80%的前提下，环形防喷器封闭钻杆试验压力为额定工作压力的70%；闸板防喷器、方钻杆旋塞阀和压井管汇、防喷管线试验压力为额定工作压力；节流管汇按零部件额定工作压力分别试压；放喷管线试验压力不低于10MPa。(节流阀前试到额定工作压力，节流阀后的节流管汇密封试压，按较其额定工作压力低一个压力等级试压）,4.2.1.3钻开油气层前及更换

16、井控装置部件后，应采用堵塞器或试压塞按照4.2.1.2中的有关条件及要求试压。4.2.1.4防喷器控制系统用21MPa的油压作一次可靠性试压。4.2.2试压规则4.2.2.1除防喷器控制系统采用规定压力油试压外，其余井控装置试压介质均为清水。4.2.2.2试压稳压时间不少于10min,允许压降不大于0.7MPa，密封部位无渗漏为合格。,三、井控设备的使用,4.3井控装置的使用4.3.1环形防喷器不得长时间关井，非特殊情况不用来封闭空井。4.3.2在套压不超过7MPa情况下，用环形防喷器进行不压井起下钻作业时，应使用18斜坡接头的钻具，起下钻速度不得大于0.2m/s。,4.3.3具有手动锁紧机构

17、的闸板防喷器关井后，应手动锁紧闸板。打开闸板前，应先手动解锁，锁紧和解锁都应先到底，然后回转1/4圈1/2圈。4.3.4环形防喷器或闸板防喷器关闭后，在关井套压不超过14MPa情况下，允许以不大于0.2m/s的速度上下活动钻具，但不准转动钻具或过钻具接头。4.3.5当井内有钻具时，严禁关闭全封闸板防喷器。4.3.6严禁用打开防喷器的方式来泄井内压力。4.3.7检修装有绞链侧门的闸板防喷器或更换其闸板时，两侧门不能同时打开。,4.3.8钻开油气层后，定期对闸板防喷器开、关活动及环形防喷器试关井（在有钻具的条件下）。4.3.9井场应备有一套与在用闸板同规格的闸板和相应的密封件及其拆装工具和试压工具

18、。4.3.10防喷器及其控制系统的维护保养按SY/T 5964中的相应规定执行。4.3.11有二次密封的闸板防喷器和平行闸板阀，只能在密封失效至严重漏失的紧急情况下才能使用，且止漏即可，待紧急情况解除后，立即清洗更换二次密封件。,4.3.12平行闸板阀开、关到底后，应回转1/4圈1/2圈。其开、关应一次完成，不允许半开半闭和作节流阀用。4.3.13压井管汇不能用作日常灌注钻井液用；防喷管线、节流管汇和压井管汇应采取防堵、防漏、防冻措施；最大允许关井套压值在节流管汇处以明显的标示牌标示。4.3.14井控管汇上所有闸阀都应挂牌编号并标明其开、关状态。4.3.15采油（气）井口装置等井控装置应经检验

19、、试压合格后方能上井安装；采油（气）井口装置在井上组装后还应整体试压，合格后方可投入使用。,井控装置的使用上主要存在以下问题：1、远控台三位四通换向阀手柄在正常钻进中处于中位。API RP53防喷设备系统推荐作法中规定：在钻井过程中，每个防喷器控制阀应转到开启位置（不是中间位置），处于“开位”可防止闸板伸出，避免损坏胶芯或闸板；处于“开位”也有利于及时判断液压管线接头是否漏油、防喷器是否有内漏等，以便井控车间上井维修。防喷器液控系统使用说明书（如北京石油机械厂产品说明书）也说：正常钻进时，控制各防喷器的转阀应在“开位”，控制液动放喷阀的转阀应在“关位”。而当试压或检修设备时，各转阀均应扳到“中

20、位”。,2、全封闸板防喷器和剪切闸板防喷器的三位四通换向阀手柄用铅丝捆死，而不是防误操作安全罩。3、防喷管线紧靠四通的内控阀处于关闭状态。4、远控台油箱液压油量不够。5、电控箱压力继电器未调整好，自动控制不正常（正常控制是：210.5MPa自动停泵；180.5MPa自动启动）。6、远控台和司钻台的压力表值相差悬殊（压力变送器未调整好）。7、远控台储能器氮气压力不足（正常情况是70.7MPa）。,8、液压管线泄漏（特别是由壬连接处）。9、远控台气动泵不能正常工作（有的是气路闸阀损坏，有的是气动泵本身有故障）。10、将压井管汇作为日常灌注钻井液管线用（尤其是密度较高的钻井液因沉降，干涸易堵塞通道）

21、。11、平板阀关到底后未回转1/41/2圈（未使阀板与阀座处于浮动状态）。12、液动节流阀阀位传感器有故障，节控箱阀位开度表无显示或显示不正常。13、节控箱液动节流阀开关（换向阀）损坏。14、节控箱气动泵不能正常工作（气路泄漏或气动泵活塞阻卡）。,四、井控设备的管理,4.4井控装置的管理4.4.1各油气田应有专门机构负责井控装置的管理、维修和定期现场检查工作，并规定其职责范围和管理制度。4.4.2钻井队在用井控装置的管理、操作应落实专人负责，并明确岗位责任。4.4.3设置专用配件库房和橡胶件空调库房，库房温度应满足配件及橡胶件储藏要求。4.4.4各油气田应制定欠平衡钻井特殊井控作业设备的管理、

22、使用和维修制度。,橡胶件在不同储存条件下的寿命 橡胶件材料 储存条件等级 良好 一般 恶劣合成橡胶 在受挤压、弯曲的情况(如3-氯-1；68年 46年 下要产生永久变形2环氧丙烷等)在受挤压、弯曲的情氯丁橡胶 35年 24年 况下要产生永久变形晴橡胶 在光照、受挤压弯曲(丁晴橡胶)24年 13年 及臭氧等情况下,一周 内裂纹就会发展 在与油、溶剂等腐蚀天然橡胶 24年 13年 介质影响下,寿命严重 降低,橡胶件储存条件等级 条件 良好 一般 恶劣 温度 27以下 50以下 50以下 光线 箱装或完 室内远离窗户 直接日照或用透明 全遮盖 物遮盖 存放状态 每个零件 少量松散堆积、受挤压、伸展、

23、弯 分箱储存、不是挤压进箱 曲折叠“O”型圈挂 不堆积 在木桩上 干湿度 干燥 干燥 受潮、接触油、溶 剂和腐蚀介质 臭氧 密封装箱 远离发火花的 靠近电机、电焊机 电器设备 及高压设备,谢 谢 大 家！,课后作业：1节流压井管汇的管线如果安装成直角转弯，工作时会发生什么后果？2节流压井管汇如果虚垫浮置，工作时会产生什么后果？3放喷管线的出口应远离井口多少距离？4闸板防喷器在井场整体试压时，井口憋压是多少？5闸板防喷器在井场整体试压时，节流管汇上诸阀的开关状况是怎样的？6环形防喷器在井场整体试压时，井口憋压是多少？7环形防喷器在井场整体试压时，节流管汇上诸阀的开关状况是怎样的？8环形防喷器在井场整体试压时为什么不做封零试验？,