钻井气控制系统66页PPT

钻井井下控制系统

钻井井下控制系统是一种控制井口压力、钻头进出等操作的装置。

它是井下作业的核心机器，在采油、开采矿物、地质勘探等领域都有广泛的应用。

本文将从的工作原理、构造和应用等方面进行探讨。

一、工作原理分为控制部分和执行部分，控制部分由中央处理器、液晶显示器、控制板、控制按钮等电器元件组成；执行部分由控制阀、安全阀、防喷器等机械部件组成。

在工作时，首先将控制阀和安全阀安装在钻井管的下端，接通井口高压油气管路后，通过控制板上的按钮进行控制。

当需要将钻头下放或收起时，控制板上的“下钻”和“收钻”按钮被触发，调节控制阀和安全阀的流量，同时控制阀的气压也会相应改变，使得油气输出的方向改变，从而控制钻头的升降。

在钻井过程中，井口的压力是需要被精确控制的。

当井口压力过大时，需要通过安全阀减压，避免钻孔壁被破坏，或者油气泄露造成危险。

如果井口压力不足的话，则可以通过调整控制阀的流量增加进钻头的油气量，提高井口压力。

二、构造的构造相对来说比较复杂，但也比较规整。

整个控制系统分为核心、液晶显示器、键盘，控制板和执行部分等几个部分。

首先是核心部分，也叫做主机，主机需要完成系统的显示、控制和数据采集等任务。

主机一般由高速处理器、闪存以及各种电磁阀和传感器组成，可以同时完成多种功能操作。

同时，主机下面镶嵌的液晶显示器可以实时监控井口的操作情况，方便操作人员掌握操作的实时状态。

除了核心部分之外，控制板也是的必要构件。

控制板上包含了各种控制按钮、指示灯和拨动开关等元件，能够实现各种操作指令的发送和函数切换等功能，同时也可以将数据实时上传到主机上，方便数据分析和操作人员对系统的维护。

最后，执行部分则由各种控制阀以及机械部件等组成，主要用于控制井口的压力以及钻头的升降等操作。

因为井下环境的复杂性，所以执行部分的构造相对来说比较精密，同时也需要钢化材料和防爆材料等。

三、应用的应用十分广泛，可以应用在各种地质勘探、采油以及开采金属矿物等领域。

在海域开发方面，的应用非常重要。

钻井气控制系统.ppt

滴，以便经油水分离器排出。
按冷却方式分类
水冷式
风冷式
2 空气过滤器
• 空气过滤器的作用是滤除压缩空气中含有的液态
水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其他的杂质。 • 空气过滤器的组成：壳体和滤芯。
• 注意：过滤器使用中要定期清洗和更换滤芯，否
则将增加过滤阻力，降低过滤效果，甚至堵塞。
3 空气干燥器
• 空气干燥器的作用是降低空气的湿度，为系统提供所需要的干燥压缩空气。（注：若使用有油压缩机，则要在干燥器入口处安装除油器。）
流量和流动方向，以便使执行机构完成预
1 定运动规律的元件。
储气罐
（4）辅助元件：使压主气缩路空气净化、消声及元
件间连接等所需要的装置。
图6-1
• 1:导气龙头 • 2： • 3：调压继气器 • 4：转盘手柄调压阀 • 5：旋塞阀
第二节供气设备
• 供气设备：供气设备是气控系统的动力源，它提供清洁、干燥且具有一定压力和流量的压缩空气，以满足不同条件的使用场合对压缩空气质量的要求。
• （4）与机械控制相比，气控制容易布局和操纵，调速方便易于实现快速的直线往复运动、摆动和旋转运动。
三、钻井气控制系统的特点
• （5）元件结构简单，容易实现标准化，系统化，制造容易。
• （6）对工作环境适应性好，在寒冷的条件下，仍能保证正常工作，工作安全可靠。
• （7）空气有可压缩性，因而在载荷时，传递运动不够平稳、均匀。
钳、动力卡瓦等起下钻操作机械的控制。 • （7）对辅助装置，如空气压缩机、发电机
以及钻井液搅拌器的控制。
三、钻井气控制系统的特点
• （1）经济可靠。 • （2）空气的粘度小，管内流动压力损失小，

石油钻井设备电气控制系统

石油钻井设备电气控制系统简介石油钻井是开采石油的关键过程之一。

为了确保钻井操作的安全和效率，石油钻井设备配备了电气控制系统。

该系统用于监控和控制钻井设备的各个电气部件和工作状态。

功能石油钻井设备电气控制系统的功能如下：1. 监控传感器和仪表：该系统监测钻井设备的各种传感器和仪表的输出，例如压力、温度和流量等，并提供实时数据反馈。

2. 控制电机和阀门：通过电气控制系统，可以远程控制钻井设备上的电机和阀门。

操作人员可以调整电机的转速和启停，以及控制阀门的开关和调节。

3. 故障诊断和报警：电气控制系统能够识别设备故障和异常情况，并立即发出警报。

这样，操作人员就能及时采取行动，防止事故和设备损坏。

4. 数据记录和报告：该系统能够记录并存储钻井设备的运行数据，为后续的分析和评估提供支持。

操作人员可以生成报表和图表，以便更好地了解钻井过程和设备性能。

设计要求石油钻井设备电气控制系统的设计要求如下：1. 可靠性：由于钻井设备操作的复杂性和危险性，电气控制系统必须具备高度可靠性，以保证工作的顺利进行。

2. 多层次控制：电气控制系统应具备多层次的控制结构，能够适应不同级别的操作和监控需求。

3. 远程操作：为了提高操作效率和减少人员风险，电气控制系统应支持远程操作功能，使操作人员可以远程控制和监视钻井设备。

4. 实时监测：电气控制系统应提供实时监测功能，及时反馈钻井设备各个部件的状态和参数。

总结石油钻井设备电气控制系统在石油钻井过程中发挥着重要的作用。

通过监控和控制钻井设备的各个电气部件和工作状态，该系统能够确保钻井操作的安全和高效性。

在设计时，需要考虑到可靠性、多层次控制、远程操作和实时监测等要求，以满足钻井作业的需求。

钻井气控制系统

按冷却方式分类
水冷式
风冷式
a
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2 空气过滤器
• 空气过滤器的作用是滤除压缩空气中含有的液态
水滴、油滴、固体粉尘颗粒及其他的杂质。 • 空气过滤器的组成：壳体和滤芯。
• 注意：过滤器使用中要定期清洗和更换滤芯，否
则将增加过滤阻力，降低过滤效果，甚至堵塞。
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3 空气干燥器
• 空气干燥器的作用是降低空气的湿度，为系统提供所需要的干燥压缩空气。（注：若使用有油压缩机，则要在干燥器入口处安装除油器。）
和排污阀等附件。此外，储气罐还必须符合锅炉及压力容器安全规则的要求，如使用前应按标准进行水压试验等。
a
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第三节执行元件
• 执行元件的作用是将压缩空气和压力能转换为机械能，驱动工作部件工作。
• 常用组件：气缸、气动马达和气动摩擦离合器。
a
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一气缸
• 定义：气缸是输出往复直线运动或摆动运动的执行元件。
• 混合气体中的杂质会对整个系统带来不良影响，因此，在气动传动系统中，设置除气、除油、除尘和干燥等气源净化装置。
• 常用净化装置有冷却器、空气过滤器、空气干燥器、除油器、a分水排水器和油雾器。15
1 冷却器
• 冷却器的作用是将空
气压缩机排除的气体由140~170℃降至 40~50℃，使压缩空气中的油雾和水汽迅速达到饱和，大部分析出并凝结成水滴和油滴，以便经油水分离器排出。
a
4
二、钻井控制系统的作用
• （1）对于整体起升的井架，在起升时缓冲的控制，放落时推开井架的控制。
• （2）对动力机的启动、调速、并车、停车的控制。
• （3）对钻井绞车、钻井泵、转盘等启动与停车的控制。

钻井井控装置(课件)

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拆换闸板的操作顺序
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闸板防喷器闸板的特点
闸板的浮动和自进式密封：闸板总成与壳体放置闸板的体腔有一定的间隙，允许
闸板在壳体腔内有上下浮动。平时闸板上部胶芯不接触顶部密封面。而在闸板关井时，闸板室底部高的支承筋和顶部密封面均一渐缓的斜坡，能保证在闸板到达密封部位之前，闸板与壳体之间有充分间隙。实现密封时闸板前端橡胶首先接触钻具，在活塞推力下，封紧钻具。
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闸板防喷器的功用
4、有些闸板防喷器的闸板允许承重，可用于悬挂钻具。
5、闸板防喷器的壳体上有侧孔，在侧孔上连接管线，可用以代替节流管汇，循环钻井液或放喷。
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闸板防喷器的类型
▪ 根据所配置的闸板数量分为：
1、单闸板防喷器 2、双闸板防喷器 3、三闸板防喷器
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当p井为14MPa时， p油为2.8MPa；当p井为21MPa时， p油为4.2MPa；当p井为35MPa时， p油为7.0MPa。由此看来，闸板防喷器关井所需要的液
控压力油与所对抗的井压并不相等而是成正比，关井所需要的液控压力油一般情况下都不超过10.5MPa。
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闸板防喷器闸板的特点
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闸板防喷器闸板的特点
井压助封:
在关井动作过程中，闸板前部有井压所形成的阻力，与此同时其后部也有井压所形成的。推力与阻力并不相等，如果不考虑关井过程中的各种摩擦素损耗，只要油缸活塞上受液压油的作用力超过等量井压，活塞就可以将闸板推向井眼中心。
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闸板受油压推力与前进阻力的关系
自动清沙

钻井现场井控管理PPT课件

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一、关于对井控工作的认识
井 ♦先注后采，注水压力高，原始地层压力破坏，地层压控力不定。
形 ♦井身结构限制，处理受限
势 ♦伴生气含量高，有闪爆风险
面 ♦现场井控问题依然大量存在；溢流险情频发，川庆长
临庆区域70起。
挑战
♦井喷事故每年发生
♦思想上不够重视
4
一、关于对井控工作的认识
如何管控？明确职责相关制度必须明确井控管理职责
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四、井控设备的试压、安装、维护
井控装置试压要求及内容
1.对所有的防喷器，节流、压井管汇及阀件均要逐一试压，节流阀不作密封试验。 2.防喷器组在井控车间用清水试压。环形防喷器（封钻杆试压，不试空井）、闸板防喷器和节流压井管汇、防喷管线试压到额定工作压力，并做 1.4-2.1 MPa的低压试验。防喷器组发给钻井队时，要有井控车间检测报告，钻井队和井控车间各持一份，超过检修周期或预计不能在检修周期内打完一口井的不能发给钻井队使用。
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一、关于对井控工作的认识
落实要求某一特定背景下的下发的制度、文件、要求，如：
《中国石油天然气集团公司关于进一步加强井控工作的实施意见》（中油字（2006）274号
对集团公司井控管理规定的补充文件，特别强调高压、高含硫、高危地区油气井的井控工作
《关于转发集团公司《关于汲取英国石油公司井喷事故教训进一步加强井控管理工作的通知》的通知（工技处发（2010）6号
《钻井井控装置组合配套安装调试与维护》（SY/T5964-2006）
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四、井控设备的试压、安装、维护
3.全套井口装置在现场安装好后，在不超过套管抗内压强度80%前提下，环形防喷器封闭钻杆试压到额定工作压力的70%；闸板防喷器、方钻杆旋塞阀、四通、压井管汇、防喷管线和节流管汇(节流阀前)试压到额定工作压力；………以上各项试压，稳压时间均 ≥10分钟，密封部位无渗漏为合格(允许压降参考值≤0.7MPa)。同时防喷器应做1.4-2.1MPa的低压试验。 4.防喷器控制系统用液压油按规定压力试压，其余井控装置试压介质均为清水(冬季加防冻剂，同时试完压后应该清空)。

钻机的气控制系统

油分离器。
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石油钻采机械——任连城
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钻机的控制系统
2)螺杆式压缩机的组成 :
主要零部件有：
阴螺杆、阳螺杆、机体、轴承、同步齿轮以及密封组件等。
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钻机的控制系统
3、活塞式压缩机与螺杆式压缩机的特性比较
螺杆压缩机性能优良，具有长时间连续工作能力。它与活塞式压缩机相比，具有易损件少,大修周期长,耗能少，气量无级调节等优点，可实现自动控制,无人值守，适应钻机配套要求。
钻井机械
第六章
钻机的控制系统
本章主要内容： 1、钻井（气）控制系统的特点与组成； 2、气源装置、执行元件、控制元件； 3、气动控制基本回路 4、钻机液压控制系统简介
2018/5/19 石油钻采机械——任连城 1
钻机的控制系统
第一节概述
一、控制系统的作用
1、动力机的启动、调速、并车、停车；
2、绞车的启动、停车、换档、刹车及紧急停车； 3、转盘的启动、停车、换档、倒车； 4、钻井泵的启动、停车； 5、传动系统的挂合及摘离； 6、气动卡瓦、气液大钳、液压猫头、其他辅助设备的操作控制；
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钻机的控制系统
二、气源处理装置
1、冷却器
压缩机排出的压缩空气有很高的温度，可达150多度，其中也含有许多水、油蒸汽，必须加以冷却。冷却的目的：一是降温，二是让水、油蒸汽冷凝后除去。冷却方式：风冷却；水冷却。
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石油钻采机械——任连城
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钻机的控制系统

钻井气控制系统.pptx

• （1）对于整体起升的井架，在起升时缓冲落时推开井架的控制。
• （2）对动力机的启动、调速、并车、停车的控制。 • （3）对钻井绞车、钻井泵、转盘等启动与停车的控制。 • （4）对钻井绞车滚筒和转盘的转速及旋转方向的控制。
的控制，放
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二、钻井控制系统的作用
• （5）对钻井绞车滚筒制动与放松的控制。 • （6）对绞车猫头摘挂的控制。对动力大钳、动力卡瓦等起下钻操作机械的控制。 • （7）对辅助装置，如空气压缩机、发电机以及钻井液搅拌器的控制。
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二气动马达
• 定义：气动马达是输出旋转运动机械能的执行元件。
第24页/共64页
三气动摩擦离合器
定义：气动摩擦离合器在挂合时用于传递转矩，摘开时刻是主动件与被动件分离，动力被切断。它可使工作机起动平稳，换挡方便，并有过载保护作用。
特点：（1）传动柔和，具有弹性、抗冲击、吸收振动；（2）操作省力、方便、迅速、易于实现远距离集中控制；（3）结构简单、寿命长；（4）反应快；（5）能准确地控制所传递的扭矩；（6）能补偿安装误差。第25页/共64页
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接合时，压缩空气进入气胎，气胎沿径向向内膨胀，推动扇形体沿着导向槽相对于固定在挡板上的承扭杆向轴心移动，使摩擦片逐渐抱紧摩擦轮，实现挂合。同时板簧也受到压缩。由于扇形体和气胎之间无连接，故摩擦轮与摩擦片工作表面产生的转矩，不经过气胎，而是经过扇形体、承扭杆、挡板、钢圈等零件来传递的。此外，扇形体将发热的摩擦片与气胎隔开，且扇形体内部做成了蜂窝状结构，即在通风孔中铸有许多小散热片。在挡板上内圈相应位置上亦开有通风孔槽，使工作过程中产生的热量能尽快散发到周围的空气中而不影响气胎。

《钻机气控制系统》课件

对于一些共性问题，老师进行了集中讲解和演示，以帮助学员们更好地理解和掌握。
学员们可以随时向老师提问，老师会尽快给予回复和解答。同时，学员们也可以通过课程论坛进行交流和讨论，共同学习和进步。
感谢您的观看
THANKS
01
学员们普遍认为课程内容丰富、讲解清晰，对实际操作和故障排除有很大的帮助。
02
学员们建议增加一些实际案例和操作演示，以更好地理解和掌握课程内容。
03
课程评价分为优秀、良好、一般三个等级，大部分学员评价为优秀或良好。
答疑解惑
对于学员们在课程中遇到的疑问和困惑，老师进行了耐心细致的解答和指导。
控制元件
控制元件是气控制系统的控制部分，它包括各种阀类、传感器等，用于控制压缩空气的流动方向、压力和流量。
辅助元件
辅助元件包括油雾器、消声器、管道等，它们起到润滑、消声、连接等作用，保证气控制系统的正常工作。
气控制系统的基本原理
工作原理
气控制系统的基本原理是利用气动逻辑元件和气动控制元件等组成各种基本回路，再由基本回路组成复杂的控制系统，实现对气动执行元件的自动控制。
钻机气控制系统的操作和维护
02
讲解钻机气控制系统的操作方法、日常维护和常见故障排除等
方面的知识。
案例分析和实际应用
03
通过案例分析，介绍钻机气控制系统在实际应用中的问题和解
决方法。
02
钻机气控制系统基础知识
气控制系统的定义和作用
定义
气控制系统是利用气体作为工作介质，通过气动管道连接各气动执行元件和控制元件，实现某项工艺或多个工艺的自动化控制系统。
目的和目标
目的
明确本次PPT课件的目的是为了帮助学员了解钻机气控制系统的相关知识，提高学员在实际工作中的操作和维护能力。

钻井工程油气井压力控制PPT课件

（2）气体侵入钻井液后呈分散状态，井底泥浆液柱压力的降低是非常有限的。只要及时有效地除气，就可有效避免井喷。
（3）当井底积聚相当体积的气体形成气柱时，随着气柱的上升（滑脱上升或循环上升），环境压力降低，体积膨胀变大，替代的钻井液量越来越多，使井底压力大大降低，更多的气体将以更快的速度侵入井内，最终导致井喷。
非循环状态下钻柱内与井底不连通，立压表无显示。 • 不循环法：
• 关井后等待套压相对稳定，记录下套压pa；
• 不开节流阀，小排量缓慢启动泵，直到套压开始升高
为pa´时停泵，并记录下此时泵压psp´； • 计算关井立压： psp= psp´-（ pa´ -pa）
• 适用于不知道泵速及相应循环压耗的情况。
（3）钻井液液柱压力
ph 0.0098d h1
h1----环空液柱垂直高度，m。
（4）井内波动压力
抽吸压力：
psb=0.00981SbD （MPa）
激动压力：
psg=0.00981SgD （MPa）
Sb----抽吸压力的当量泥浆密度（抽吸压力系数），
g/cm3。
一般 Sb=0.036～0.08.g/cm3。
• 岩石孔隙中的气体随钻碎的岩屑进入井内钻井液；
• 气层中的气体由于浓度差通过泥饼向井内扩散； • 当井底压力小于地层压力时，气层中的气体大
量流入或渗入井内。
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2、气侵的特点及危害
（1）侵入井内的气体由井底向井口运移时，体积逐渐膨胀，越接近地面，膨胀越快。因此，在地面看起来气侵很严重的钻井液，在井底只有少量气体侵入。
钻井液密度由d变为d1，因此，循环立管压力从初始循环立管压力 pTi 逐渐变化为压井结束时的终了循环立管压力pTf 。

钻井井控系统简介PPT课件

➢ 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。
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).
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。
➢ ①当双闸板防喷器是两端栽丝时，其组合安装高度为：7030mm；
➢ ②当双闸板防喷器是上端栽丝下端法兰时，其组合安装高度为：7360mm。
井口防喷器组安装高度
➢ 常用F35-105防喷器组：
➢ 常规组合：一台FY35-70防溢管(按1.5米高计算)，一台FH35-70环形防喷器，一台FZ35-105单闸板防喷器，一台2FZ35-70双闸板防喷器，一台 FS35-105钻井四通。

钻井井控装置PPT课件

或密封表面损伤更换新件
侧门铰链连接密封表面拉伤，密修复密封表面，
处漏油
封圈损坏
更换密封圈
钻井井控装置
常见故障及处理方法
故障现象闸板关闭后封不住压
液控油路正常，不能液压开井
产生原因
排除方法
闸板密封胶芯损更换闸板密封坏，壳体闸板腔胶芯，修复密上部密封面损坏封面
闸板被泥砂卡住清除泥砂，加大液控压力
钻井井控装置
开关侧门注意事项
侧门不应同时打开。侧门没充分旋开或没紧固前，都不许进行液压动作。旋动侧门时，液控压力油应处于卸压状态。侧门打开后，液动伸缩闸板时、须挡住侧门。
钻井井控装置
侧门的旋开角度
钻井井控装置
闸板防喷器的机械锁紧装置
• 闸板防喷器机械锁紧装置的作用 1、当闸板防喷器液动关井后，采用机械的方法将闸板固定住，然后将压力油卸掉，以免长期关井蹩漏油管，并防止“开井失控”的误操作事故。 2、闸板防喷器关井时，一旦液控系统发生故障，可以手动操作实现闸板关井动作。
钻井井控装置
闸板防喷器的手动锁紧与解锁
液压关井后，手动顺时针方向同时旋转两个手轮，使锁紧轴从活塞内伸出，直到锁紧轴台肩紧贴止推轴承处的挡盘为止，这时手轮也被迫停止转动，再回旋手轮1/4~1/2圈。（顺旋，到位，回旋）解锁方法相反（逆旋，到位，回旋）
钻井井控装置
闸板防喷器的关井操作步骤
液压关井，在远程控制台上操作；使蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄扳到关位。手动锁紧；顺时针旋转两操作杆手轮，到位后回旋1/4~1/2圈。液控压力油卸压，在远程控制台上操作；使蓄能器装置上控制该闸板防喷器的三位四通换向阀手柄处于中位。