液气分离器

安装试压塞和套管悬挂器时，按照事先测量的冒
出长度值，需经过对称的顶丝顶紧后反过来确认才不 再进行拧紧，一般需确认两次。
日常检查与维护 ：
检查要点：检查顶丝处是否发生泄漏，如有泄漏
采用旋紧压帽压紧V型密封圈的方式堵漏。
如压帽完全旋紧后，顶丝处还是泄漏的应更换V 型密封圈。
注意：退出压帽前应确认压力源已隔离并已卸V
MPa ～ 6 MPa，表盘直径150 mm。 3.6.2.2 压力表前应安装截止阀。 3.7 4
安装
1、不应在分离器罐体、进液管线及排气管线上 施焊。 2、安装后应检查进液管线、排液管线和排气管
线的畅通情况。
使用
1、压力表截止阀应处于常开状态。
2、安全阀应处于正常工作状态（安全阀手柄与地面
垂直）。安装前、打开油气层前以及油气层中作业每 30 天，应采用逆时针方向扳动手柄的方式活动安全阀。
3、使用前将清水或钻井液灌入分离器内至排液管出
口有液体排出为止。 4 、使用前应按测量的 U 型管高度及钻井液密度计算 出最大允许工作压力（最大允许工作压力 Pmax=U 型管的 有效高度H×钻井液密度ρ）。
使用
5 、 分离器使用后，应及时排出分离器内残留的钻井 液，并冲洗分离器内部。 6 、 分离器发生下列异常现象之一时，应立即停止使 用，并及时报告。 6.1 排液管口有气体排出或排气管线有液体排出； 6.2 排气管线压力表的读数大于计算出的最大工作压 力； 6.3 分离器的主要受压元件出现裂缝、鼓包、变形、 泄漏等缺陷； 6.4 安全附件失效； 6.5 进液管线、排液管线、排气管线、紧固件等损坏； 6.6 分离器与管线发生剧烈振动。
预防措施： 在关闭闸板防喷器后开启时，应认真观察 闸板轴的位置，确认闸板完全开启后，方能进 行下步作业。
三、控制系统油箱变形
原因分析： 钻井队在对闸板防喷器进行试压时，由于闸 板轴密封圈挡圈掉落，导致闸板轴密封失效，试 压介质通过闸板轴孔大量进入防喷器液缸的开启 腔，随即进入控制系统油箱。由于油箱的呼吸器 设计了滤网，流量受到限制，油箱内压力升高导
安装
安装
1、应在分离器就位后用地脚螺栓或绷绳固定。 地脚螺栓宜固定在底座四个吊装位置处，应加弹簧垫 或锁紧螺帽。地脚螺栓或绷绳的正反螺栓应在浇注凝 固后紧固。 2、分离器所用管线弯管角度不小于90°。
安装
进液管线 1、采用法兰连接、钢圈密封。 2、压力等级不低于14 MPa，通径不小于78 mm，
检查
1、作业队应每日对分离器主体、管线、安全 阀、压力表、紧固件等进行外观检查。
2、井控车间井控装备巡检时对分离器进行外
部检查。 3、每三年应由检验机构对分离器进行一次内 外部检验。分离器主体材料的腐蚀速率大于0.3毫 米/年的，应适当缩短内外部检验的期限。
检查
4、分离器外部检查和内外部检验的内容参照 《压力容器定期检验规则》执行。 5、安全阀应至少每年校验一次。
三、钻井液气分离器的结构
结构
常用的液气分离器按照排液管结构形 式的不同分为两种：一种排液管为常闭结 构，另一种排液管为常开结构。
结构
常闭结构分离器的排液管上安装了一
个气动蝶阀，当罐内液面高度达到设定值
后，蝶阀开启排液。当分离器内液位降到
设定高度时，蝶阀随之关闭，停止排液。
这种结构可避免含气钻井液直接从排液管
结构
结构
外置式结
构示意图
结构
外置式结构的分离器工作时可维
持约4000mm的液柱高度。按泥浆比
重1.5g/cm3计算，分离器工作时罐内
压力不超过0.06MPa。
结构
结构
分离器工作时罐内的压力等于分离出
的气体由排气管排出时的摩擦阻力。如果
上述摩擦阻力大于分离器内钻井液柱的静
液压力，就会将液体从排液管推出，形成
排出。
结构
目前，我公司所用的液气分离器全 部为排液管常开结构的。只不过根据U 形管形成方式的不同，又分为内置式和 外置式两种。
结构
内置式结
构示意图
结构
内置式结构的分离器工作时可维持 约1500mm的液柱高度。按钻井液比重 1.5g/cm3计算，分离器工作时罐内压力 不超过0.0225 MPa。
液，从切向进入分离器罐体，根据沉降、减压、膨胀原
理，部分气体从钻井液中分离出来。经初次分离后的钻 井液，按分离器内布置的分离板（斜板）流动，表面积 增大，在分离板上分散成薄层，使气体暴露在钻井液的 表面，气泡破裂，从而使气体和钻井液得到进一步分离。 分离出的气体从分离器顶部经排气管引至井场50m以外 点燃烧掉，分离出的钻井液经排液管进入振动筛的分配 箱中。
3.1顶丝前部与套管头内孔齐平时顶
丝尾部露出套管头法兰外圆的长度；
3.2装入防磨套、试压塞或者悬挂器
后顶丝尾部露出套管头法兰外圆的长度。
安装注意事项：
防磨套、试压塞或套管悬挂器的上紧扭矩是不 同的。 安装防磨套时，按照事先测量的露出长度值，感 觉顶丝头触及防磨套并稍稍压紧就不再进行顶紧，防 止顶丝头挤扁防磨套； 钻井队在更换闸板芯子时，侧门螺栓拆卸 后，侧门打开困难，钻井队采用了液压关井的 方式来顶开侧门，导致两根闸板轴弯曲变形， 从而在后来开防喷器时，由于闸板轴弯曲变形 严重，拉伤侧门液缸和闸板轴。
预防措施： 严禁使用液压关井的方式来顶开侧门。
6、压力表应至少每年检定一次。
小型化司控台与双司钻
小型化司控台
小型化司控台 特点：
● 外形小巧，适合于安放在司钻操作室内。
● 增加了【应急操作】功能，实现一次操
作完成【打开液动放喷阀】和【关闭环形防
喷器】两个动作。
司控台正常操作 ● 一只手扳动【气源】开关打开气源，另一 只手同时扳动【功能】开关转向“开”或 “关”的方向，双手同时保持至少3s；
型密封圈间的压力。 安装时将密封圈下座、 V型密封圈、密封圈上座 依次装入法兰顶丝孔中，将压帽外螺纹抹适量黄油， 旋上压紧V型密封圈。
控制装置蓄能器容量的确定
API的规定：
关闭防喷器组和打开液压放喷阀1 次后，蓄能器液压油的剩余压力应比预 充压力高200psi（约1.4MPa）。 雪佛龙等外国公司的规定是：关闭 防喷器组和打开液压放喷阀1.5次
2、蓄能器充压时，气体体积为13.3
升，液压油体积为26.7升；
3、剩余压力为8.4MPa时，气体体积
为33.3升，液压油体积为6.7升；
4、蓄能器所能排出的液压油量为：
26.7－ 6.7＝20升
5、查阅说明书，确定关闭防喷器 组和打开液压放喷阀1次所需的液压油 量。 6、蓄能瓶的数量＝所需的液压油 量/每个蓄能器所能排出的液压油量 7、蓄能器的容量＝蓄能器瓶的数 量＊蓄能器瓶容量
×宽×深为0.5m×0.5m×0.8m，遇地表松软时，基墩坑体
积应大于0.4m3。 7 、点火装置应垂直地面安装，用地脚螺栓或直径 12
mm钢丝绳固定，钢丝绳不少于3根。
安装
安全阀 1、应安装在罐体顶部位置。
2、出口应朝向井场外侧，不应连接泄压管线。
3、压力等级应与分离器的压力等级相匹配。
安装
压力表 1、测量范围0～6MPa，表盘直径150 mm。 2、压力表前应安装截止阀。测量范围0
不应形成节流。
3、使用高压软管连接应使用保险绳或安全链。
安装
安装
安装
安装
安装
排液管线 1、通径不小于203mm，采用法兰或由壬连接。
2、应接至振动筛前的分配箱上，不应将管口埋于箱
中液体内。 3、安装应保证分离器罐体内的液面高度在1.3 m至 1.6 m之间。 4、应使用 90°弯头和直管从地面接至分配箱，可
充空气钻井作业时可接至距井口30 m以远的井场污水池 或沉砂池。
安装
排气管线 4 、应处于畅通、无堵塞状态，在低洼处应安装三通， 旁通上安装蝶阀。 5 、出口端应安装防回火装置及点火装置（充空气钻
井作业除外） 。
6 、直管段不大于 15 m 、拐弯处应做水泥基墩固定 , 地脚螺栓直径不小于 20mm ，长度不小于 500mm，基墩坑长
的液柱高度逐渐降低，最终造成“短路”，
未经分离的混气钻井液和分离出的气体就
会从排液管直接排出。
四、钻井液气分离器的安装
安装前的准备
1、分离器主体及安全附件应在有效期内。 2、分离器应安装于节流管汇J8号或J10号闸阀之后。 3、分离器应采用地脚螺栓或绷绳固定，地脚螺栓直径应不 小于20 mm，长度应不小于500 mm，压板厚度应不小于8mm，宽 度应不小于 50mm ；绷绳为均布的 4 根直径不小于 16mm 的钢丝绳； 固定地脚螺栓或绷绳用水泥基墩坑尺寸长×宽×深为 0.8m×0.8 m×1.0m，遇地表松软时，基墩坑体积应大于1.2 m3。 4、应检查分离器主体、管线及附件是否有裂纹、损伤、堵 塞等缺陷，有缺陷的不应安装。 5、分离器安装位置的基础应平整。
二、闸板损坏
原因分析： 钻井队试压后打开半封闸板时，由于控制系统 控制半封的三位四通换向阀有串油现象，导致闸 板不能完全到达开位，钻井队没有认真观察闸板 的开启情况，就开始下钻作业。在下钻过程中首
先将闸板总成的闸板导向块撞击掉，随后方钻杆
旋转时，由于其方角深入半封闸板前部胶芯的内
园弧中，旋转形成的冲击力导致前部胶芯脱落。
使用一根长度2 m、额定压力2 MPa 软管连接。
安装
排液管线
5、地面管线用地脚螺栓至少固定一处；“U”形单
法兰弯头出口应固定。 6、地面管线与接至分配箱的管线用偏心三通连接， 偏心三通偏心的一端接蝶阀、排污管线。 7、内置式U型管分离器，排液管线接至分配箱时
应水平或向下接出。
8、安装后应测量 U 型管的有效高度 H 并记录。
致油箱胀裂。
预防措施：
在闸板防喷器安装前，应检查各观察孔是
否畅通。
四、环形防喷器爪盘支护螺钉飞出
高石32试压螺栓飞出
原因分析：
爪盘螺钉、爪盘支护螺钉的根部均设计有“ O” 型密封圈（见图3），是用于避免钻井液进入螺钉、 爪盘之间的间隙造成腐蚀等问题，但在螺钉上紧的 情况下，一是会导致无法观察到主密封（图1中密封 圈3密封井压，密封圈1、2密封油压）失效的状况， 这也是该防喷器在井控车间未发现主密封失效而试
进入钻井液循环系统。
结构
压力表
安全阀
分离板 进液管
分离器总成
浮球
二位五通 换向阀 气源 排液管 排气管
排污取样阀
气动蝶阀
结构 常开结构分离器内的液面高度是通过
排液管的U形接法来控制的，当罐内液面
高度达到U形管最高点位置后，排液管开
始排液。这种分离器内始终保持一定高度
的液面，用于阻挡分离出的气体从排液管
应急操作按钮按下即可，不会自动复位。
操作时应确认按压到底。
拔出两个按钮即可排气。如不拔出排气对
应的两个操作对象不能正常操作。
双 司 钻 连 接 箱
套管头顶丝使用指南
套管头顶丝的作用： 用于预紧防磨套、试压塞或套管悬挂 器，防止防磨套转动或浮动。
套管头总装示意图
顶丝总成示意图
套管头安装前的检查： 1、数量：顶丝总成齐全； 2、活动：顶丝与压帽能轻松旋动； 3、测量：
钻井液气分离器的安装与使用
一、钻井液气分离器的功能
功能
在钻井过程中出现气侵、溢流、井涌 时，采用节流压井措施对井内含气钻井液 进行替换。钻井液气分离器就是用来处理 节流管汇替换出来的含气钻井液，除去钻 井液中的空气与天然气，回收初步净化的 钻井液。
二、钻井液气分离器的工作原理
工作原理
其工作原理是：从井内经节流管汇返出的含气钻井
蓄能器可用液压油量的计算： 1、预充氮气压力7MPa； 2、蓄能器工作压力21MPa； 3、工作一次后蓄能器液压油的剩余 压力8.4MPa。 根据P1*V1=P2*V2的原理，从上述条 件可计算出每个蓄能瓶的可用液压油量 为蓄能瓶容积的50%。
举例：蓄能瓶容积为40升
1、预充氮气时，气体体积为40升；
安装
安装
排气管线
1、通径应不小于150 mm。
2、排气管线上便于观察处应安装一块测压法兰，安 装截止阀及压力表。截止阀压力等级 4 MPa，压力表测量范围0 ～ 0.16MPa，表盘直径100mm。 3、应接出距井口50m以远有点火条件的安全地带，
出口端距除放喷管线以外的各种设施距离不小于20m。。
● 确认对应功能的显示牌动作并正确显示
“开”或“关”后，松开双手。 气源开关和功能开关均为弹簧自动复位 开关，务必扳动到位并保持足够时间。如果 操作时间过短，松手后开关会自动返回中位
（停止操作）。
司控台应急操作 ● 同时或者先后按下【应急气源】按钮和【应
急操作】按钮，即可完成应急操作，即：关闭
环形防喷器并打开液动放喷阀。