井下作业井控设备
井控设备
井控设备1.井控设备：实施油气井压力控制技术的一整套专用设备，仪表与工具。
2.井控设备的功用:①预防井喷；保持井内压力平衡，防止井喷条件的形成。
②及时发现溢流；通过监测手段及早发现，尽早采取措施。
③迅速控制井喷；关井制止溢流，可控制的排放及重建井内压力平衡。
④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预防，监测，控制，处理。
3.环形防喷器功用：①封零。
②封环空。
③强行起下钻作业。
4.环形防喷器的合理使用：①现场不做封零实验，应按规定做封环空实验。
②在封井状态下，可慢速上、下活动钻具，但不许转动钻具。
③封井强行起下钻时，只能通过18度坡度的对焊钻杆接头。
④液控油压最大不超过15MPa,通常调至10.5MPa.⑤不许长期关井。
⑥严禁微开环形防喷器泄降套压，严禁用作刮泥器。
⑦胶芯配件应妥善保管。
5.闸门防喷器的功用：①当井内有管具时，用与管具相应的半封闸板封环空。
②空井时。
用全封闸板全封井口。
③海洋钻井特殊情况下，用剪切闸板，剪断钻具并全封井口。
④有的半封闸板可用以悬挂钻具。
⑤客体测孔连接管线后，可循环钻井液或放喷。
⑥可以长期关井。
6.手动闸板防喷器的组成：壳体、闸板总成、闸板轴、丝杠、止推轴承、备帽。
7.手动闸板防喷器的工作原理：①关井操作时，右旋手轮，通过丝杠带动螺纹推动闸板轴连同闸板向井口中心移动，直到两闸板合拢关闭为止。
②开井时，左旋手轮，通过丝杠带动螺纹连同闸板轴及闸板离开井口中心，直到两闸板缩回到闸板腔内。
8.闸板防喷器的合理使用：①半封闸板的尺寸与所用管具尺寸相符（特殊井下套管时，必须换装与套管尺寸相符的防喷器芯子）。
②半封闸板封井后，不能转动钻具，不宜上、下活动钻具。
③半封闸板不准在空井条件下试开关。
④井内有管具时，禁止用全封闸板封井。
⑤长期封井后应锁紧闸板并将三位四通阀扳至中位。
⑥长期封井后，开井前应先解锁，再液压开井。
⑦锁紧或解锁时，手轮应旋够给定圈数，以确保锁紧或解锁到位。
井控设备
SY5052—84《液压防喷器》规定，D分9种： 180mm、 230mm、 280mm、 346mm、 426mm、 476mm、 528mm、 540mm、 680mm。
我国液压防喷器的规格系列
公称通径
mm
in
最大工作压力MPa
1、 井口防喷器组合配套基本型式 压力等级14MPa井口防喷器组合形式：
1-环形防喷器 2-单闸板防喷器 3-双闸板防喷器 4-钻井四通 5-套管头
压力等级为21MPa 的防喷器组合形式
1-环形防喷器 2-单闸板防喷器 3-双闸板防喷器 4-钻井四通 5-套管头
压力等级35MPa 的防喷器组合形 式
图7
A、单四通配置示意图
单四通井口井控管汇示意图
0-—防溢管； 1-—环形防喷器； 2-—单闸板防喷器； 3-—双闸板防喷器 4-—四通； 5-—套管头； 6-—放喷管线； 7-—压井管汇； 8-—防喷管汇；
B、双四通配置示意图
三、液压防喷器的特点
1.关井动作迅速
闸板防喷器利用液压能够在3～8s内实现关井； 环形防喷器利用液压能够在30s内实现关井；
表层套管508mm（20〞） 装配防喷器公称通径540mm(211/4 〞)；
技术套管339.7mm（133/8〞） 装配防喷器公称通径346mm(135/8 〞)；
技术套管244.5mm（95/8〞） 装配防喷器公称通径280mm(11 〞)；
油气层套管177.8mm（7〞） 装配防喷器公称通径280mm(11 〞)。
2.操作方便
开关井是利用液压传动的方式，而非机械的 方式，并可直接在司钻台遥控。
井控设备
井控设备
井控设备概述
随着井下作业技术的发展，井控设备也在不断地改 进与完善，由单一的手动防喷器发展成液压防喷 器，为井下作业的安全提供了保障，保护了井下作 业人员、井下作业设备、油(气)井的生产安全，使 油(气)田的勘探与开发获得更好的效益。 在井下作业中，对于一些油(气)井，如果井控设备 的安装、维护、使用不当，就会有井喷或失控等重 大事故发生。所以，井下作业人员对井控设备必须 具有一定的基础知识和正确、熟练的操作技能，使 井控设备发挥应有的效能，确保井下作业的安全、 优质、高效，便油(气)井获得高产、稳产。
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
一、井控设备的组成 7.修井液加重、除气、灌注设备
主要包括修井液加重设备、修井液气体分离器、常 压式或真空式修井液除 气器、起管柱自动灌液装置 等。
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
一、井控设备的组成 8.井喷失控处理和特殊作业设备 主要包括不压井强行起下管串加压装置、自封 头、旋转防喷器、灭火设备、拆装井口设备、工 具等。
井控设备的组成及功用
井控设备
井控设备概述
四、防喷器的型号 例如： 1.FZ18-21表示公称通径为180mm，最大工 作压力为21 MPa 的单闸板防喷器。 2.2FZ18-35表示公称通径为180mm，最大工 作压力为35 MPa 的双闸板防喷器。 3.FH18-35表示公称通径为180mm，最大工 作压力为35 MPa 的环形防喷器。
井控设备
井控设备概述
一、井控设备的组成
防喷器 防喷器控制台
井控设备的组成及功用
射孔防喷器（闸门）及防喷管 简易防喷装置 内防喷工具 压井、节流管汇 采油树
井控设备的日常检查
井控设备的日常检查井控日常检查是钻井过程中的重要组成部分，在开钻前或施工过程中，对井控设施及所需材料等进行日常检查，对检查情况进行详细的记录并由主管领导签字验收。
井控日常检查的内容主要包括：1.井控设备配套情况检查首先依据钻井工程设计对井控设备配套进行检查。
对液控系统应检查控制系统的型号是否能够满足作业过程中对井的控制要求，检查环形防喷器、储能器及管汇的压力情况，油箱的容量、液面、储能器的预充压力是否符合要求。
检查防喷器组的情况，包括自封头、环形防喷器、半封闸板防喷器、全封闸板防喷器的规格，开关位置，测试压力(低/高)，关闭所需的油量，关闭所需的时间。
防喷器配套装置，包括液控阀、放喷阀、压井管线单向阀、压井管线阀、节流管汇、放喷管汇、压井管线、旋塞阀、管柱内防喷器以及循环头等，应检查其规格、压力测试情况。
2.主要设备及配套装置检测情况检查防喷器设备及配套装置在整体安装后，要对检测情况进行检查，检查内容包括：(1)放喷管汇是否进行过压力测试。
(2)放喷管汇的各阀是否进行过单独试压。
(3)各阀的开关是否灵活。
(4)是否打开放喷阀对调节阀体进行过测试。
(5)对防喷器液压控制管线进行详细的检查，是否有漏失。
(6)所有备用管线及阀是否无堵塞，并进行了试压。
(7)没用的操作阀是否关闭或断开。
(8)是否安装了手动锁紧杆和手轮。
(9)所有的操作阀是否加以标记。
检查储能器中是否储存足够的压力和液量。
通常储能器的容量应大于关闭防喷器组中全部防喷器所需液量的1.5倍，检查启动储能器的电泵或气泵是否工作正常，是否对储能器的充压时间做了记录，并按厂家提供的数据检查防喷器的关闭时间、储能器的充压时间。
3.套管压力测试情况检查在井下作业中，对套管压力测试情况检查的内容包括：测试时井内修井液的密度是否满足井控设计的要求，测试时施加的压力是否达到了标准要求，测试的套管长度是否符合井控设计要求，井中最弱套管承压强度是否能满足井下作业的要求，稳压时间是否符合标准等。
井控设备介绍
1.井控设备在国内外的发展状况1.1. 国内的井控设备发展状态国内的井控设备在近几年来取得了长足的进步，内在质量、外观质量都有了很大的提高。
防喷器的一些功能试验做的也越来越全面，防喷器的可靠性较以前有了很大的提高。
目前钻井用的闸板防喷器压力级别最高已经达到了105MPa，环形防喷器也已经达到了70 MPa，防喷器的种类也比较全面。
防喷器承压件的材料得到了保证密封件的制造得到了加强标准的细化、提高竞争更趋于激烈1.1.1.国内防喷器的研制及应用情况1.1.1.1. 国内防喷器产品规格范围及特点●闸板防喷器●环形防喷器●分流器●旋转防喷器●电缆防喷器●不压井带压作业装置1.1.1.2. 防喷器可以实现的功能随着钻机的更新，可以安装高度较高的整组防喷器，这样就为实现新工艺的井口控制提供了较为可靠的保证。
同时对防喷器的功能要求也提高了。
现在的国产防喷器主要可以实现以下几项功能：1)密封钻具2)在所有控制井喷措施都失效后可以剪断钻具3)强行起下钻具4)悬挂钻具。
悬挂钻具的闸板主要有两种工况，一是所用的钻杆接头为直角台阶，另一种是所用的钻杆接头为18º台阶。
5)手动、液动锁紧闸板6)用作分流系统1.1.1.3. 在酸性环境中的应用。
在酸性环境中，制造防喷器执行的标准是NACE MR-01-75。
我们目前主要是针对内部可接触流体的零件进行抗硫处理，目前我们的防喷器具有这项功能。
防硫化氢的具体措施是按照行业标准SY5087《含硫油气田安全钻井法》防喷器可适应的外部酸性环境主要是螺栓、螺母的抗硫处理，一般的设计是降低螺栓的强度，但这样同时也就降低了防喷器的最大工作压力。
如果要保持防喷器原有的额定工作压力不变，而且还要具有抗硫的功能，就要选用非常特殊的螺栓材料，成本大约要提高25~30倍。
所以在选用防喷器时应注意这一点。
目前，我们对材料抗硫化氢处理的方法主要是控制材料化学成分和热处理工艺，这两项工作作好了就可以满足抗硫化氢的要求。
井下作业井控知识
井下作业井控知识一、井下作业井控工作的内容包括：设计的井控要求，井控装备，作业过程的井控工作，防火防爆防硫化氢措施和井喷失控的紧急处理，井控培训及井控管理制度等六个方面。
二、井控装备包括防喷器、射孔闸门及防喷管、简易抢防喷装置、采油树、内防喷工具、防喷器控制台、节流压井管汇等。
三、井控装备配置标准1、小修作业井的井控装备配置最低标准为：21MPa手动单闸板防喷器、抽油杆防喷装置，油管快速抢喷装置等，并配备简易压井、放喷管线。
2、试油井和高压油气井（井口最高压力14Mpa以上）的井控装备最低配置标准为：35MPa 手动单闸板防喷器、射孔闸门、快速抢喷装置等，并配备简易节流压井管线。
3、大修井井控装备的最低配置标准为：21MPa单闸板液压防喷器、21MPa单闸板手动防喷器、液压控制系统、单流阀、21MPa节流压井管汇、抢喷短节及各种配合接头等。
4、高压油气井及居民住宅、学校、厂矿、联合站、加油站等要害地区施工的大修井井控装备的最低配置标准为：35MPa双闸板液压防喷器、环行液压防喷器液压控制系统、方钻杆下旋塞、旋塞、35MPa节流压井管汇、抢喷短节及各种配合接头等。
5、压井管汇、节流管汇及闸门等的压力级别和组合形式要与防喷器压力级别和组合形式相匹配。
四、井场设备的布局要考虑防火的安全要求，标定井场内的施工区域并严禁烟火，在进行井下作业施工时，必须设置隔离带或隔离墙，发电房、锅炉房等应在井场盛行季节风的上风处，发电房和储油罐距井口不小于30米且相互间距不小于20米，井场内应设置明显的风向标和防火防爆安全标志。
放喷管线安装在下风向，接出井口20米以远，通径不小于62毫米，放喷闸门距井口3米以远，压力表接在内控管线与放喷闸门之间，放喷管线如遇特殊情况需要转弯时，转弯处要用锻造钢制弯头，每隔10米-15米用地锚或水泥墩将放喷管线固定牢靠。
压井管线自套管闸门接出，安装在当地季节风的上风向。
五、所有在用的井控装备必须按规定的时间由使用单位送到勘探局指定井控检测中心进行检测。
钻井井控装置
3.旋转防喷器系统结构Ｃ
7100旋转防喷器系统 司钻控制台
润滑油压力表 井口压力压力表 换向阀
司钻控制台外形图
3.旋转防喷器系统结构Ｄ
PCWD旋转防喷器系统液压控制装置
4.旋转防喷器系统的作用
旋转控制头：主要功能实现井筒与钻具之间的 密封，防止井中高压流体、气体外窜，在一定 范围内承受套压，带压旋转钻具和带压起下钻。 司钻控制台 ：检测套压、润滑油压力、为夹紧 装置提供动力并控制高压旋转动密封总成的夹 紧或松开。通过该装置可以监视旋转控制头防 喷系统的操作。 液压控制装置：对轴承进行连续强制润滑和冷 却。最大程度的延长轴承的寿命。
PCWD旋转防喷器
名 通 称 径 规 格 序号 7 8 9 名 称 规 格
11″ API 11″-5M Ｒ54 API 13-5/8″-5M BX160
外经 高度 质量
1320 mm 1289 mm 5980kg
上部法兰 底部法兰
4
侧部输出口
API 1-13/16″-10M BX151 10
4300kg 11
方钻杆驱动器 上胶芯 轴承总成 下胶芯 液压卡箍
底座
3.旋转防喷器系统结构Ｂ
Ｂ. 旋转球形防喷器
在环形防喷器的基础上增加了转 动机构，设计了旋转防喷器。
特点：
a. 通过外部的液压系统主动加 压实现胶芯与钻具的密封，因而 低压密封性能良好。 b. 胶芯内径可以在 0-11″之间 变化，一种胶芯可适应多种尺寸 的钻具，包括封零。起下钻具、 换钻头都十分方便。
壳体螺栓
密封件
4-1/2 ″ （115mm)
井下作业井控设备
• 2 中石油规定防喷器按额定工作压力分： • 14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、
105MPa五个 压力级别 。 •
3 大庆油田使用的封井器的压力等级是7MPa。
（一）环形防喷器
1.功用
A.当井内有管柱时,能用一种胶芯封闭管柱与井口形 成的环形空间。
井下作业井控设备概述
井控设备是指为实施油、气、水井压力控制技术而设
置的一整套专用的设备、仪器、仪表和专用工具。
井控设备应具有以下功用:
1 预防井喷。
2 及时发现益流。
3 迅速控制井喷。 4 处理复杂情况。
是对井喷事故进行预防、监测、控制、处理的必备装
置。通过井控装置可以做到有控施工，既可以减少对
油气层的损害，又可以保护套管，防止井喷和井喷失
3. 当井内无管柱时:为防止井涌的发生，在防喷 器内投入全封棒，并关闭半封闸板抱合全封棒， 封闭整个井筒。
七、三位一体防喷器的安装方法
1.井口安装应使法兰面向下，注意不要装 反。
2.清洁钢圈及钢圈槽，钢圈槽内涂黄油。 3.上螺栓要用力均匀，对角依次上紧。 4.安装好后进行水压试验。试压标准应达
到工作压力21MPa，稳压5min。
力35MPa
防喷器的类型
目前防喷器主要是液压防喷器。根据密封方式的不同可分为 环型防喷器、闸板防喷器和旋转防喷器。
环形防喷器
防
喷
器
闸板防喷器
旋转防喷器
锥形胶芯防喷器
筒型胶芯防喷器 球形胶芯防喷器 液压闸板防喷器
手动闸板防喷器 单闸板防喷器 双闸板防喷器 三闸板防喷器
• • 防喷设备选择及防板防喷器的关、开井及锁紧 操作步骤
井下作业设备详解
工作。 • ⑵在起下钻作业中，承载井中全部钻具的重量。 • ⑶处理井下事故，如倒扣、造扣、套铣、磨铣等
工作。
四、旋转设备 1.2 转盘的结构
• 转盘是一个伞形齿轮减速器，它将发动机的水平旋转通过 传动机构及减速机构变为转台的垂直旋转运动。
修井机是一套综合 机组，也是一部大 型联合机组。
是用来完成各项修 井作业的专用机械 ，是完成起下管柱 、抽汲提捞等施工 的主要设备。
2.2修井机组成
。
陆地修井机系列
型号： XJ150～XJ1200系列 最大钩载：60t ～225t 额定钩载：30t～180t
组成例举：XJ250修井机
控制系统 绞车系统
• 2.泥浆泵
• 现代钻井用泵主要是双缸双作用泵、三缸单作用泵、三缸双使用泵等 类型。
• 目前国内外三缸单作用泵的型式较多，结构和参数等差异较大。修井 机一般为配套泥浆泵组。
水 龙带
3ZB-1490型柱塞泵
产品型号
3ZB-1490
最大制动功率 kW （BHP）
1490（2000）
连杆最大载荷 kN（lbf）1020（229500）
3.水泥车与压裂车（辅助设备）
• 压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、 大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。压裂 车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。压裂泵 是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求 很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损 性强等特点。
抽油杆内捞筒
三球打捞器
8.3小物件落物打捞工具 1）强磁打捞筒（器） 2）反循环打捞工具 3）局部反循环打捞篮 4）一把抓捞筒 5）其它用于打捞小物件的筒、篮类打捞工具。
井控设备
一、井控设备概述
井控设备总汇
1.井口防喷器 2.远程控制台（蓄能器装置） 3.司钻控制台 4.辅助控制台 5.气控 管线（气管束） 6.管排架 7.压井管汇 8.节流管汇 9.节控箱 10.泥浆泵 11.循环罐 12.液气分离器 13.真空除气器 14.方钻杆上旋塞（水龙头）
一、井控设备概述
1、井口防喷器组：环形防喷器、闸板防喷器、四通等； 2、控制系统：储能器装置（远程控制房）、遥控装置（司钻控 制房）、辅助遥控装置； 3、节流管汇、压井管汇； 4、钻具内防喷工具：方钻杆球阀、钻杆回压阀、投入式单 向 阀等； 5、加重钻井液装置：重晶石粉混合漏斗装置；重晶石粉气动力 下料装置； 6、起钻灌注钻井液装置； 7、钻井液气体分离器； 8、监测仪表：钻井液罐液面监测仪、甲烷、硫化氢等检测器； 9、特殊作业设备：不压井起下钻加压装置、清障、灭火设备等。
空间。球型胶芯的这种状况并不影响它的封井效果，反而由于井口高
压流体作用在胶芯漏斗状底部，更加强了井压助封作用，提高了密封 性能，被称为漏斗效应。
二
型环形防喷器
三、球型胶芯环形防喷器
1).球型胶芯结构及特点
(4).橡胶贮备量大。球型胶芯的橡胶贮备量比其它类型大得多， 在强行起下钻具被磨损后，有较多的胶芯可陆续挤出补充。 (5).摩擦力小，开关所需油量较大。活塞上推力部分由支承筋承 受，而支承筋与顶盖之间是金属接触，摩擦阻力小。但是，由于球型 胶芯含胶量多，变形大，故需较大的活塞上推力。在不提高液控压力 前提下，只能增加活塞直径，所以，该类防喷器外形较大，关闭一次 所需液压油量较多。 (6).胶芯更换方便。球型胶芯磨损后，在井内无钻具时可打开顶 盖直接更换。有钻具时，用切割方法进行更换。
井下设备试题
井下作业井控设备试题1、井控设备系指实施油气井压力控制所需要的一整套（A）、仪器、仪表和专用工具。
A、设备；B、装备；C、设施。
2、井控设备在井下作业中具有哪些功用？(ABCD)A、预防井喷；B、检测溢流；C、控制溢流；D、处理溢流。
3、井控设备主要有（ C）个部分组成。
A、五；B、六；C、七。
4、井控设备主要有哪些设备组成？（ABCDF）A、以防喷器为主体的井口装置，又称防喷器组合；B、液压防喷器控制系统；C、以节流、压井管汇为主的井控管汇；。
D、管柱内防喷工具；E、钻具；F、修井液加重、除气、灌注设备；G、钻头。
5、井口防喷器组合的主要作用有哪些？（AB）A、控制井口的开关，确保井口安全；B、连通井眼与井控管汇，以便节流或放喷；C、循环井液。
6、井口防喷器可以上下颠倒安装使用。
（B）A、对；B、错。
7、闸板防喷器具有井压助封功能。
（A）A、对；B、错。
8、环形防喷器具有井压助封功能。
（A）A、对；B、错。
9、液压防喷器控制系统必须是事先储存足够（A）和足够（B）的压力液。
A、质量；B、数量；C、压力。
10、液压防喷器控制系统主要包括（A）、（C）和辅助控制台。
A、远程控制台；B、节流阀控制台；C、司钻控制台。
11、液压防喷器远程控制台主要包括（C）、油泵组、（B）和油箱及底座。
A、液动放喷阀；B、阀件及管汇；C、储能器组。
12、井控管汇主要包括（B）、（压井管汇）、（C）、（D）、注水管线、灭火管线和反循环管线等。
A、灌井液管线；B、节流管汇；C、防喷管线；D、放喷管线；E、供油管线；F、液压管线。
13、管柱内防喷工具的主要作用是什么？（A）A、防止井液从管柱内喷出；B、起管柱不喷井液；C、连接管柱。
14、管柱内防喷工具主要包括（B）、（D）和油管挂等。
A、封隔器；B、管柱旋塞阀；C、井口防喷器；D、管柱止回阀。
15、井控检测仪器仪表的主要作用是在作业过程中实时检测井底的压力平衡情况及溢流显示并及时报警等。
钻井井控设备
2FZ28—35 FH28—35 35； 井口防喷器组 2FZ28 35 FH28 35；
•井深4000～7000m，预计最大井口压力低于70 MPa，套管4层。 井深4000～7000m 井深4000
井口组合自下而上的顺序为：
表层套管 技术套管 技术套管 油层套管 508mm(20″ FZ54 54—14 FH54 14； 54—14 508mm(20″) mm(20 井口防喷器组 FZ54 14 FH54 14； 339. mm(13 FZ35 35—35 FH35 35； 35—35 339.7mm(133/8″)井口防喷器组 2FZ35 35 FH35 35； FZ28—70 2FZ28—70 FH28—35 35； 273(103/4″) 井口防喷器组 FZ28 70 2FZ28 70 FH28 35； 177.8mm(7″)井口防喷器组 FZ28—70 2FZ28—70 FH28—35 35； 177.8mm(7″)井口防喷器组 FZ28 70 2FZ28防喷器的最大工作压力 我国液压防喷器的最大工作压力共分为六 级： 14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、 14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa、 140MPa
2、液压防喷器的公称通径
概念：是指防喷器的上下垂直通孔直径。 概念：是指防喷器的上下垂直通孔直径。 我国液压防喷器的公称通径共分为10种：180mm、 我国液压防喷器的公称通径共分为10种 180mm、 10 230mm、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、 230mm、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、 540mm、680mm、 540mm、680mm、760mm.
2、真空式除气器 、 原理： 原理： 利用连接于罐体顶部的真 空泵装置和连接于罐体底部的喷 射式抽空装置在除气器中造成一 定的真空度。 定的真空度。真空泵将聚集于罐 内顶部的气体强行抽出； 内顶部的气体强行抽出；喷射式 抽空装置将沉积于罐体底部的钻 井液强行吸出。 井液强行吸出。
井控设备_精品文档
一、 井口装置及控制系统--环形防喷器
（4）壳体与顶部的连接
螺栓连接
爪块连接
一、 井口装置及控制系统--环形防喷器
4、球型胶芯环形防喷器 （1）结构
顶盖 球形胶芯 隔离环 活塞 壳体
一、 井口装置及控制系统--环形防喷器
（2）球形胶芯结构特点
一、 井口装置及控制系统--环形防喷器
一、 井口装置及控制系统--环形防喷器
4）井内介质窜到油缸内，或从壳体与顶盖连接处流出。 隔离环上相应的密封件损坏，更换相应的损坏密封件。
5）液动部分稳不住压。 壳体油缸、活塞、隔离环密封表面损伤，密封件损伤，更换各处密封件，修
复密封表面。
一、 井口装置及控制系统--环形防喷器
四、闸板防喷器
闸板防喷器是利用液压将封井元件——带有胶芯的两块闸板，从左右两侧推 向井眼中心封闭井口，据此，称为闸板防喷器。
2）WE型卡瓦式悬挂器 WE为被动式的密封，靠手动而不靠悬重激 发密封。
WD型卡瓦式悬挂器
WE型卡瓦式悬挂器
一、 井口装置及控制系统--套管头
3）W型卡瓦式悬挂器 与WE型相比较，它依靠管柱悬重激发
密封。特点是：悬挂吨位较大，密封较好， 更稳妥。一般用在技术套管的悬挂。
4）芯轴式（即螺纹式）悬挂器 用于高含硫化氢井的技术套管的悬挂
一、 井口装置及控制系统--套管头 第一节 井口装置及控制系统 一、套管头 1.套管头的作用
1）悬挂各层套管的重量。 2）支撑套管头以上井控设备。 3）为各层套管之间提供密封。
安装井口装置
一、 井口装置及控制系统--套管头
一、套管头
2.套管头分类 1）按卡瓦悬挂形式分：卡瓦式、丝扣式 （即螺纹式、芯轴式）、
井控设备
3、防喷器组合形式的选择
选择防喷器组合形式主要根据地层压力、 钻井工艺要求、钻具结构及设备情况来 决定。
井口防喷器组合形式的选择应按SY/T6426 《钻井井控技术规范》执行。
⑴ 单密封组合
只有一个防喷器，这是最简单的结构，只适用于浅井或 低压气井。
⑵ 双密封组合
有两个单闸板（一个管子闸板，一个全封闸板）防喷器， 或一个单闸板防喷器和一个环形防喷器，如附图一 （A1-A4），适用于低压油气井。
这类防喷器防喷器整体结构小，质量轻，开关一次所需 油量少，但胶芯的密封性能很不理想。
六、环形防喷器的技术规范
常用环形防喷器技术规范见表2-2-1和表2-2-2 表2-2-1球形胶芯环形防喷器技术规范
型号
通径 mm(in)
工作压力 Mpa
液控油压 Mpa
关闭油量
L
开启油量 L
FH23-21
230(9)
高，液压防喷器的压力等级应选用 70MPa或105MPa。
2、防喷器公称通径的选择
防喷器的公称通径，是指能通过防喷器中 心孔最大钻具的尺寸。共有9种， 180mm(71/16″) 、 230 mm(9″) 、 248706((1118″3/8)″、)346(、135/8″52)8、 (24023/64(″16)3/4″、)、 540(211/4″) 、 680(263/4″) 。 其 中 现 场 常 用 的 有 ： 230mm 、 280mm 、 346mm 、 540mm。防喷器组合的通径必须一致，其 大小取决于井身结构设计中的套管尺寸， 即必须略大于连接套管的直径。
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
井控设备组成及功用
井控管汇功用
汇集与分配流体
01
井控管汇能够将来自不同方向的流体汇集起来，并根据需要分
配到不同的设备和管线中。
调节流量和压力
02
通过调节井控管汇中的阀门和节流装置，可以控制流体的流量
和压力，保持井内压力平衡。
分离与净化流体
03
井控管汇中还可以设置分离和净化装置，对流体进行分离、除
杂和净化处理，提高流体质量。
工作原理介绍
液压传动原理
井控设备通过液压系统实现动力的传递和控制，利用液压油的压力 和流量来控制井口装置的动作。
密封原理
井控设备的密封性能至关重要，采用橡胶密封件、金属密封件等实 现不同压力和温度下的密封要求。
控制原理
通过电气控制系统或气动控制系统，实现对井口装置远程或自动化的 控制，提高操作便捷性和安全性。
发展历程及现状
发展历程
随着石油工业的不断发展，井控设备 经历了从简单到复杂、从手动到自动 的演变过程，技术水平和安全性能不 断提升。
现状
目前，国内外众多企业致力于井控设 备的研发和生产，形成了较为完善的 产品系列和技术标准，为油气田的安 全高效开发提供了有力保障。
重要性及意义
重要性
井控设备是保障油气田安全生产的关键设备之一，其性能和 质量直接关系到油气井的安全和作业人员的生命安全。
剪切闸板
在紧急情况下，可切断钻具，实现 井口安全密封。
控制系统
01
02
03
液压控制系统
通过控制液压油的压力和 流量，实现对防喷器的远 程操控。
控制台
集中控制井控设备的操作 平台，可实时监测井口压 力和温度等参数。
辅助控制装置
包括压力表、压力传感器 等，用于监测和控制井口 压力。
钻井井控装置
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闸板受油压推力与前进阻力的关系
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
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四、液压防喷器的工作压力与公称通径
按照中华人民共和国石油与天然气行业 标准SY5053-91《液压防喷器》规定,我 国液压防喷器的最大工作压力共分为5 级。即14MPa、 21 MPa、 35 MPa、 70 MPa、105MPa 。
实用文档
四、液压防喷器的工作压力与公称通径
我国液压防喷器常用的公称通径尺寸有：
首先将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。 手动关井；顺时针旋转两操作杆手轮，到位后回 旋1/4—1/2圈。 操作蓄能器装置上三位四通换向阀手柄，使之处 于中位
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活塞杆的二次密封装置
活塞杆的二次密 封装置，是为闸板防喷 器活塞杆与侧门腔的一 次密封失效后，采取紧 急补救措施而设置的。
闸板防喷器的开井操作步骤
手动解锁；逆时针旋转两操作杆手轮， 到位后回旋1/4 —1/2圈。
液动开井，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 通换向阀手柄处于开位。
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。
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闸板防喷闸器板关防井喷时器，的一手但动液关控井失效， 可采用手动关井。其操作步骤是：
井控设备讲义
井控设备一、概述1.井控设备井控设备是用来控制和预防井喷的装置、仪器、仪表和专用工具，是井下作业施工必须配备的系列设备。
包括防喷器组（采油(气)井口、套管头）,内防喷工具,防喷器控制系统,井控管汇,井控仪器仪表,井液加重、除气、灌注设备,特殊井控设备和工具等。
2学习井控设备的目的井控设备是对井喷事故进行预防、监测、控制、处理的必备装置。
通过井控装置可以做到有控施工,既可以减少对油气层的损害,又可以保护套管,防止井喷和井喷失控,实现安全、优质、高效、低耗、环保作业。
3.并控设备的功用(1).及时发现溢流，预防井喷。
(2)能够关闭井口,密封管柱内和环空的压力，迅速控制井喷。
(3)允许井内流体可控制地排放，处理复杂情况。
(4)处理井喷失控。
显然，井控设备是压力控制的关键手段，是修井安全的可靠保证。
二、防喷器是井下作业井控必须配备的防喷装置,对预防和处理井喷有非常重要的作用;是井口的密封工具1、防喷器分类防喷喷器包括手动防喷器和液压防喷器；根据密封方式的不同可分为：锥形胶芯防喷器环形防喷器筒型胶芯防喷器球形胶芯防喷器防喷器液压闸板防喷器手动闸板防喷器闸板防喷器单闸板防喷器双闸板防喷器三闸板防喷器双闸板防喷器环形防喷器旋转防喷器液压双闸板防喷器单闸板防喷器2、防喷器的型号MPacm表示类型H、Z、X表示防喷器S.1.2.3表示手动、单、双、三闸板数旋转防喷器型号改进号,MPa动密封最大工作压力,MPa,cm3.防喷器两大性能指标(1)防喷器的最大工作压力是指防喷器安装在井口投入工作时所能承受的最大井口压力最大工作压力是防喷器的强度指标。
(2)防喷器的公称通径是指防喷器的上下垂直通孔直径。
公称通径是防喷器的尺寸指标。
4.解释防喷器的型号:(1).2FZ35-21·双闸板防喷器通径35cm,工作压力21MPa(2).FH35-35·环形防喷器通径35cm,工作压力35MPa(3).FZ18-21·表示公称通径为180mm,最大工作压力为21MPa的单闸板防喷器(4).2FZ18-35表示公称通径为180mm,最大工作压力为35MPa的双闸板防喷器。
井下作业井控设备题库
井下作业井控设备试题库一、单项单选题397、远程控制台应有足够的在停泵、井口无回压时关闭一套全开状态的环形防喷器和闸板防喷器组并打开液动闸阀的液体量，且剩余液压应不小于（）MPa。
A、10B、8.4C、10.5D、 9.2答案：B章节：4难度：3398、启动远程控制台的油泵组，在（）min内应使储能器的液压从7MPa升至21MPa。
A、15B、10C、30D、 25答案：A章节：4难度：3400、放喷管线试压时，试验压力不低于（）MPa。
A、5B、10C、21D、35答案：B章节：8难度：3401、放喷管线试压期间，稳压时间不少于15 min，允许压降不超过（）MPaA、0.5B、0.7C、0.8D、1答案：B章节：8难度：3402、更换井控装置部件后，应（）。
A、重新试压B、不必试压C、重试，但试压值须低一个压力等级D、按10 MPa试压答案：A章节：8难度：3404、临时弃井要求，对一般压力井，应在油层套管水泥返高以下、最上部油层射孔井段以上200m内，注（）m厚水泥塞封井，最后在距井口深度200 m以内再注一个50m厚的水泥塞。
A、30B、50C、100D、150答案：B章节：8难度：3405、已封堵的井口套管接头应露出地面，用厚度不低于（）mm的圆形钢板焊牢，钢板上面应用焊痕标注井号和封堵日期。
A、10B、3C、5D、 8答案：C章节：8难度：3408、井口防喷器和井控管汇的密封试压均应用（）密封试压.A、液压油B、清水C、压井液D、氧气答案：B章节：8难度：3409、防喷器控制系统、各防喷器液缸和液动闸阀液缸应在现场做（）MPa的可靠性试压。
A、7B、10.5C、21D、18.4答案：C章节：8410、防喷器控制系统、各防喷器液缸和液动闸阀液缸在现场应采用（___）做为试压介质进行可靠性试压。
A、洗井液B、液压油C、清水D、浑水答案：B章节：8难度：3412、在井下作业过程中，当地层压力超过井液液柱压力时，为防止地层压力推动井液沿管柱水眼向上喷出，则需使用（___）。
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． （二） 球型胶芯防喷器
1）原理
球型胶芯环形防喷器关井动作时，下油腔（关井油腔）里的压力油
推动活塞迅速向上移动，胶芯被迫沿顶盖球面内腔，自下而上；自外缘向中心挤 压、收拢、变形，从而实现封井。开井动作时，上油腔（开井油腔）里的压力油 推动活塞向下移动，胶芯所受挤压力消失，在橡胶弹力作用下迅速恢复原状，井 口打开。
井下作业井控设备概述
井控设备是指为实施油、气、水井压力控制技术而设
置的一整套专用的设备、仪器、仪表和专用工具。
井控设备应具有以下功用:
1 预防井喷。
2 及时发现益流。
3 迅速控制井喷。 4 处理复杂情况。
是对井喷事故进行预防、监测、控制、处理的必备装
置。通过井控装置可以做到有控施工，既可以减少对
油气层的损害，又可以保护套管，防止井喷和井喷失
防喷器：是井下作业井控必须配备的防喷装置，对预防 和处理井喷有非常重要的作用;是井口的密封工具。
表示工作压力MPa 表示通径cm
表示类型H、Z、S F表示防喷器 表示单、双、三闸板数
解释防喷器的型号：
• 1. 2FZ35－21 • 双闸板防喷器通径35cm,工作
压力21MPa • 2. FH35－35 • 环形防喷器通径35cm,工作压
• 2 环形防喷器处于封井状态时，只许上 下活动钻具，而不许转动钻具。
• 3 强行起下钻作业时，钻具接头通过胶 芯时起下钻速度不得大于1m/s。
• 4 严禁用打开环形防喷器的办法来泄井 内压力，以防刺坏胶芯。
• 5 开井后必须检查胶芯是否完全恢复原 形。
• 6）更换胶芯时，要在胶芯与活塞锥面配 合处涂些黄油。
（3）锥形胶芯防喷器结构特点
A.胶芯:胶芯是环形防喷 器的核心部件。 a .锥角小； b.强度高； c.井压助封； d.储胶量大,寿命长； e.寿命可测； f.弹性恢复性好； g.更换胶芯容易; h.胶芯存在老化现 象。
• B.活塞是环行防喷器的重要零件。
• a.锥角小,关井省力； • b.扶正性能好,不能在工作时卡死; • c.结构简单,拆装方便。 • C.密封 • 一处定密封,三处动密封。 • D.顶盖与壳体连接形式: • a.法兰连接 • b.大丝扣连接 • c.爪块连接
当需要打开时，操纵液压系统，使压
力油从上面的接头进入上液缸，同时 下液缸回油，活塞下行，胶芯在弹性 作用下逐渐恢复原形，井口打开。此 防喷器一般完成关井动作的时间不大 于30s ，打开时间稍长。环形防喷器 尽量不用作长时间封井,封井液控油压 不应过大，液控油压最大不允许超过 １５ＭＰａ。通常，封井液控油压不 应超过１０.５ＭＰａ。
• B.活塞是环行防喷器的重要零件。
• a.活塞行程短，高度低，径向尺寸大； • b.扶正性能差,在工作时易卡死; • C.密封 • 一处定密封,三处动密封。 • D.顶盖与壳体连接形式: • a.法兰连接 • b.大丝扣连接 • c.爪块连接
三规定做封 环空实验。
在不同工况下可以成功实施压井措施。
井下作业井控设备
井控装置主要由检测设备、控制设备、处理 设备三部分组成：
检测设备有：气体测量设备、液面测量仪、 密度计、粘度计 。
控制设备有：防喷器、 内防喷工具、采油 树。
处理设备有：节流管汇、压井管汇、除气器、 引流放喷装置 、地面加压及其它辅助设备等。
防喷器的表示方式
力35MPa
防喷器的类型
目前防喷器主要是液压防喷器。根据密封方式的不同可分为 环型防喷器、闸板防喷器和旋转防喷器。
环形防喷器
防
喷
器
闸板防喷器
旋转防喷器
锥形胶芯防喷器
筒型胶芯防喷器 球形胶芯防喷器 液压闸板防喷器
手动闸板防喷器 单闸板防喷器 双闸板防喷器 三闸板防喷器
• • 防喷设备选择及防喷器压力等级
• • 1 防喷设备选择主要考虑 ： • 压力级别、通径尺寸、组合形式。
• 2 中石油规定防喷器按额定工作压力分： • 14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、
105MPa五个 压力级别 。 •
3 大庆油田使用的封井器的压力等级是7MPa。
（一）环形防喷器
1.功用
A.当井内有管柱时,能用一种胶芯封闭管柱与井口形 成的环形空间。
锥型胶芯防喷器主要由壳体、承 托胶芯的支持筒、活塞、胶芯、顶 盖、防尘圈、螺栓、盖板、吊环、 挡圈、上接头、下接头组成。
图2—1 锥型胶芯环形防喷器结构
（2）锥形胶芯防喷器工作原理
工作原理： 在使用时是靠液压操作 的，液压系统的压力油通过壳体上 的下接头进入液缸，推动活塞向上 移动，由于活塞锥面的推动而挤压 胶芯，胶芯顶面有顶盖限制，使胶 芯径向收缩紧抱钻具，或当井内无 钻具时完全将空间封死。
B.空井时能全封井口。 C.在进行钻铣、套磨、测井及打捞井下落物的过程
中，若发生溢流、井喷时，能封住方钻杆、电缆、 钢丝绳以及处理事故所用的工具与井口所形成的 空间。 D.能对管柱进行强行起下作业。
E.遇严重溢流或井喷时,用来配合防喷器及 节流管汇实现软关井。
1）锥型胶芯防喷器
（1）锥型胶芯防喷器结构
球型胶芯防喷器结构
2）结构
球型胶芯防喷器原理
图2—2 球型胶芯环形防喷器结构
3）.球型胶芯防喷器结构特点
A.胶芯:胶芯是环形防喷器的核心部件。 a .适应性好； b.不易翻胶，可承受高压； c.具有漏斗效应适用于强行起下管柱； d.储胶量更大,寿命更长； e.关井防喷器耗油量大； f.弹性恢复性好； g.更换胶芯容易; h.胶芯存在老化现象；加工复杂，成本较高。
• 7）环形防喷器尽量不用作长时间封井。
• ８）封井液控油压不应过大，液控油压 最大不允许超过１５ＭＰａ。通常，封 井液控油压不应超过１０.５ＭＰａ。
• ９）胶芯备件应妥善保管。
闸板防喷器
闸板防喷器主要用途是在修井、试油、维护作业 等过程中控制井口压力，有效地防止井喷事故 发生，实现安全施工。具体可完成以下作业： 1）功用 ①当井内有管柱时，配上相应规格 闸板能封闭套管与油管柱间的环形空间； ②当井内无管柱时，配上全封闸板可全封闭 井筒；
控，实现安全、优质、高效、低耗、环保作业。
井下作业井控设备
井控装置在工艺上主要解决三个基本问题： 一是密封问题：即在井下作业过程中，确保油管
及油套管环形空间不外泄。 二是加压问题：即在起下管柱作业时，井内压力 对油管上顶力超过油管本身的重量时，控制油管
上顶。 三是节流压井问题：即在井下作业过程中，确保