正常钻进与关井训练

基地报告要求： 1、钻井井控设备名称和作用？ 钻井井口装置各部分的名称和作用，防喷器的工作原理？ 2、远程控制台的主要设备名称和作用，远程控制台的待命工作状态？ 3、节流控制箱和节流管汇的作用。 4、防喷钻杆的组成和作用。 井控 井控的目的是控制油气井的压力。油气井的压力包括：油气水层具有一定的压力；井内钻井液静液柱压力、循环钻井液时的流动压力以及起下钻所产生的抽汲压力和激动压力等。当井内作用于地层上的压力小于地层压力时，地层流体就会流入井内造成井喷；如作用于地层上的压力过大，则可能压漏地层，引起钻井液的大量漏失。如何建立井内的压力平衡，一旦平衡打破，又如何重新恢复平衡，就是井控技术所要解决的问。 一、井喷的危害 当地层压力大于井底压力时，地层流体进入井内的现象叫溢流。溢流失去控制，地层流体无控制地大量流入井内，喷出井口的现象叫井喷。井喷是钻井中的严重事故，主要有下列危害： （1） 井喷，尤其是长时间的井喷，油气资源将受到严重损失和破坏； （2） 喷出的油气水及其中的有害物质会严重污染环境； （3） 井喷危及人身安全，容易造成人员伤亡。含硫化氢重的气井井喷，往往会使人中毒； （4） 井喷失控，极易失火，烧毁钻机，报废油气井； （5） 恶性井喷，井喷失火，极难处理，既耽误时间，又耗费大量人力、物力、财力，经济损失巨大。 二、溢流发生的原因 1、作用在地层上的压力小于地层压力，地层流体就会流入井内。产生这种压力不平衡的原因有： 1、 地层压力的预告值（或设计值）较实际值低，因而钻开该层的钻井液密度值小，液柱压力不足以平衡地层压力。这在新探区和地质情况较复杂的地区容易出现； 2、 起钻未灌或未灌够钻井液，液面下降过多； 3、 井漏，不能保持井内足够的液面； 4、 气侵严重，排气不力等，使钻井液密度下降； 5、 由于起钻速度过快，钻头泥包，钻井液性能不好等原因，产生过大抽汲压力，减少了作用在地层上的压力。 三、溢流的发现和关井 1、地层流体流入井内，地面上将有各种显示出现，认真观察和监视这些显示，就可及时发现溢流。 溢流的显示有： 1、 钻进中钻井液池液面增高。溢流入井，钻井液的总体积增加，因而钻井液池液面升高； 2、 钻井液出口管流速加快。流出井口的流体应等于注入井内的流体量。溢流入井，增加了入井的流体量，出口流速就必然加快。尤其是气井，天然气随钻井液上返，受压减小，体积膨胀，越靠近井口，膨胀越加剧，故出口管流速明显加快； 3、 钻进时泵压下降。环空溢流有推动钻井液流动的能力，故泵压下降； 4、 起钻时，灌入钻井液量小于起出钻柱体积；下钻时返出钻井液体积多于下入钻柱体积。 5、 钻井液池液面及出口管流速的变化可从液面指示器及流速测定仪上及时观察得到。 溢流一经发现，应立即停止作业，迅速、正确控制井口————关井，防止井喷发生。关井越快，流出的钻井液越少，今后压井越容易。 钻进中发生溢流关井的程序是：停止作业，停泵，上提方钻杆出转盘面，关防喷器，关节流阀，然后观察和记录油、套压力。 如遇起下钻杆时，立即停止起下，在井控设备 井控技术的实施必须借助于一套专用的设备与工具。这一套井控设备主要包括以下几部分， 井口防喷器组 自上而下由环形防喷器、半闭闸板式防喷器、全闭闸板式防喷器和四通组成。在钻台上或蓄能器装置（放于井场）上扳动空气换向阀，蓄能器内的高压液油通过管线迅速驱动防喷器，在之内实现关井（环形防喷器在 以内）。环形防喷器俗称万能防喷器，可封任何形状的钻具，但耐压能力低，只能应急，不能长期作业。半闭式闸板防喷器只能封闭相应尺寸的钻具。钻具上接止回阀，同时关井。起下到钻铤时，应设法在钻铤上接根钻杆和止回阀，下放钻杆，再关井。 井控设备 井控设备的组成：10部分        1. 以液压防喷器为主的井口组（环形、闸板、四通、套管头、放喷阀等）。 ２. 液压防喷器控制系统。 ３. 节流控制台与节流、压井管汇。 ４. 钻具内防喷工具（箭形回压阀、投入止回阀、方钻杆上、下旋塞）。 ５. 起钻灌注泥浆装置。 ６. 监测仪表－泥浆罐液面监测与报警装置、泥浆出口流量仪、硫化氢仪等（双重身份，属钻井参数仪表）。 ７. 泥浆－气体分离器、真空除气器。 ８. 旋转防喷器。 ９. 自动加重泥浆装置。（钻井液配制设备） 10. 灭火、加压装置（处理事故专用设备）井队不配备。 （井口防喷器组；2蓄能器装置；3遥控装置；4辅助遥控装置；5管束； 6管排架；7压井管汇；(—节流管汇；.—节流管汇液控箱；8钻井泵； 9钻井液罐；10钻井液气体分离器；11真空除气器；12方钻杆上球阀) 为了适应不同井的需要，防喷器有不同的尺寸和工作压力。防喷器的尺寸防喷器通径分为九种： 即：7 "(180)、9"(230)、11"(280) 13 "(350)16 "(426)  18 "(476)、20 "(528) 、21 "(540)、26 "(680)。 指标为公称通径，指的是防喷器内通孔直径。 防喷器额定压力分为五级 ：    P4 即：  14、21、35、 70、105 MPa(兆帕)。 防喷器尺寸应与装于其下的套管尺寸相匹配，以便钻头、钻具能顺利通过；防喷器的最大工作压力应大于可能出现的预期井口最高压力。 对于油井，预期井口最高压力等于地层压力减去半井筒液柱压力。对探井、高压气井，以井筒全掏空计算，即预期井口最高压力等于地层压力。 一、环形防喷器作用： 1、全封井口 ；（封零） 2、封环形空间；（封环空） 3、封井后起、下钻具。（强行起、下钻）。 二、环形防喷器类型：按胶芯形状不同分为三种，只讲两种。 1、锥形胶芯环形防喷器，外观高，耗油少。活塞呈内锥形，由锥形面压缩胶芯，关井。 2、球形胶芯环形防喷器，外观大，耗油多，胶芯寿命长，胶芯与顶盖呈球状，多用在海上，胶芯封井时呈漏斗状。利于强行起下钻时过接头，下钻时胶芯中部被托住不易撕裂、起钻时下部软上部紧便于通过。活塞：高度低、直径大（使整体矮、胖）扶正性差、易偏磨拉缸等。活塞顶部平，由顶盖球形面压缩胶芯，关井。 3、组合胶芯环形防喷器，外观小，耗油少，胶芯寿命长，美国卡麦隆公司产。 三、锥形胶芯环形防喷器－陆上钻机广泛用 1、结构：主要有壳体、活塞、胶芯、支承筒、防尘圈（间隔环）实现油缸与活塞的封隔、顶盖等组成。油缸由防尘圈、活塞、壳体组成。 2、工作原理： （ 注意上、下油缸的组成） 原理：利用液压实现开、关。即活塞下部为封井油腔，上部为开井油腔。 关井：当高压油进入下油缸，推动活塞上行，胶芯受压（受顶盖限制）就向心收缩，封闭井口（封井－快）。 开井：高压油进入上油缸，推动活塞下行，胶芯靠自身弹力恢复原状，打开井口（开井慢）。 延长胶芯使用寿命的措施如下： ①、现场不做封零试验，但按规定做封环空试验。打开油气层前班班做开、关活动检查， 三个月做一次封管子试压检查。 ②、封井液压力 (最大不超过15MPa)一般封井不超过10.5MPa.强行起.下钻应 10.5MPa微渗漏泥浆为宜。 ③、封井活动钻具速度要慢.只许上下活动.不许转动。 ④、封井起、下钻作业时只能通过18。坡度的对焊钻杆接头 ⑤、不许长期封井。 理由：Ⅰ、长期封井将促使胶芯老化，降低胶芯使用寿命胶芯昂贵极不经济。 Ⅱ、无机械锁紧装置，供油管路中始终有高压油存在，长期封井不安全。 ⑥、不许用微开FH的办法泄降套压、严禁当刮泥器使用。 ⑦、胶芯应妥善保管，终年常温（270C以下）干燥暗室内。 闸板防喷器：                              一、作用： 1 、全封井口（封零）－全封闸板。 2 、封环形空间－管子闸板，尺寸与钻具相同。 强调：与环形用一种胶芯封多种情况有区别。配闸板2 ”、5"、3 "、  7"、9 "、盲板6种。 3 、剪切钻具并全封井口－剪切闸板。 4 、封井并悬挂钻具－特殊管子闸板。 5 、封井后、用侧孔连接节流放喷管线进行分流，少用。 二、类型： 按壳体内所装闸板对数分为：FZ、2FZ、3FZ。 三、结构：详见教材P20（图3—1）下。 壳体、侧门、缸套、端盖、活塞、活塞杆、闸板、手动锁紧杆、侧门铰链座、侧孔（注：形成内、外油缸）。 四、工作原理及特点： 1 、原理：利用液压实现开、关动作。 关井:两外侧关闭油缸进油，推动活塞杆内移，使闸板沿导向筋向井口平移，两个闸板合拢－关井。 开井：两开启油缸进油，推动活塞杆，外移使闸板，沿导向筋离开井口－开井。 开关侧门守则          （三条）： ①、两边侧门不宜同时打开。 ②、侧门未全旋开并固结好时，不许用液压油使闸板伸缩。 ③、侧门旋转时油路应卸压（即远程台换向阀在中位）。 控制装置 它由蓄能器装置（又称远程控制台）、遥控装置（又称司钻控制台）以及辅助遥控装置组成。蓄能器是制备、储存与控制压力油的液压装置。通过操作换向阀可以控制压力油输入防喷器，实现开、关动作。蓄能器安装于井口侧前方25米处。 遥控装置是使蓄能器上的换向动作能在远处实现，间接开关井口的设备。它安放在司钻操作岗位附近。辅助遥控装置安放在值班房，作应急之用。 液压控制系统  一、 作用： 制备、贮藏高压油，调节油压大小，控制油流方向，控制防喷器和液控阀迅速开、关的设备。 1 、司钻台:（防喷器主控台）有气控阀（气源0.65-0.8总阀、放喷阀和全、半封闸板防喷器、万能防喷器的开、关）闸板防喷器、万能防喷器和管汇的压力表、气管线。 2 、远程台：远离井口25 M外、有泵、油箱、储能器、液压阀件等。 3 、联接管汇：有管排架、气管束－连接控制台和防喷器。 远程台动力系统： 1.电泵： ⑴、类型：由三相异步防爆电机驱动的三柱塞、单作用、卧式、往复油泵、。 ⑵、功用：是主泵，用来把油箱中的油加压后送入储能器的动力设备。 * 要点提示：