《海洋石油装备》第10章海上防喷器专题.ppt

主 要 内 容 一、防喷器系统概述 二、防喷器分类及其工作原理 三、水上和水下防喷器组简介 四、深水防喷器组作业实例 一、 防 喷 器 系 统 概 述 防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生的安全密封井口装置。防喷器将全封和半封两种功能合为一体，具有结构简单，易操作，耐压高等特点。 石油钻井时，安装在井口套管头上，用来控制高压油、气、水的井喷装置。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 防喷器工作原理 在井内油气压力很高时，防喷器能把井口封闭（关死）。从钻杆内压入重泥浆时，其闸板下有四通，可替换出受气侵的泥浆，增加井内液柱的压力，以压住高压油气的喷出。 防喷器分类 防喷器分普通（单闸板、双闸板）防喷器、环形（万能）防喷器和旋转防喷器等。 普通（单闸板、双闸板）防喷器有闸板全封式的和半封式的，全封式防喷器可以封住整个井口；半封式封住有钻杆存在时的井口环形断面。环形（万能）防喷器是可以在紧急情况下启动，应付任何尺寸的钻具和空井；旋转防喷器是可以实现边喷边钻作业。在深井钻井和海上中常是除两种普通防喷器外，再加上万能防喷器、旋转防喷器，使三种或四种组合地装于井口。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 一、 防 喷 器 系 统 概 述 根据所钻地层和钻井工艺的要求，可将几个防喷器组合同时使用。现有钻井防喷器的尺寸共15个规格，尺寸的选择取决于钻井设计中的套管尺寸，即钻井防喷器的公称通径尺寸，必须略大于再次下入套管接箍的外径。防喷器的压力从3.5～175兆帕共9个压力等级，选用的原则由关井时所承受的最大井口压力来决定。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 在海上使用钻井浮船和半潜式钻井平台钻井时，因钻井浮船和平台是在漂浮状态下工作的，钻井井口和海底井口之间会发生相对运动，必须装有可伸缩和弯曲的特殊部件，但这些部件因不能承受井喷关井或反循环作业时的高压，因此要将钻井防喷器安放在可伸缩和弯曲的部件之下，即要装在几十米至几百米深的海底，我们将它称之为海底井口装置。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 防喷器控制装置 防喷器控制装置是防喷器开、关动作的指挥系统, 它须能满足远距离、准确、可靠、快速等要求。 目前防喷器主要有三种控制形式, 液压控制、气一液控制和电一液控制。液压控制系统成本低, 工作可靠, 防喷性能好, 技术相对成熟, 但只适用于近距离和浅水钻井防喷器控制。气一液控制采用压缩空气和气动元件的控制方式和压力变送机制, 防火防爆性能好, 适用于中距离控制, 但空气中水分容易析出而引发事故,而且不适合于水下钻井工况。电一液控制采用电源及电气控制元件和电传感元件, 先导控制时间短, 从而缩短了防喷器开、关所需的时间, 适合于远距离控制。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 目前陆地钻井由于控制距离不很远, 国内仍普遍采用技术已较成熟的气一液控制方式, 而国外现已大采用电一液控制防喷器。对于海洋钻井, 特别是深水钻井, 电一液控制防喷器已成为首选方案, 在世界范围内得到广泛应用。特别是随着海洋钻井不断向深水区拓展, 深水防喷器控制系统的研制与开发受到了国内外的普遍关注。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 防喷器控制装置主要由泵、高压蓄能气瓶、各种控制阀件、液压油箱、连接管线、压力表以及压力传感器等组成。主要是用于给液压防喷器提供液压油，并控制液压 防喷器的开关。 一、 防 喷 器 系 统 概 述 二、防喷器分类及其工作原理 防喷器分类 2.1、闸板防喷器 2.2、环形防喷器（万能防喷器） 2.3、旋转防喷器 2.1 闸 板 防 喷 器 2.1、闸板防喷器 闸板防喷器是最早用于石油钻井的防喷器，是井控装置的关键设备。早期使用手动控制，费时费力、故障多，现代石油钻井采用液压闸板防喷器，能够实现在3-8秒内迅速关井，操作和维修都很方便。 分单闸板、双闸板防喷器。 2.1 闸 板 防 喷 器 单闸板防喷器结构示意图 2.1 闸 板 防 喷 器 双闸板防喷器结构示意图 2.1 闸 板 防 喷 器 侧门打开状态 2.1 闸 板 防 喷 器 2.1 闸 板 防 喷 器 2.1 闸 板 防 喷 器 闸板防喷器闸板总成有四种类型： 盲板（全封闸板） 管子闸板 可变径芯子闸板 剪切盲板 防喷器的壳体是通用的，目前液压控制的闸板防喷器是国内外广泛采用的，其优点是：开关动作迅速，操作轻便省力，使用安全可靠，维修保养容易。 2.1 闸 板 防 喷 器 2.1 闸 板 防 喷 器 主要功能 ①井内有钻