第五節 鉆井安全技術

　　鉆井作業中，一旦井噴將導致井下情況復雜化，被迫終止正常作業進行壓井。井噴后的壓井作業將對油氣層造成較嚴重的損害。同時，井噴極易導致失控。井噴失控將使油氣資源受到嚴重破壞，易釀成火災，造成人員傷亡、設備毀壞。油氣井報廢和自然環境的污染。井噴失控是鉆井工程中性質嚴重、損失巨大的災難性事故。全力防止井噴，杜絕井噴失控是鉆井安全工程首要解決的問題。

　　一、井控裝置

　　(一)作用

　　井控裝置是為了實施平衡鉆井工藝而裝設的。即在鉆井中當井內液柱壓力與地層壓力之間的平衡被破壞時，利用井控裝置去及時發現、正確控制和處理溢流，盡快重建井底壓力平衡。

　　(1)井控設備

　　井控裝置，系指實施油氣井壓力控制技術的所有設備、專用工具和管匯。按井控設備的功能可分為：

　　1，監溯設備

　　監測設備對溢流顯示能及時、準確地監測和預報，這是實現平衡鉆井和實施井控作業的前提。它包括：泥漿池液面監測儀、報警儀等。

　　2，控制設備。

　　控制設備對溢流能迅速準確地控制。控制設備配套工作壓力鹿與地層壓力基本一致。

　　控制方式應盡可能自動或半自動化，并輔以手動，做到安全可靠。

　　控制設備包括：各種類型的防噴器，防噴器遠程控制臺，司鉆控制臺，各種閘閥，鉆具內專用工具(方鉆桿上、下旋塞，鉆具止回閥)和旁通閥。

　　3，處理設備

　　溢流處理設備應配套。適應性要強。處理設備包括：節流管忙及控制系統、壓井管匯、放噴管匯、泥漿氣體分離器、真空豫氣器、泥漿罐、自動灌泥漿裝置等。處理設備也包括特殊作業設備，如：滅火設備、加壓裝置、旋轉頭、自封頭等。

　　(二)閘板防噴器

　　閘板防噴器按殼體內閘板室的數量。可分為單閘板防噴器、雙閘板防噴器、三閘板防噴器。在國內使用最多的是雙閘板防噴器。

　　1，功能

　　(1)當井內有鉆具(或其他管柱時)，能封閉套管與鉆具之間的環形空間;

　　(2)當井內無鉆具時，能全封閉井口;

　　(3)在封閉情況下，可通過殼體旁側出口所連接的管匯，進行泥漿循環、節流放噴、壓井作業;

　　(4)在特殊情況下。可切斷鉆具，并達到關井的目的;

　　(5)可懸掛鉆具。

　　2，工作原理

　　閘板防噴器由殼體、側門、油缸、活塞、活塞桿、鎖緊軸、閘扳總成等主要零部件組成。當高壓油進入左右油缸關閉腔時，推動活塞、活塞桿，使左右閘板沿著閘板室內導向筋限定的軌道，分別向井口中心移動，達到關井的目的。當高壓油進入左右油缸開啟腔時，左右兩個閘板總成分別向離開井口中心的方向移動，達到開井的目的。閘板開和關的方向是由換向閥控制的。一般在3—8s時間內即能關閉，滿足鉆井工藝的需要。

　　(三)環形防噴器

　　環形防噴器具有承壓高、密封可靠、操作方便、開關迅速等優點，特別適用于密封各種形狀和不同尺寸的管柱。也可全封閉井口。

　　1，功能

　　(1)當井內有鉆具、油管或套管時，能用一種膠芯封閉各種不同尺寸的環形空間;

　　(2)當并內無鉆具時，能全封閉井口：

　　(3)在進行鉆井、取心、測井等作業過程中發生溢流時，能封閉方鉆桿、取心工具、電纜及鋼絲繩等與井筒所形成的環形空間;

　　(4)在使用減壓溢流閥或緩沖儲能器控制的情況下。能通過18無細扣對焊鉆桿接頭，強行起下鉆具。

　　2，工作原理

　　環形防噴器形式各不相同，但主要由殼體、頂蓋、膠芯及活塞4大部分組成。環形防噴器關閉時，高壓油從殼體下部油口進入活塞下部關閉腔。推動活塞上行。活塞錐面擠壓膠芯，由于頂蓋的限制，膠芯不能上行，只能被擠向中心，儲備在膠芯支承筋之間的橡膠因支承筋相互靠攏被擠向井口中心，直至抱緊鉆具或全封閉井口，實現其封井的目的。

　　當需要打開井口時，操縱液壓系統換向閥，使高壓油從殼體上油口進入活塞上部的開啟腔，推動活塞下行，消除了在膠芯錐面上的擠壓力，膠芯在本身彈性力的作用下逐漸復位，打開井口。

　　(四)節流壓井裝置

　　1，用途和適用范圍

　　節流壓井裝置作為液壓防噴器的配套裝置是排除溢流，實施油氣井壓力控制技術的必要設備。在油氣鉆井中，井筒里的泥漿一旦被地層流體所浸污。就會造成泥漿靜液柱壓力低于地層壓力，導致溢流發生。這時需要關閉防噴器，調節節流閥的開啟程度，控制一定的回壓，以維持穩定的井底壓力，加重泥漿或泵入重泥漿壓井。除此之外，節流壓井裝置還可以用于洗井等作業。

　　2分類

　　(1)手動節流壓井裝置。由壓井管匯和只能手動操作的節流管匯組成。

　　(2)遙控節流壓井裝置。由壓井管匯、可以遙控操作的節流閥組成的節流管匯和節流管匯控制箱組成。

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