【正文】 注：不能單靠井內(nèi)壓力流體封井。 工作原理： 1）液壓動(dòng)作 下油口進(jìn)油，上油口出油，活塞上行，推擠膠芯，封井；上油口進(jìn)油，下油口出油，活塞下行，膠芯靠彈性恢復(fù)，開(kāi)井。 2022/4/14 65 球形膠芯環(huán)形防噴器 結(jié)構(gòu) 防噴器結(jié)構(gòu)： 由殼體、 “ Z”形活塞、膠芯、頂蓋、密封件等部分組成， 具體見(jiàn) 裝配示意圖 。 注： 由于膠芯價(jià)格較高，封井次數(shù)只有幾次，因此，環(huán)形膠芯防噴器不做“ 封零 ” 實(shí)驗(yàn)。 有些 錐形膠芯環(huán)形防噴器的頂蓋有一檢測(cè)孔， 現(xiàn)場(chǎng)可以檢測(cè)膠芯的壽命，如下圖 。 注：不能單靠井內(nèi)壓力流體封井。 工作原理： 1）液壓動(dòng)作 下油口進(jìn)油，上油口出油，活塞上行，推擠膠芯，封井；上油口進(jìn)油，下油口出油，活塞下行，膠芯靠彈性恢復(fù)，開(kāi)井。 2022/4/14 60 錐形膠芯環(huán)形防噴器 結(jié)構(gòu) 防噴器結(jié)構(gòu)： 由殼體、活塞、膠芯、頂蓋、密封件等部分組成， 具體見(jiàn) 裝配示意圖 。 一、環(huán)形防噴器 功用： 當(dāng)井內(nèi)無(wú)鉆具時(shí)，全封井口（簡(jiǎn)稱(chēng)封零）； 當(dāng)井內(nèi)有鉆具或其他物體時(shí)，封閉井口環(huán)形空間（簡(jiǎn)稱(chēng)封環(huán)空）。 2022/4/14 56 2022/4/14 57 2）壓力等級(jí)為 21— 35MPa a） 一個(gè)雙閘板防噴器與 一個(gè)環(huán)形防噴器組合 b） 兩個(gè)單閘板防噴器與 一個(gè)環(huán)形防噴器組合 2022/4/14 58 3）壓力等級(jí)為 70— 105MPa a） 一個(gè)雙閘板防噴器、 一個(gè)單閘板防噴器與 一個(gè)環(huán)形防噴器組合 b） 一個(gè)三閘板防噴器與 一個(gè)環(huán)形防噴器組合 c） 一個(gè)雙閘板防噴器、 一個(gè)單閘板防噴器、 一個(gè)環(huán)形防噴器、與 一個(gè)旋轉(zhuǎn)防噴器組合 2022/4/14 59 第二節(jié) 液壓防噴器的結(jié)構(gòu)原理 國(guó)內(nèi)目前使用最廣泛的防噴器是閘板防噴器和環(huán)形防噴器，旋轉(zhuǎn)防噴器暫時(shí)還用得不多。但是，鉆機(jī)底座的高度是有限的，防噴器的數(shù)量也不能太多。 防噴器的使用原則為： 井內(nèi)無(wú)鉆具時(shí)，用全封閘板防噴器封井； 井內(nèi)有鉆具時(shí)，用半封閘板防噴器封井； 井內(nèi)有不規(guī)則物體時(shí)，用環(huán)形防噴器封井； 在封井狀態(tài)下又需要強(qiáng)行起下鉆時(shí)，用環(huán)形防噴器封井。 2022/4/14 54 根據(jù)預(yù)期井口最大壓力確定防噴器的壓力等級(jí) 預(yù)期井口最大壓力根據(jù)油氣井的性質(zhì)不同而不同。 根據(jù)所鉆井的深度不同，預(yù)期的井下地層壓力就不同，井口所配備的防噴器的類(lèi)型、數(shù)量、公稱(chēng)通經(jīng)、壓力等級(jí)就不同。 e） 防溢管 —— 其下部與防噴器相連，上部伸至鉆井平臺(tái)底面，中部有一旁通管。 c） 雙閘板防噴器 —— 一個(gè)為全封閘板，另一個(gè)為半封閘板。 2022/4/14 53 六、井口防噴器的組合 油氣井口所安裝的部件自下而上依次為： a） 套管頭 —— 套管頂部的法蘭盤(pán)。 我國(guó)規(guī)定的防噴器型號(hào)表示如下： 1）單閘板防噴器： FZ 公稱(chēng)通經(jīng) — 最大工作壓力； 2）雙閘板防噴器： 2FZ 公稱(chēng)通經(jīng) — 最大工作壓力； 3）三閘板防噴器： 3FZ 公稱(chēng)通經(jīng) — 最大工作壓力； 4）環(huán)形防噴器： FH 公稱(chēng)通經(jīng) — 最大工作壓力。 公稱(chēng)通經(jīng) 最大工作壓力 ， MPa mm in 180 7 1/16 21 35 70 （ 105） 230 9 21 35 70 （ 105） 280 11 14 21 35 70 （ 105） 346 13 5/8 21 35 70 （ 105） 426 16 3/4 14 21 35 70 476 18 3/4 35 70 528 20 3/4 21 540 21 1/4 14 35 680 26 3/4 14 21 2022/4/14 52 五、液壓防噴器的類(lèi)型及型號(hào) 液壓防噴器的類(lèi)型 液壓防噴器的類(lèi)型有三大類(lèi)： 1）閘板防噴器 —— 有單、雙、三閘板防噴器三種； 2）環(huán)形防噴器 —— 有錐形膠芯、球形膠芯防噴器兩種； 3）旋轉(zhuǎn)防噴器 —— 一種在封井的情況下允許鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的特殊防噴器。 該尺寸表明防噴器可以通過(guò)的最大鉆頭直徑。 2022/4/14 51 四、液壓防噴器的主參數(shù) 液壓防噴器的最重要的參數(shù)是最大工作壓力和公稱(chēng)通徑。 現(xiàn)場(chǎng)維修方便。 安全可靠。 操作方便。 我國(guó) 70年代初研制出液壓防噴器，它具有以下特點(diǎn)： 關(guān)井動(dòng)作迅速。 2022/4/14 49 返回 39 圖 1 2022/4/14 50 三、液壓防噴器的特點(diǎn) 防噴器是井控設(shè)備的核心組件。 二、井控設(shè)備的組成 井口防噴器組 —— 環(huán)形防噴器、閘板防噴器、四通等； 控制系統(tǒng) —— 遠(yuǎn)程控制臺(tái)（儲(chǔ)能器裝置）、司鉆控制臺(tái)； 節(jié)流與壓井管匯； 監(jiān)測(cè)儀表 —— 泥漿罐液面監(jiān)測(cè)儀、有毒氣體監(jiān)測(cè)儀； 鉆具內(nèi)防噴工具 —— 方鉆桿球閥、鉆桿回壓凡爾、投入式單向閥等； 輔助設(shè)備 —— 加重泥漿配制設(shè)備、液氣分離設(shè)備。 2022/4/14 47 井 控 設(shè) 備 第一節(jié) 井控設(shè)備概述 一、井控設(shè)備的功用 二、井控設(shè)備的組成 三、液壓防噴器的特點(diǎn) 四、液壓防噴器的主參數(shù) 五、液壓防噴器的型號(hào) 六、井口防噴器的組合 第二節(jié) 液壓防噴器的結(jié)構(gòu)原理 一、環(huán)形防噴器 錐形膠芯環(huán)形防噴器 球形膠芯環(huán)形防噴器 環(huán)形防噴器的比較 環(huán)形防噴器的合理使用 二、閘板防噴器 閘板防噴器結(jié)構(gòu)概況 閘板防噴器的工作原理與特殊結(jié)構(gòu) 閘板防噴器的合理使用 第三節(jié) 防噴器液壓控制系統(tǒng) 一、概述 防噴器液壓控制系統(tǒng)的組成 防噴器液壓控制系統(tǒng)類(lèi)型與型號(hào) 二、防噴器液壓控制系統(tǒng)的工作原理 2022/4/14 48 第一節(jié) 井控設(shè)備概述 井控設(shè)備是指實(shí)施油氣井壓力控制技術(shù)的所有設(shè)備、專(zhuān)用工具和管匯。 頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)被如此看重，主要是其有如下特點(diǎn)： 1）可以用立根（三根鉆桿，長(zhǎng) 27米多）鉆進(jìn)，減少 2/3的鉆柱連接時(shí)間，提高了工作效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和傷亡事故； 2）在起、下鉆過(guò)程中，可以立即循環(huán)鉆井液，實(shí)行 倒劃眼起鉆 和 劃眼下鉆 ，減少卡鉆事故和由此帶來(lái)的打撈作業(yè)； 3）主軸上連接有液壓鉆具防噴器。我國(guó)石油現(xiàn)場(chǎng)也開(kāi)始逐步采用該系統(tǒng)。 液壓扭矩鉗結(jié)構(gòu)原理圖 返回 14 2022/4/14 45 鉆具防噴器的安裝 2022/4/14 46 第三節(jié) 頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的特點(diǎn) 頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)是鉆井設(shè)備發(fā)展更新的重要成果之一。 共有兩組液壓缸，處并聯(lián)狀態(tài)，輸入液壓油時(shí)，左右兩缸同時(shí)外伸，夾緊鉆具接頭。利用鎖緊液缸可以制動(dòng)。液壓馬達(dá)通過(guò)鏈條使旋轉(zhuǎn)頭可做 360176。為減輕齒面載荷，采用雙閉環(huán)齒輪傳動(dòng)。 導(dǎo)向滑車(chē)通過(guò)四個(gè)鉸鏈與減速箱殼體固連； 液壓頂部驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)原理圖 2022/4/14 42 返回 10 要點(diǎn)： 該裝置采用了高速小扭矩液壓馬達(dá)。 兩個(gè)液壓馬達(dá)的輸出軸通過(guò)花鍵與主動(dòng)小齒輪軸固連。 安裝布置 （ 見(jiàn)圖 ） 頂部驅(qū)動(dòng)裝置總成 （ 見(jiàn)圖 ） 驅(qū)動(dòng)裝置減速箱總成 （ 見(jiàn)圖 ） 導(dǎo)向滑車(chē)、吊環(huán)傾斜器、液壓扭矩鉗的安裝 （ 見(jiàn)圖 ） 液壓鉆具防噴器的安裝 （ 見(jiàn)圖 ） 2022/4/14 40 返回 10 液壓頂驅(qū)安裝圖 2022/4/14 41 返回 10 要點(diǎn)： 水龍頭中心管經(jīng)錐管螺紋與主軸連接。 2022/4/14 39 二、全液壓驅(qū)動(dòng)的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng) 這里介紹挪威 Maritime Hydraulics 公司的產(chǎn)品。下鉗（夾持鉗）不旋轉(zhuǎn)，可由夾緊液壓缸驅(qū)動(dòng)，夾緊鉆具母接頭；上鉗可以靠?jī)蓚€(gè)液壓缸夾緊主軸下端連接的保護(hù)短接，靠另外兩個(gè)液壓缸推動(dòng)正、反轉(zhuǎn)，完成鉆具與主軸的緊扣和崩扣。 氣動(dòng)制動(dòng)器的作用有兩方面：需要主軸快速停止；使用井底動(dòng)力鉆具時(shí)制動(dòng)主軸。 主軸與從動(dòng)大齒輪固連。 系統(tǒng)組成 Varco公司的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)主要由以下幾大部分組成： 1）水龍頭（借用鉆機(jī)原配的常規(guī)水龍頭）； 2）鉆井馬達(dá)總成 ——由直流電動(dòng)機(jī)、一級(jí)齒輪減速箱、主軸、散熱裝置組成； 3）導(dǎo)向滑車(chē)總成 ——由滑車(chē)框架、導(dǎo)向輪、導(dǎo)軌等組成； 4）鉆桿上卸扣裝置 ——由旋轉(zhuǎn)頭、吊環(huán)連接器、吊環(huán)傾斜器、液壓扭矩鉗等組成； 5）動(dòng)力系統(tǒng) ——由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、 SCR控制房、液壓泵站、電力電纜、控制電纜、柔性液壓管匯等組成。 作用： 通過(guò)吊卡、吊環(huán)、起吊鉆具；通過(guò)液壓扭矩鉗上、卸扣（將鉆具與頂部驅(qū)動(dòng)裝置的主軸連接或卸開(kāi)）。 作用： 引導(dǎo)頂部驅(qū)動(dòng)裝置上下運(yùn)動(dòng)；承受鉆井過(guò)程中的反向力矩。 2022/4/14 33 三、頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)的基本組成 一個(gè)完整的頂部驅(qū)動(dòng)鉆井系統(tǒng)由以下幾部分組成： 水龍頭 ——鉆井馬達(dá)裝置總成 具體有： 水龍頭 、 電動(dòng)機(jī)（或液壓馬達(dá)） 、 齒輪減速器、主軸 ； 作用： 驅(qū)動(dòng)主軸正反轉(zhuǎn)、向鉆柱內(nèi)導(dǎo)入鉆井液。調(diào)速則利用 AC/AC變頻技術(shù)。 交流