2014安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》講義:鉆井安全技術(shù)

　　第六節(jié)　鉆井安全技術(shù)

　　一、井控裝置

　　(一)作用

　　井控裝置是為了實(shí)施平衡鉆井工藝而裝設(shè)的。

　　(二)井控設(shè)備

　　井控裝置，系指實(shí)施油氣井壓力控制技術(shù)的所有設(shè)備、專用工具和管匯。按井控設(shè)備的功能可分為：

　　1.監(jiān)測(cè)設(shè)備

　　2.控制設(shè)備

　　3.處理設(shè)備

　　(三)閘板防噴器

　　閘板防噴器按殼體內(nèi)閘板室的數(shù)量，可分為單閘板防噴器、雙閘板防噴器、三閘板防噴器。在國(guó)內(nèi)使用最多的是雙閘板防噴器。

　　(四)環(huán)形防噴器

　　環(huán)形防噴器具有承壓高、密封可靠、操作方便、開(kāi)關(guān)迅速等優(yōu)點(diǎn)，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。

　　(五)節(jié)流壓井裝置

　　1.用途和適用范圍

　　節(jié)流壓井裝置作為液壓防噴器的配套裝置是排除溢流、實(shí)施油氣井壓力控制技術(shù)的必要設(shè)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(huì)造成泥漿靜液柱壓力低于地層壓力，導(dǎo)致溢流發(fā)生。這時(shí)需要關(guān)閉防噴器，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開(kāi)啟程度，控制一定的回壓，以維持穩(wěn)定的井底壓力，加重泥漿或泵人重泥漿壓井。除此之外，節(jié)流壓井裝置還可以用于洗井等作業(yè)。

　　2.分類

　　(1)手動(dòng)節(jié)流壓井裝置。

　　(2)遙控節(jié)流壓井裝置。

　　二、井控裝置的安全要求

　　(一)防噴器

　　防噴器安裝完畢后，必須校正井口。轉(zhuǎn)盤、天車中心偏差不大于l0mm。應(yīng)用16mm 的鋼絲繩在井架底座的對(duì)角線上繃緊防噴器。

　　1.閘板防噴器

　　2.環(huán)形防噴器

　　(二)節(jié)流、壓井裝置和放噴管線

　　1.平行閘板閥在閥板處于浮動(dòng)狀態(tài)時(shí)才能密封，因此開(kāi)或關(guān)到底后必須再回轉(zhuǎn)l/4～1/2圈，嚴(yán)禁開(kāi)關(guān)扳死。

　　2.液動(dòng)放噴閥作打開(kāi)放噴管線用，此閥在1～3 s時(shí)間內(nèi)即可開(kāi)關(guān)。嚴(yán)禁在井內(nèi)有高壓的情況下，用液動(dòng)放噴閥來(lái)泄壓或節(jié)流。進(jìn)入油氣層后每起下鉆具l次，可開(kāi)關(guān)活動(dòng)液動(dòng)放噴閥l―2次。液動(dòng)放噴閥應(yīng)處于常閉狀態(tài)。

　　3.。平板閥只能作截止閥用，而不能作節(jié)流閥用。

　　4.節(jié)流閥只能作節(jié)流用，不能作截止閥用。

　　5.節(jié)流、壓井管匯的承壓能力應(yīng)與防噴器工作壓力相匹配，應(yīng)能滿足反循環(huán)、回收鉆井液、消防作業(yè)和節(jié)流壓井等要求。

　　6.壓力變送器應(yīng)垂直安裝，在測(cè)試壓力的管路上應(yīng)裝一截止閥，以便在無(wú)氣源時(shí)，截?cái)鄩毫π盘?hào)。返回壓力表是氣液比為1：200的壓力表，不能用普通壓力表代替。

　　三、鉆開(kāi)油氣層的防噴

　　井噴最根本的原因是井內(nèi)液柱壓力低于地層孔隙壓力，使井底壓力不平衡。防止井噴的關(guān)鍵是及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流和及時(shí)控制溢流。

　　(一)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地層壓力

　　(二)及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流

　　(三)溢流控制

　　發(fā)現(xiàn)溢流后，應(yīng)盡快關(guān)井，將溢流量控制到盡可能小的程度。在條件相同的情況下，溢流量愈大，排除溢流過(guò)程中的套壓愈高，壓井的困難程度愈大，因此，對(duì)溢流量應(yīng)作明確的規(guī)定。一般情況下，φ152 mm～φ215 mm的井眼，溢流量不超過(guò)3 m3;φ311 mm的井眼，溢流量不超過(guò)5 m3。

　　不同的溢流速度會(huì)發(fā)生不同的地面反應(yīng)。少量的溢流會(huì)發(fā)生后效反應(yīng)，使鉆井液氣侵、井涌。成段的氣柱上升至井口附近時(shí)，將其上部鉆井液舉出地面而形成間隙井噴。大量的溢流能將鉆井液呈柱狀推出。即使溢流為氣體，其產(chǎn)量達(dá)106m3/d時(shí)，初期也只能看到鉆井液循環(huán)出口流量突然增大而看不到噴勢(shì)。只有當(dāng)井筒液體將要噴空，氣體接近井口時(shí)，鉆井液才能形成沖出轉(zhuǎn)盤面的直立液柱。為了保護(hù)防噴器膠芯，在控制溢流時(shí)，應(yīng)先關(guān)環(huán)封，再關(guān)半封。

　　四、井漏后的防噴

　　井漏和井噴是井下壓力失去平衡的兩種極端狀況。

　　井漏后，井內(nèi)鉆井液將降至一個(gè)與地層壓力相當(dāng)?shù)撵o液面。當(dāng)井內(nèi)液柱壓力與地層壓力平衡后，地層流體將以置換、擴(kuò)散等形式進(jìn)人井內(nèi)，氣體不斷滑脫上竄膨脹，使鉆井液氣侵，密度降低，體積增加，直至液面上升至井口后外溢。一旦發(fā)生外溢，井內(nèi)鉆井液減少，平衡破壞而加劇溢流速度，直至井噴。在井漏以后再進(jìn)行起下鉆作業(yè)，會(huì)因抽吸、掏空而誘發(fā)井噴。因此，發(fā)生井漏后，為了防止井噴，應(yīng)向井內(nèi)補(bǔ)充液體，使井內(nèi)始終處于低壓頭的漏失狀態(tài)。當(dāng)反灌補(bǔ)充鉆井液的速度使液面保持的高度足以補(bǔ)償抽吸掏空時(shí)，就可以在井漏條件下進(jìn)行起下鉆作業(yè)。如起鉆后下堵漏管串進(jìn)行堵漏作業(yè)或起鉆下油管進(jìn)行完井作業(yè)。