防喷器装备发展及现场应用 (NXPowerLite).ppt

防喷装置现状及 发展趋势的探讨 目录 1.防喷装置技术发展的回顾 2.防喷装置现状 3.环形防喷器使用可靠性评估 4.闸板防喷器使用可靠性评估 5.防喷器控制装置使用可靠性评估 6.防喷装置发展趋势 7.几点想法 1.防喷装置技术发展的回顾 1.1四个阶段 （1）“60型”手动控制型，仿苏“M”型； （2）“70型”液控液“kpy”型，仿罗 “VH”“DF” “T”型； （3）“85型”气控液型，参照美“LWS”、“GK” 、 “球形”、“KOMEY”等； (4)“自主型”根据油田实际需要，增加了自主改 进元素。 1.防喷装置技术发展的回顾 1.2四个阶段产品技术特点 阶段规格承压 能力 Mpa 控制方 式 承压件密封件 性能 标准检测现场可 靠性 60型10井口操作 “手动” 铸钢 35CrMo 很差无厂内试验很差 70型35远离井口 “液控液 ” 铸钢 差API16A厂内试验可控制低 压井 85型70远离井口 “气控液 ” 铸钢锻钢 4130 好API16A API16D 质检中心 台架检测 防喷效果 好可控 70Mpa井 U型齐全105远程控制 “气控液 ” 铸、锻 4130s 好ISO API 质检中心 台架检测 发生井喷 事故很罕 见 2.防喷装置现状 2.1十五字概括 规格全各种规格齐全 承压高最高可达140Mpa 结构新采用最新设计 设备老60-80%为八、九十年代购进 可靠差详见下文 2.防喷装置现状 2.2我的看法 “基本”满足陆上常规井控作业的需要，不能满足 特殊井控作业需要： 不能剪断高冲击功钻杆 不能用于1500m水下井控作业 不能用于全过程不压井起下管串作业 不能用于连续循环钻井作业 2.防喷装置现状 2.3塔里木近几年防喷器重大失效简况 序号失效部件井号时间失效描述 1 35-35 单闸板防喷器 HD1-18H02.10.3 多次上井试压未见异常，10月3日试 压12MPa突然断裂 2 双闸板防喷器 轮古111井03.8.31闸板轴断裂， 3闸板总成LG2-3井09.2.15闸板总成密封失效 4闸板总成哈6C井09.2.10闸板总成密封不严 5闸板总成塔中47-1井09.1.11闸板总成密封胶芯脱落 628-105双闸板防喷器英深1井04.7锁紧轴顶弯 75#FH35-35环形车间04.11.29在试压34.6MPa时壳体爆裂 2.防喷装置现状 LG2-3井闸板总成失效 2.防喷装置现状 哈6C井失效闸板总成 2.防喷装置现状 塔中47-1H井失效闸板总成 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.1环形防喷器技术现状评估 （1）API16A第一版附录C性能要求： 密封钻具及密封空井性能试验 胶芯寿命试验 开关寿命试验 过接头寿命试验 3.环形防喷装置使用可靠性评估 （2）现场使用要求 发生溢流首先关环形 判明接头位置，上提钻具应密封 可能起下几柱钻具（包括过接头） 一般不用于长时间关井 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.2环形防喷器使用要求 承受井压不高，一般不超过35MPa 关闭速度不能太慢，不超过30秒 能密封各类管串 关闭液压不超过10.5MPa 一般不要求封闭空井 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.3环形防喷器使用可靠性评估 3.3.1基本评估意见 （1）各厂样机能满足现场使用要求； （2）“攻关胶芯”能达到API16A附录C性能要求； （3）使用可靠性问题较多。 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.3.2环形防喷器使用可靠性存在的问题 （1）发生壳体“爆裂”的重大失效 3.环形防喷装置使用可靠性评估 （2）封“空井”使用可靠性差 球形好于锥形，锥形好于组合胶芯 环形胶芯发生过不能“封零” 球形胶芯发生过支撑筋断裂 胶芯设计、支撑筋结构、胶料物性不达标 还发现过16块铁芯的胶芯 3.环形防喷装置使用可靠性评估 （3）胶芯密封钻具寿命低 3.环形防喷装置使用可靠性评估 失效胶芯照片 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.4现场自身问题 订购问题 胶芯储存、运输问题 冬季使用 打开防喷器泄压问题 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.5主机生产厂与胶芯生产厂配套问题 主机设计制造“先天”缺陷 热处理控制不当 活塞行程不足 胶芯与活塞不匹配 材料选择问题 3.环形防喷装置使用可靠性评估 3.6环形防喷器现场应用的几点建议 （1）建议停用原重庆矿山机械厂生产的环形防喷器； （2）建议各生产厂自查活塞关闭最小行程报安检院； （3）对生产厂逐一进行一次严格的认证检查，合格者 方可准入油田； （4）油田应严格执行胶芯等橡胶件贮存、包装、运输 、试验规程； （5）严禁用打开防喷器的方法卸去井口压力。 3.环形防喷装置使用可靠性评估 （6）建议推广使用“攻关胶芯” 严格控制胶芯材料物理性能指标 禁止使用16块支持铁芯的FH35-35球形胶芯 优化胶芯内圆柱上部及底部结构设计 优化支撑筋结构设计 严格控制胶芯制作工艺规程（控制硫化工艺） 4.闸板防喷器使用可靠性评估 4.1 API16A附录C的性能指标要求 （1）密封性能试验：恒井压及恒关闭压力试验； （2）胶芯密封钻具寿命试验； （3）开关次数试验； （4）活动（密封光杆）钻具试验； （5）悬挂钻具密封试验。 4.闸板防喷器使用可靠性评估 4.2闸板防喷器在现场应满足以下使用要求 （1）在发生溢流、井涌及井喷时 半封闸板能密封井内钻具 全封闸板能密封空井； （2）闸板防喷器可以满足长期关闭井口的需要； （3）闸板总成能悬挂带18度斜坡接头的钻具，并保持 密封； （4）在特殊情况下，全封剪切闸板能剪断钻具，并密 封井口； （5）在井压较低时，允许钻具光杆上、下活动并密封 。 4.闸板防喷器使用可靠性评估 4.3闸板防喷器使用特点 （1）承压高、并能长时间保持密封； （2）关闭速度要快； （3）半封闸板还应能密封磨损或偏磨的钻杆； （4）悬挂钻具时，闸板在井压助封下能确保密封可靠 ； （5）允许上下活动光杆钻具，不能作旋转运动。 4.闸板防喷器使用可靠性评估 4.4闸板防喷器使用可靠性评估 4.4.1总体评估意见 （1）在役闸板防喷器“基本”满足现场的使用要求； （2）各项性能指标“基本”符合API16A附录C的要求； （3）在役防喷器对防止井喷事故起到了重要作用。 4.闸板防喷器使用可靠性评估 4.4.2在役防喷器使用可靠性存在以下问题 （1）发生过壳体在低压下“爆裂”的重大事故； 4.闸板防喷器使用可靠性评估 （2）在役剪切闸板不能剪断高冲击功钻杆，且剪断后 胶芯（顶部）密封性能较差； 4.闸板防喷器使用可靠性评估 （3）发生过活塞杆断裂事故； 4.闸板防喷器使用可靠性评估 （4）普通侧门密封圈密封寿命低； （5）部分闸板防喷器活塞杆密封寿命低； （6）上、下活动光杆时，密封效果不理想。 4.闸板防喷器使用可靠性评估 4.5闸板防喷器使用的几点建议 （1）停止使用原重庆矿山机械厂生产的闸板防喷器； （2)尽快解决剪切高冲击功钻具的问题； （3）尽快升级侧门密封圈和活塞杆密封圈，提高密封 性能； （4）在起下活动钻具时，尽量降低提升或下放钻具速 度； （5）严格执行胶芯及密封件贮存、包装、运输、试验 规程； （6）严禁用打开闸板防喷器的方法卸去井口压力。 5. 防喷器控制装置使用可靠性评估 5.1总体评估意见 （1）能满足陆上油气井控制防喷器的使用要求； （2）在役防喷器控制装置“基本”满足API16D各项指 标要求； （3）在役防喷器控制装置对防止井喷事故起到了重要 作用。 5. 防喷器控制装置使用可靠性评估 5.2在役防喷器控制装置使用可靠性存在的问题 （1）API16D第一版产品不适宜于水下防喷器控制用； （2）在役控制装置不适宜用于剪切高冲击功钻具工况 ； （3）控制装置外形体积大、重量大，用于山前或边远 井不方便； （4）在役防喷器控制装置耗油量高； （5）各类液压元件可靠性有待提高。 5. 防喷器控制装置使用可靠性评估 5.3防喷器控制装置使用可靠性的几点建议 （1）油田范围内配置机动小型能剪断高冲击功钻杆的 控制装置； （2）提高设备制造质量等级； （3）确保储能器的有效排油量能满足使用要求。 6.防喷装置技术发展趋势 6.1钻采新技术推广应用为防喷装置发展带来新机遇 6.1.1欠平衡钻井、气体钻井、控压钻井技术发展要求 （1）防喷器必须具备能满足现场使用的旋转功能 胶芯旋转钻进使用寿命需解决 旋转轴承寿命需解决 6.防喷装置技术发展趋势 （2）防喷装置必须具备起下钻具过接头的功能 7100型采用双胶芯 PCWD直接利用环形胶芯过接头功能 可用环形防喷器与闸板防喷器倒换 6.防喷装置技术发展趋势 6.1.2不压井起下管串作业技术发展要求 需自备提升能力、卡瓦能力、甚至旋转功能 需具备防止钻具上顶的功能（及座挂功能） 需配置外接压力平衡管汇、带压卸去或接上钻具 需配置可靠性较高的内防喷工具 6.防喷装置技术发展趋势 6.1.3连续循环钻井技术发展要求 在三闸板防喷器上增设上下卡瓦，卡住钻具 在三闸板防喷器上增设液压大钳功能 在三闸板中部配置压力平衡管汇 6.防喷装置技术发展趋势 6.1.4水下防喷器技术发展要求 防喷装置水下控制方式技术要求 A.液动、电动、智能控制 B.水面控制、水下控制、ROV控制 水下自动更换闸板 水下悬挂钻具 6.防喷装置技术发展趋势 6.1.5水基介质防喷器控制装置技术发展要求 采用水基介质，甚至直接采用海水作控制液 A.水下防喷器控制液不返回，直接排放海底 B.海水介质对泵阀件腐蚀问题 水基介质每年可节省大量液压油的问题 6.防喷装置技术发展趋势 6.2国外防喷装置发展趋势 6.2.1 PCWD、7100型日趋成熟，重点解决 一个胶芯中途不更换，用于一次欠平衡钻井作业 正在解决井口偏心带来的振动问题（提高轴承寿 命） 6.防喷装置技术发展趋势 6.2.2不压井起下管串技术已普遍推广应用 已完全解决起下钻过程中压力平衡问题 已解决悬挂钻具和防止钻具上顶问题 6.防喷装置技术发展趋势 6.2.3连续循环钻井装置已用于十多口井，正在解决 初步解决卡瓦、大钳程序控制问题 初步解决钻井液倒换程序控制问题 正研制连续循环钻井阀及控制方式问题 6.防喷装置技术发展趋势 6.2.4 API16D新版已提出水下控制装置技术 6.防喷装置技术发展趋势 6.2.5水基介质防喷器控制装置技术已成熟 控制液可直接排放到海底 5000psi储能器控制压力可解决多项难题 A.水下防喷器控制问题 B.剪切高冲击功钻具问题 正在研究新型防喷器控制装置技术 A.一套阀件控制多路闸板问题 B.环形、闸板、平板阀三套参数不相同 C.增加控制节流阀功能 6.防喷装置技术发展趋势 6.2.6遥感及远程控制防喷装置技术探讨 井控技术采用遥感及远程控制方式的探讨 专家控制井喷技术（远程井控“诊断”技术） “黑匣子”技术 7.几点想法 7.1当前应急迫解决的问题 （1）环形胶芯密封不可靠的问题 部分胶芯不能“封零”的问题 A.活塞行程够吗？ B.铁芯侧面包胶干什么用？ C.胶芯内圆柱上部越高越好？ D.活塞井压助封力越大越好？ E.胶芯外球面与顶盖内球面如何配合最好？ 7.几点想法 胶芯橡胶材料不达标的问题 胶芯支撑筋断裂问题 胶芯出厂检验方法问题 胶芯包装、贮存、运输使用问题 “攻关胶芯”推广使用应该落到实处 7.几点想法 （2）闸板防喷器使用可靠性问题 侧门密封圈结构改进还未完全推广 应重视活塞杆及密封圈使用 剪切高冲击功钻杆剪不断问题 7.几点想法 （3）控制装置使用可靠性问题 储能器胶囊失效问题 体积大、重量大、运输不方便 液压油大量漏失问题 7.几点想法 7.2井控实施细则的探讨 （1）防喷器控制装置开关手柄位置设置的探讨