井控技术培训(上)课件

井控技术培训

（上）井控技术培训

（上）1井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控设备是指实施油气井压力控制技的一整套专用设备、仪表和工具井控设备井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控2讲授内容第七章井控装置的安装与维护及常见故障与排除第一章概述第二章井口装置及控制系统第三章井控管汇第八章井控装置相关标准第五章除气设备第四章内防喷工具第六章专用设备及工具讲授内容第七章井控装置的安装与维护及常见故障与排除第一章3第一章概述第一节钻井工艺对井控装置的要求第二节井控装置

一．井控装置的组成二．井控装置的作用第三节井控装置的选择一.防喷器的最大工作压力二.防喷器公称通经

三．压力级别的选择

四．通径尺寸的选择五．组合配套型式选择·

复习思考题第一章概述第一节钻井工艺对井控装置的要求4

在油气勘探开发过程中，如何通过井内液柱压力来平衡地层压力钻井，以及这种平衡被破坏时，如何及时发现、正确控制和处理，尽快重建压力平衡的技术(简称平衡钻井及井控技术),不仅关系着地下油气资源的发现、保护和开发，而且还直接关系着钻井速度的提高，井喷事故的防止和油气污染的消除，是一项有着重大经济效益和社会效益的关键技术。为实施这一关键技术除要有扎实的井控工艺外，还必须抓实现平衡钻井的基础——井控装置的完善和配套、标准化安装等。在油气勘探开发过程中，如何通过井内液柱压力来平衡地层压5

四川裂缝性碳酸盐岩高压油气藏，地层岩相变化大、裂缝、孔洞发育不均质，含气构造纵向产层多，压力梯度大小悬殊，横向地层各种压力规律性差，难以绘制准确的压力剖面，简单的井身结构和单一密度的钻井液很难适合这种多压力系统地层。四川油气产层埋藏深，因而裸眼井段长、钻井周期长、钻遇复杂地层多、地温梯度高，加上含硫天然气特有的理化性质，给井控工艺技术和井控装备提出了苛刻要求，加之井队离后勤远，交通不便，通讯困难，给井控工作增加了难度。因此，四川钻井工艺对井控装置的要求是：

第一节四川钻井工艺对井控装置的要求四川裂缝性碳酸盐岩高压油气藏，地层岩相变化大、裂缝、孔洞6●

能够有效地控制井口和钻具的内孔；●

能够强行起下钻具(对环形防喷器)；●

能够实施节流压井；●

具有一定的防腐能力，以适应含H２S气体的地区使用●

操作方便、控制迅速；●

安全可靠，耐压能力高，能长时间起作用●

维修简单、拆换方便；●

结构紧凑、适应性强。●能够有效地控制井口和钻具的内孔；7第二节井控装置井控设备是指实施油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表和工具。井控装置总汇见图1第二节井控装置井控设备是指实施油气井压力控制8井控设备总汇图1井控设备总汇图191.井控装置的组成◆

井口装置及控制系统：液压防喷器及控制系统、四通、套管头、法兰短节等；◆

井控管汇：节流管汇、压井管汇、防喷管汇和放喷管线等；◆

内防喷工具：方钻杆上、下旋塞、钻具止回等；◆

井控仪器仪表：综合录井仪、液面监测仪等；◆

钻井液净化、灌注装置：钻井液净化系统、除气装置、增加密度及自动灌注装置等；◆

专用设备及工具：旋转头、自封头、不压井起下装置、清理障碍物专用工具及灭火设备等。1.井控装置的组成◆井口装置及控制系统：液压防喷器及控制系102.井控装置的作用◆

正常钻进及起下钻和其它停钻过程中，可对溢流及井喷进行及时准确的监测和预报；◆

发生溢流、井涌和井喷时，能快速有效的控制井口，节制井筒内流体(钻井液、油、气、水)的释放；必要时及时泵入性能合适的高密度钻井液，以恢复和重建井底压力平衡；◆

发生井喷、井喷失控乃至着火时，具备有效地处理事故的基本条件；◆

能在不压井和关井情况下，下管柱以及固井，堵漏等特殊作用中防止井喷。2.井控装置的作用◆正常钻进及起下钻和其它停钻过程中，可对11

第三节井控装置的选择1.井控装置的原则◆

地层压力、流体类型◆

人员技术状况◆

现有设备状况、钻台底座高度◆

工艺措施的要求、防护程度(环境污染、人员、设备的安全等)◆

原则上应以最少量的设备，能有效地实施油气井压力控制技术第三节井控装置的选择1.井控装置的原则122.防喷器的最大工作压力

定义：

液压防喷器的最大工作压力是指防喷器安装在井口投入工作时所能承受的最大井口压力。最大工作压力是防喷器的强度指标按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5053.1-2000«防喷器及控制系统防喷器»规定，我国液压防喷器的最大工作压力共分为5级，即：14MPa、21MPa、35MPa、70MPa和105MPa。2.防喷器的最大工作压力定义：133.防喷器的公称通径

定义：

液压防喷器的公称通径是防喷器的上下垂直通孔直径。公称通径是防喷器的尺寸指标，见图2SY/T5053.1-2000«防喷器及控制系统防喷器»中规定我国液压防喷器的公称通径共分为9种，即：180mm、230mm、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、540mm、680mm。3.防喷器的公称通径定义：14防喷器通孔直径公称通经图2防喷器通孔直径公称通经图215最大工作压力与公称通径两个参数相互匹配所构成的液压防喷器，在SY/T5053.1-2000<<防喷器及控制系统防喷器>>中确定了27个品种的规格系列，见表1-1最大工作压力与公称通径两个参数相互匹配所构成的液压防喷器，在16

4.液压防喷器型号及表示方法

1985年以前，我国的液压防喷器型号都是以KPY公称通经—最大工作压力表示，其中KPY为勘探液压防喷器的汉字拼音字母。公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力以kg/cm2单位表示，如公称通经230cm；最大工作压210kg/cm2的液压防喷器，其型号为KPY23-210。4.液压防喷器型号及表示方法1985年以前17

1985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组成，公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力的单位则以MPa表示。例如公称通经230mm，最大工作压力21MPa的单闸板防喷器，型号为FZ23—21；公称通经346mm，最大工作压力35MPa的双闸板防喷器，型号为2FZ35—35；公称通经280mm，最大工作压力35MPa的环形防喷器，型号为FH28—351985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组18目前液压防喷器的表示方法

目前液压防喷器的表示方法

19

5.压力级别的选择

液压防喷器的压力等级标志着防喷器的耐压能力。井口上所装设的防喷器其压力等级应大于可能出现的预期井口最高压力，确保封井可靠，不致因耐压不够而导致井口失控。API规定：

对于生产井，预期井口最高压力是以井喷时井筒内仍保留有一半钻井液柱估算，即

5.压力级别的选择液压防喷器的压力等级标志着防喷器的耐20

对于探井，高压气井，预期井口最高压力是以井筒内无钻井液，井筒完全掏空的条件估算，

即

6.通经尺寸的选择

井口装置通径尺寸的选择，主要取决于所使用的套管尺寸，即必须略大于所使用的套管接箍的外径。对于探井，高压气井，预期井口最高压力是以井筒内无钻21７.组合配套型式选择井控装置组合配套型式选择原则：◆主要是根据钻井工艺、钻具结构以及设备的具体情况来决定◆设计压力等级◆井架底座高度制约（1）井控装置组合配套基本型式

防喷器组压力级别的选用应不小于相应井段最高地层压力。选用各次开钻液压防喷器的压力等级和组合形式，按图1-2、图1-3、图1-4、图1-5的组合形式进行选择。四通安装在防喷器组中间的连接形式，仅为特殊作业时使用。７.组合配套型式选择井控装置组合配套型式选择原则：22井控技术培训(上)课件23井控技术培训(上)课件24井控技术培训(上)课件25井控技术培训(上)课件26（2）井控装置组合配套特殊型式：特殊组合配套型式指不受井身结构的限制，在任何套管程序和各次开钻情况下，均采用相同的一种钻井井口装置(除508mm套管下入后允许采用不同通径钻井井口装置外).

适用条件:

井控装置组合配套特殊型式仅适用于参数井、预探井、沙漠井、滩海井、泡沫钻井及空气钻井等。使用要求:◆

井控管汇的额定工作压力应与最后一次开钻所配置的钻井井口装置工作压力值相同。◆

井控装置的系列压力系列要一致。◆

防喷器控制装置的控制对象应比实际所用的多1个

◆

含硫地区，还必须考虑防硫问题

（2）井控装置组合配套特殊型式：27

思考题

1.什么叫井控装置?有何作用?2.选用井控装置应包括那些内容?3.我国常用的井控装置压力级别如何?防喷器常用的通径有哪几种?4.钻井井控装置基本组合配套型式与特殊组合配套型式的区别何在?5.你们井队所配备的井控设备有哪些?思考题28第二章井口装置及控制系统第一节套管头与钻井四通一．套管头二．钻井四通·

第二节液压防喷器一．环形防喷器二．闸板防喷器第三节防喷器控制系统一．概述二．“气控液”型控制系统复习思考题第二章井口装置及控制系统第一节套管头与钻井四通29第一节套管头与钻井四通一.套管头

套管头是套管与井口装置之间的重要连接件.它的下端通过螺纹与表层套管相连，上端通过法兰或卡箍与井口装置相连。(一)套管头的作用

1.通过悬挂器支撑除表层之外的各层套管的重量；

2.承受井口装置的重量；

3.可在内外套管柱之间形成压力密封；

第一节套管头与钻井四通一.套管头304.为可能蓄积在两层套管柱之间的压力提供了一个出口，或在紧急情况下向井内泵入液体(压井钻井液、水或高效灭火剂等)5.可进行钻采工艺方面的特殊作业，如：

(1)若井未固好，可从侧孔补注水泥；

(2)

采取增产措施而搞酸化压裂时，可从侧孔打入压力液以平衡油管压力4.为可能蓄积在两层套管柱之间的压力提供了一个出口，或在紧急31(二)套管头的结构套管头主要由套管头本体、套管悬挂器总成等组成，见图2-1

(二)套管头的结构套管头主要由套管头本体、套管悬挂器总成等组32(三)套管头的型式

(2)

按套管悬挂器的结构型式分为：

◆

卡瓦式；

◆

螺纹式◆

单级套管头◆

双级套管头◆

三级套管头(1)

按悬挂的套管层数分为：1.型式(三)套管头的型式(2)按套管悬挂器的结构型式分为：◆33(3)

按本体间的连接方式分为：

◆

卡箍式；

◆

法兰式；

◆

独立螺纹式：悬挂套管柱上端和油管头本体下端用螺纹连接的套管头。(4)

按本体的结构型式分为：

◆

单体式：一个本体内装一个悬挂器；

◆

组合式：一个本体内装多个悬挂器。井控技术培训(上)课件342.套管头型号表示法2.套管头型号表示法35

(四)套管头的安装程序(以螺纹式悬挂器套管头的安装为例)

1.套管头下部本体的安装

(1)下表层套管前，计算好联顶节长度，以保证套管头下部本体和四通安装后，下部四通防喷管线紧靠井架底座下工字粱(或上)穿过；

(2)固井后，卸下连顶节，用双外螺纹短节与套管接箍连接后，接上托盘。套管头下部本体内螺纹与双外螺纹短节外螺纹按规定扭矩上紧，并让其侧法兰对准防喷管线的位置。套管头下部本体内装保护套，拧紧顶丝；(四)套管头的安装程序(以螺纹式悬挂器套管头的安装为例)36(3)

根据套管头上部本体高度，用双法兰短节或四通安装在套管头下部本体上(占据套管头上部本体位置)。在其以上全套井口装置通径应大于悬挂器最大外径(4)

将托盘上端面顶住套管头下部本体，下端填满沙石、水泥浆并与地面结合；(5)

按钻井设计要求试压，稳压30min，压降不超过0.5MPa；(6)

钻井过程中定期活动，检查保护套(3)根据套管头上部本体高度，用双法兰短节或四通安装在套管372.下第二层套管的安装

(1)

下第二层套管前，先退出顶丝，用专用工具取出保护套

(2)

计算好入井套管长度和联顶节长度，最上面一根为双外螺纹套管与悬挂器相连。悬挂器上端接联顶节，将悬挂器座入套管头下部本体内；

(3)

从套管头下部本体旁侧孔连接回收钻井液管线到备用三通上2.下第二层套管的安装38(4)

第二层套管固井后，拆下全套防喷器、四通和双法兰短节或四通；

(5)

将套管头上部本体装在套管头下部本体上。下放时注意对正该层套管悬挂器上部密封部位，以免损坏上密封；从对角方向拧紧、上平连接螺栓；套管头上部本体内装入保护套，拧紧顶丝；上装四通和防喷器。在其以上全套井口装置通径应大于所用悬挂器最大外径；

(6)

用手动试压泵从套管头试压孔泵入清水作密封试验，试验压力按其额定工作压力，稳压30min，压降不超过0.5MPa(4)第二层套管固井后，拆下全套防喷器、四通和双法兰短节393.下第三层或更多层套管的安装(1)

其安装方法同2（1）～2（4）(2)

将采气井口大四通安装在套管头上部本体上。注意下放时对正该层套管悬挂器上部密封部位(3)

此步聚同2（6）(4)

其上装采油树试压，然后换装转换四通和防喷器，按钻井设计要求试压3.下第三层或更多层套管的安装40(五)选用及安装要求1.套管头额定工作压力应与所选用的防喷装置组合工作压力一致；2.各连接部分的机械强度应符合相应标准；3.抗压强度应足以支撑各层套管及油管的重量(五)选用及安装要求41二.钻井四通(一)作用安装于防喷器组合之间的承压件，在组合间形成主侧通道，通过侧孔可安装节流管汇，可进行压井、节流循环，挤注水泥及释放井内压力。(二)型号表示方法二.钻井四通(一)作用42(三)结构特点

1.侧孔可以是法兰或卡箍式连接；

2.其额定工作压力与防喷器组合一致；

3.通径大于最内层套管的最大内径或等于防喷器组合的最大通径；

4.安装位置：可直接与套管头相连或装于两闸板防喷器之间；

5.防喷器与套管头本体上均有侧孔，通过它们同样可起到钻井四通的作用。但为避免高压钻井液或流体的冲刺而损坏，在非紧急情况下，不宜通过它们来完成钻井四通的任务

(三)结构特点43

第二节液压防喷器

防喷器是钻井井口装置的主要组成部分。它是保安全、快速、优质钻开高压油、气层的关键设备液压防喷器的特点：

◆动作迅速

环形防喷器的液动封井时间一般不大于30

秒闸板防喷器的液动封井时间为3—8

秒打开液动放喷阀的时间为

3

秒

第二节液压防喷器防喷器是钻井井44◆

操作方便，安全可靠

井口防喷器的开,关均采用液压操作(是液压防喷器)，气压或液压控制,闸板防喷器除可用气、液控制外，还备有手动锁紧装置,保证在密封情况下不会自动打开◆

现场维修方便闸板防喷器的闸板坏了，环形防喷器的胶芯坏了，在现场都可以进行更换。◆操作方便，安全可靠45液压防喷器型号及表示方法

1985年以前，我国的液压防喷器型号都是以KPY公称通经—最大工作压力表示，其中KPY为勘探液压防喷器的汉字拼音字母。公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力以kg/cm2单位表示，如公称通经230cm；最大工作压210kg/cm2的液压防喷器，其型号为KPY23-210。液压防喷器型号及表示方法1985年以前，我国的液压46

1985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组成，公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力的单位则以MPa表示。例如公称通经230mm，最大工作压力21MPa的单闸板防喷器，型号为FZ23—21；公称通经346mm，最大工作压力35MPa的双闸板防喷器，型号为2FZ35—35；公称通经280mm，最大工作压力35MPa的环形防喷器，型号为FH28—351985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组47目前液压防喷器的表示方法

目前液压防喷器的表示方法

48一.环形防喷器

1.环形防喷器的用途环形防喷器通常与闸板防喷器配套使用，也可单独使用。它能完成以下作业

1)当井内有钻具、油管或套管时，能用一种胶芯封闭各种不同尺寸的环形空间

2)

当井内无钻具时，能全封闭井口

3)

在进行钻井、取芯、测井等作业中发生井涌时，能封闭方钻杆、取芯工具、电缆及钢丝绳等与井筒所形成的环形空间

4)

在使用调压阀或缓冲蓄能器控制的情况下，能通过18°无细扣对焊钻杆接头，强行起下钻具

(一)概述一.环形防喷器1.环形防喷器的用途(一)概述49(根据胶芯形状

)锥型胶芯环形防喷器球型胶芯环形防喷器组合胶芯环形防喷器类型2.环形防喷器的类型(根据胶芯形状)锥型胶芯环形防喷器球型胶芯环形防喷器组合胶50环形防喷器的结构)壳体顶盖胶芯活塞3.环形防喷器的结构环形防喷器的结构)壳体顶盖胶芯活塞3.环形防喷器的结构51井控技术培训(上)课件52

关闭时，高压油从壳体中部油口进入活塞下部关闭腔，推动活塞上行，活塞推胶芯，由于顶盖的限制，胶芯不能上行，只能被挤向中心，贮备在胶芯支承筋之间的橡胶因支承筋互相靠拢而被挤向井口中心，直至抱紧钻具或全封闭井口，

开井口时，操作液压控制系统换向阀换向，使高压油从壳体上油口进入活塞上部的开启腔，推动活塞下行；关闭腔油泄压，作用在胶芯上的推挤力消除，胶芯在本身弹性力作用下逐渐复位，打开井口

4.工作原理关闭时，高压油从壳体中部油口进入活塞下部关闭腔，推动活53(二)锥型胶芯环形防喷器

锥型胶芯环形防喷器的结构

(二)锥型胶芯环形防喷器锥型胶芯环形防喷器的结构54井控技术培训(上)课件55关井开井工作原理工作原理关井开井工作原理工作原理561)

胶芯外侧面呈园锥形,锥面母线与胶芯轴线夹角为20°～25°胶芯由2～30块(成偶数)铸钢支承筋与橡胶硫化而成，支承筋沿园环呈径向辐射状配置，橡胶硫化在支承筋腹板的四周。胶芯外形像南瓜,故有“南瓜胶芯”之称

2)井压助封。封井时，活塞在液控压力推动下向上运动，推挤胶芯，胶芯向心收缩，支承筋相互靠拢，支承筋之间的橡胶被挤向井口，形成初步密封。作用在活塞下端面上的井内压力也推动活塞上行，使胶芯封闭得更紧密，从而提高了胶芯的密封性能

1.胶芯的结构特点1)胶芯外侧面呈园锥形,锥面母线与胶芯轴线夹角为20573)贮胶量大，胶芯筋板之间的橡胶均可挤向井口形成密封。其胶量比需要封闭的空间面积大得多。因此，它可以封闭不同形状、不同尺寸的钻具，也可以全封闭井口。由于贮胶量大，若胶芯损坏不严重，仍可密封

4)寿命可测。胶芯磨损后，需要靠增加活塞行程，多挤出贮备橡胶来填补。当活塞行程达最大值(即活塞走到上顶点)，或者胶芯支承筋的上、下两端分别靠紧时，说明胶芯的贮备橡胶已使用完，既使增大液控压力，胶芯也不能可靠密封。因此可以通过测量行程来测量胶芯的寿命。即在顶盖上与活塞上端对应的部位有一测孔，其内插一测杆用以指示活塞行程

3)贮胶量大，胶芯筋板之间的橡胶均可挤向井口形成密封。其胶量58

5)

胶芯工作以后逐步复原，能完全恢复到自环形防喷器胶芯由状态，不影响钻具通过。液控压力、井内压力越高，封井时间越长，则胶芯完全恢复到自由状态所需时间也越长6)

更换胶芯容易。井内无钻具时，只要打开顶盖即可更换。即使在井内有钻具的情况下，也可用切割法更换胶芯，但要求新胶芯的割口平整

5)胶芯工作以后逐步复原，能完全恢复到自环形防喷592.壳体结构特点

锥形胶芯类环形防喷器的壳体与顶盖均为合金钢铸造成型。并经热处理，制造较易，成本较低，其外径小于其它类型的环形防喷器，但高度较高

3.壳体与顶盖的连接

目前锥形胶芯类环形防喷器的壳体与顶盖连接有三种形式：大丝扣连接、法兰连接、爪块连接

2.壳体结构特点604.活塞、油路及密封结构特点1)活塞结构特点(1)活塞上部内腔为园锥形，母线与轴线的夹角20°～25°,与胶芯背锥相配，由于锥度较小，封闭所需的活塞轴向上推力也小，但相应的活塞行程要增加，从而增加了整个防喷器的高度。故比同规格的其它类型环形防喷器高20%左右(2)

活塞的上、下封闭支承部位间距大，扶正性能好，不易卡死、偏磨、拉缸或粘合，增加了密封寿命；(3)

结构简单、制造容易、拆装方便

4.活塞、油路及密封结构特点(2)活塞的上、下封闭支承部位612)油路结构特点2)油路结构特点623)密封结构特点(1)固定密封采用矩形密封圈、O型密封圈或带垫环的O型密封圈；(2)活动密封采用唇形密封圈或双唇形密封圈，具有压力自封作用

3)密封结构特点(1)固定密封采用矩形密封圈、O型密封圈或63结构(三)球型胶芯环形防喷器结构(三)球型胶芯环形防喷器64井控技术培训(上)课件65关井开井工作原理工作原理关井开井工作原理工作原理661.球型胶芯结构特点1)胶芯呈半球状,它是由10～14块沿半球面呈辐射状配置的弓形支承筋与橡胶硫化而成，支承筋用合金钢铸造。2)不易翻胶。在封井状态，井压使胶芯中部橡胶上翻，而支承筋的球面上顶板阻止橡胶上翻，这样，使橡胶处于封闭的受挤压状态。因此，可承受巨大的挤压力，而不致于撕裂3)

漏斗效应。1.球型胶芯结构特点1)胶芯呈半球状,它是由10～14块674)

橡胶贮备量大。球形胶芯的橡胶贮备量比其它胶芯大得多，在强行起下钻具被磨损以后，有较多的备用橡胶可陆续挤出补充。在起下钻过程中不用换胶芯。特别适宜海洋浮式钻井船上由于海浪冲击而引起钻具与胶芯频繁磨擦的场合使用5)

井压助封。作用在活塞内腔上部环形面积上的井内压力向上推活塞，促使胶芯封闭更加紧密，增加密封可靠性4)橡胶贮备量大。球形胶芯的橡胶贮备量比其它胶芯大得多，在686)摩擦力小，开关所需油量较大。活塞的上推力部分由支承筋承受，而支承筋与顶盖之间是金属与金属接触，摩擦阻力小。但是，由于球形胶芯含胶量多，变形大，故需较大的活塞上推力。在不提高液控力的前提下，只得增加活塞直径。故这类防喷器外径较大，关闭一次所需液压油较多。与同规格的其它防喷器比较，所需油量为锥形胶芯的两倍，组合胶芯的三倍

7)

与锥形胶芯一样，当井内有钻具时，可用切割胶芯的办法进行更换

8)

球形胶芯比锥形胶芯制造困难，成本高

6)摩擦力小，开关所需油量较大。活塞的上推力部分由支承筋承受692.活塞及密封的结构特点(1)活塞的径向断面呈“Z”字形。行程短、高度低、径向尺寸大。故球形胶芯环形防喷器较其它类型防喷器高度低，横向尺寸大，开关一次所需液压油多；

(2)

活塞高度低，扶正性能差。特别是封闭时，活塞处于上部位置，上、下两支承筋扶正处距离更小，容易造成卡死、拉缸及偏磨1)活塞的结构特点2.活塞及密封的结构特点(1)活塞的径向断面呈“Z”字形。702）密封结构特点(1)

活塞外径密封部位（在活塞外径上），封隔油缸开、关两腔；(2)

活塞内径密封部位（在壳体上），封隔井压与关闭腔；(3)

支承圈密封部位（在支承圈内径上），封隔井压与开启腔,

这些密封圈由U形圈夹O型胶条和双唇形密封圈组成

2）密封结构特点(1)活塞外径密封部位（在活塞外径上），封71(四)环形防喷器的比较锥型胶芯球型胶芯球型胶芯结构复杂程度简单简单复杂胶芯封零效果

好

好

处用时效果差试几次后效果好

胶芯寿命寿命短寿命长

寿命长现场更换胶芯的方法无钻具时直接更换

井内无钻具时直接更换有钻具时用切割法外形特征径向尺寸偏小高度稍高径向尺寸偏大高度稍低径向与高度尺寸均偏小(四)环形防喷器的比较锥型胶芯球型胶芯球型胶芯结构复杂程度72型号公称通径

mm最大工作压力

MPa关井时耗

s液控油压

MPaFH23-35FH28-35FH35-21230(9")280(11")346(135/8")353521<30<30<30≤10.5≤10.5≤10.5(1)现场常用锥型胶芯环形防喷器的技术规范(五)现场常用环型防喷器的技术规范型号公称通径最大工作压力关井时耗液控油压FH23-3523073型号公称通径

mm最大工作压力

MPa关井时耗

s液控油压

MPaFH28-35FH35-35280(11")346(135/8")3535＜30＜30≤10.5≤10.5(2)现场常用球型胶芯环形防喷器的技术规范型号公称通径最大工作压力关井时耗液控油压FH28-3528074型号关闭一次所需的油量(L)

打开一次所需油量(L)FH23-35FH35-3542943369(3)球型胶芯环形防喷器技术规范型号关闭一次所打开一次所FH23-3542375(1)在井内有钻具时发生井喷，可先用环形防喷器控制井口，但尽量不用作长时间封闭，一则胶芯易过早损坏，二则无锁紧装置。非特殊情况，不用它封闭空井(仅球形类胶芯可封空井)

(2)用环形防喷器进行不压井起下钻作业，必须使用带18°斜坡的钻具，过接头时起、下钻速度要慢，所有钻具上的橡胶接箍应全部卸掉；(3)环形防喷器处于关闭状态时，允许上下活动钻具，不许旋转和悬挂钻具

(六)环形防喷器的正确使用与管理

(1)在井内有钻具时发生井喷，可先用环形防喷器控制井口，但76(4)严禁用打开环形防喷器的办法来泄井内压力，以防刺坏胶芯。但允许钻井液有少量的渗漏，而起到延长胶芯使用寿命的目的；(5)每次开井后必须检查是否全开，以防挂坏胶芯；(6)进入目的层时，要求环形防喷器做到开关灵活、密封良好。每起下钻具一次，要试开关环形防喷器一次，检查封闭效果，发现胶芯失效，立即更换；(7)固井、堵漏等作业后，要将内腔冲洗干净，保持开关灵活

(4)严禁用打开环形防喷器的办法来泄井内压力，以防刺坏胶芯77(8)橡胶件的存放

◆先使用存放时间较长的橡胶件。

◆存放地方尽可能凉爽。橡胶件不能存放在加热器，蒸汽管道，辐射器，或其他高温设备附近。

◆橡胶件应远离电动机，开关，或其他高压电源设备。高压电源设备产生臭氧对橡胶件有影响。

◆橡胶件应尽量在自由状态存放。

◆保持存放地方干燥。（无水，油）

◆如果橡胶件必须长时间存放，则可考虑放在密封环境中(8)橡胶件的存放78一、填充空白1.环形防喷器的液控油压一般不超过________。2.在现场对环形防喷器进行试压或活动检查时不做________试验。3.在现场对环形防喷器进行试压或活动检查时只做________试验。4.环形防喷器封闭井中钻杆时,为防止卡钻可以_____________,但不许___________钻具。二、判断是非1.环形防喷器的上油腔输进高压油，下油腔通油箱，胶芯立即动作关井。2.环形防喷器在封闭井内国产114.3mm（41/2”）钻杆情况下，根据需要可强行下钻作业。3.由于井压助封的作用，环形防喷器在关井后可以将液控油压泄掉。复习思考题一、填充空白复习思考题794.环形防喷器在封井状态下允许钻具转动，但转速应尽可能缓慢。5.环形防喷器在封井状态下可以微开胶芯以泄降套压。6.锥形胶芯环形防喷器的胶芯底部受有井压作用，这就是所谓井压助封三、回答问题1.环形防喷器由哪些主要部件组成?2.环形防喷器的工作原理是什么?3.环形防喷器有何作用?4.各类环形防喷器的外形尺寸有何特点?5.环形防喷器按胶芯分为哪几类?其壳体与顶盖连接方式有几种?6.使用环形防喷器主要应注意什么?4.环形防喷器在封井状态下允许钻具转动，但转速应尽可能缓慢80演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！81

井控技术培训

（上）井控技术培训

（上）82井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控设备是指实施油气井压力控制技的一整套专用设备、仪表和工具井控设备井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控技术井控83讲授内容第七章井控装置的安装与维护及常见故障与排除第一章概述第二章井口装置及控制系统第三章井控管汇第八章井控装置相关标准第五章除气设备第四章内防喷工具第六章专用设备及工具讲授内容第七章井控装置的安装与维护及常见故障与排除第一章84第一章概述第一节钻井工艺对井控装置的要求第二节井控装置

一．井控装置的组成二．井控装置的作用第三节井控装置的选择一.防喷器的最大工作压力二.防喷器公称通经

三．压力级别的选择

四．通径尺寸的选择五．组合配套型式选择·

复习思考题第一章概述第一节钻井工艺对井控装置的要求85

在油气勘探开发过程中，如何通过井内液柱压力来平衡地层压力钻井，以及这种平衡被破坏时，如何及时发现、正确控制和处理，尽快重建压力平衡的技术(简称平衡钻井及井控技术),不仅关系着地下油气资源的发现、保护和开发，而且还直接关系着钻井速度的提高，井喷事故的防止和油气污染的消除，是一项有着重大经济效益和社会效益的关键技术。为实施这一关键技术除要有扎实的井控工艺外，还必须抓实现平衡钻井的基础——井控装置的完善和配套、标准化安装等。在油气勘探开发过程中，如何通过井内液柱压力来平衡地层压86

四川裂缝性碳酸盐岩高压油气藏，地层岩相变化大、裂缝、孔洞发育不均质，含气构造纵向产层多，压力梯度大小悬殊，横向地层各种压力规律性差，难以绘制准确的压力剖面，简单的井身结构和单一密度的钻井液很难适合这种多压力系统地层。四川油气产层埋藏深，因而裸眼井段长、钻井周期长、钻遇复杂地层多、地温梯度高，加上含硫天然气特有的理化性质，给井控工艺技术和井控装备提出了苛刻要求，加之井队离后勤远，交通不便，通讯困难，给井控工作增加了难度。因此，四川钻井工艺对井控装置的要求是：

第一节四川钻井工艺对井控装置的要求四川裂缝性碳酸盐岩高压油气藏，地层岩相变化大、裂缝、孔洞87●

能够有效地控制井口和钻具的内孔；●

能够强行起下钻具(对环形防喷器)；●

能够实施节流压井；●

具有一定的防腐能力，以适应含H２S气体的地区使用●

操作方便、控制迅速；●

安全可靠，耐压能力高，能长时间起作用●

维修简单、拆换方便；●

结构紧凑、适应性强。●能够有效地控制井口和钻具的内孔；88第二节井控装置井控设备是指实施油气井压力控制技术的一整套专用设备、仪表和工具。井控装置总汇见图1第二节井控装置井控设备是指实施油气井压力控制89井控设备总汇图1井控设备总汇图1901.井控装置的组成◆

井口装置及控制系统：液压防喷器及控制系统、四通、套管头、法兰短节等；◆

井控管汇：节流管汇、压井管汇、防喷管汇和放喷管线等；◆

内防喷工具：方钻杆上、下旋塞、钻具止回等；◆

井控仪器仪表：综合录井仪、液面监测仪等；◆

钻井液净化、灌注装置：钻井液净化系统、除气装置、增加密度及自动灌注装置等；◆

专用设备及工具：旋转头、自封头、不压井起下装置、清理障碍物专用工具及灭火设备等。1.井控装置的组成◆井口装置及控制系统：液压防喷器及控制系912.井控装置的作用◆

正常钻进及起下钻和其它停钻过程中，可对溢流及井喷进行及时准确的监测和预报；◆

发生溢流、井涌和井喷时，能快速有效的控制井口，节制井筒内流体(钻井液、油、气、水)的释放；必要时及时泵入性能合适的高密度钻井液，以恢复和重建井底压力平衡；◆

发生井喷、井喷失控乃至着火时，具备有效地处理事故的基本条件；◆

能在不压井和关井情况下，下管柱以及固井，堵漏等特殊作用中防止井喷。2.井控装置的作用◆正常钻进及起下钻和其它停钻过程中，可对92

第三节井控装置的选择1.井控装置的原则◆

地层压力、流体类型◆

人员技术状况◆

现有设备状况、钻台底座高度◆

工艺措施的要求、防护程度(环境污染、人员、设备的安全等)◆

原则上应以最少量的设备，能有效地实施油气井压力控制技术第三节井控装置的选择1.井控装置的原则932.防喷器的最大工作压力

定义：

液压防喷器的最大工作压力是指防喷器安装在井口投入工作时所能承受的最大井口压力。最大工作压力是防喷器的强度指标按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5053.1-2000«防喷器及控制系统防喷器»规定，我国液压防喷器的最大工作压力共分为5级，即：14MPa、21MPa、35MPa、70MPa和105MPa。2.防喷器的最大工作压力定义：943.防喷器的公称通径

定义：

液压防喷器的公称通径是防喷器的上下垂直通孔直径。公称通径是防喷器的尺寸指标，见图2SY/T5053.1-2000«防喷器及控制系统防喷器»中规定我国液压防喷器的公称通径共分为9种，即：180mm、230mm、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、540mm、680mm。3.防喷器的公称通径定义：95防喷器通孔直径公称通经图2防喷器通孔直径公称通经图296最大工作压力与公称通径两个参数相互匹配所构成的液压防喷器，在SY/T5053.1-2000<<防喷器及控制系统防喷器>>中确定了27个品种的规格系列，见表1-1最大工作压力与公称通径两个参数相互匹配所构成的液压防喷器，在97

4.液压防喷器型号及表示方法

1985年以前，我国的液压防喷器型号都是以KPY公称通经—最大工作压力表示，其中KPY为勘探液压防喷器的汉字拼音字母。公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力以kg/cm2单位表示，如公称通经230cm；最大工作压210kg/cm2的液压防喷器，其型号为KPY23-210。4.液压防喷器型号及表示方法1985年以前98

1985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组成，公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力的单位则以MPa表示。例如公称通经230mm，最大工作压力21MPa的单闸板防喷器，型号为FZ23—21；公称通经346mm，最大工作压力35MPa的双闸板防喷器，型号为2FZ35—35；公称通经280mm，最大工作压力35MPa的环形防喷器，型号为FH28—351985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组99目前液压防喷器的表示方法

目前液压防喷器的表示方法

100

5.压力级别的选择

液压防喷器的压力等级标志着防喷器的耐压能力。井口上所装设的防喷器其压力等级应大于可能出现的预期井口最高压力，确保封井可靠，不致因耐压不够而导致井口失控。API规定：

对于生产井，预期井口最高压力是以井喷时井筒内仍保留有一半钻井液柱估算，即

5.压力级别的选择液压防喷器的压力等级标志着防喷器的耐101

对于探井，高压气井，预期井口最高压力是以井筒内无钻井液，井筒完全掏空的条件估算，

即

6.通经尺寸的选择

井口装置通径尺寸的选择，主要取决于所使用的套管尺寸，即必须略大于所使用的套管接箍的外径。对于探井，高压气井，预期井口最高压力是以井筒内无钻102７.组合配套型式选择井控装置组合配套型式选择原则：◆主要是根据钻井工艺、钻具结构以及设备的具体情况来决定◆设计压力等级◆井架底座高度制约（1）井控装置组合配套基本型式

防喷器组压力级别的选用应不小于相应井段最高地层压力。选用各次开钻液压防喷器的压力等级和组合形式，按图1-2、图1-3、图1-4、图1-5的组合形式进行选择。四通安装在防喷器组中间的连接形式，仅为特殊作业时使用。７.组合配套型式选择井控装置组合配套型式选择原则：103井控技术培训(上)课件104井控技术培训(上)课件105井控技术培训(上)课件106井控技术培训(上)课件107（2）井控装置组合配套特殊型式：特殊组合配套型式指不受井身结构的限制，在任何套管程序和各次开钻情况下，均采用相同的一种钻井井口装置(除508mm套管下入后允许采用不同通径钻井井口装置外).

适用条件:

井控装置组合配套特殊型式仅适用于参数井、预探井、沙漠井、滩海井、泡沫钻井及空气钻井等。使用要求:◆

井控管汇的额定工作压力应与最后一次开钻所配置的钻井井口装置工作压力值相同。◆

井控装置的系列压力系列要一致。◆

防喷器控制装置的控制对象应比实际所用的多1个

◆

含硫地区，还必须考虑防硫问题

（2）井控装置组合配套特殊型式：108

思考题

1.什么叫井控装置?有何作用?2.选用井控装置应包括那些内容?3.我国常用的井控装置压力级别如何?防喷器常用的通径有哪几种?4.钻井井控装置基本组合配套型式与特殊组合配套型式的区别何在?5.你们井队所配备的井控设备有哪些?思考题109第二章井口装置及控制系统第一节套管头与钻井四通一．套管头二．钻井四通·

第二节液压防喷器一．环形防喷器二．闸板防喷器第三节防喷器控制系统一．概述二．“气控液”型控制系统复习思考题第二章井口装置及控制系统第一节套管头与钻井四通110第一节套管头与钻井四通一.套管头

套管头是套管与井口装置之间的重要连接件.它的下端通过螺纹与表层套管相连，上端通过法兰或卡箍与井口装置相连。(一)套管头的作用

1.通过悬挂器支撑除表层之外的各层套管的重量；

2.承受井口装置的重量；

3.可在内外套管柱之间形成压力密封；

第一节套管头与钻井四通一.套管头1114.为可能蓄积在两层套管柱之间的压力提供了一个出口，或在紧急情况下向井内泵入液体(压井钻井液、水或高效灭火剂等)5.可进行钻采工艺方面的特殊作业，如：

(1)若井未固好，可从侧孔补注水泥；

(2)

采取增产措施而搞酸化压裂时，可从侧孔打入压力液以平衡油管压力4.为可能蓄积在两层套管柱之间的压力提供了一个出口，或在紧急112(二)套管头的结构套管头主要由套管头本体、套管悬挂器总成等组成，见图2-1

(二)套管头的结构套管头主要由套管头本体、套管悬挂器总成等组113(三)套管头的型式

(2)

按套管悬挂器的结构型式分为：

◆

卡瓦式；

◆

螺纹式◆

单级套管头◆

双级套管头◆

三级套管头(1)

按悬挂的套管层数分为：1.型式(三)套管头的型式(2)按套管悬挂器的结构型式分为：◆114(3)

按本体间的连接方式分为：

◆

卡箍式；

◆

法兰式；

◆

独立螺纹式：悬挂套管柱上端和油管头本体下端用螺纹连接的套管头。(4)

按本体的结构型式分为：

◆

单体式：一个本体内装一个悬挂器；

◆

组合式：一个本体内装多个悬挂器。井控技术培训(上)课件1152.套管头型号表示法2.套管头型号表示法116

(四)套管头的安装程序(以螺纹式悬挂器套管头的安装为例)

1.套管头下部本体的安装

(1)下表层套管前，计算好联顶节长度，以保证套管头下部本体和四通安装后，下部四通防喷管线紧靠井架底座下工字粱(或上)穿过；

(2)固井后，卸下连顶节，用双外螺纹短节与套管接箍连接后，接上托盘。套管头下部本体内螺纹与双外螺纹短节外螺纹按规定扭矩上紧，并让其侧法兰对准防喷管线的位置。套管头下部本体内装保护套，拧紧顶丝；(四)套管头的安装程序(以螺纹式悬挂器套管头的安装为例)117(3)

根据套管头上部本体高度，用双法兰短节或四通安装在套管头下部本体上(占据套管头上部本体位置)。在其以上全套井口装置通径应大于悬挂器最大外径(4)

将托盘上端面顶住套管头下部本体，下端填满沙石、水泥浆并与地面结合；(5)

按钻井设计要求试压，稳压30min，压降不超过0.5MPa；(6)

钻井过程中定期活动，检查保护套(3)根据套管头上部本体高度，用双法兰短节或四通安装在套管1182.下第二层套管的安装

(1)

下第二层套管前，先退出顶丝，用专用工具取出保护套

(2)

计算好入井套管长度和联顶节长度，最上面一根为双外螺纹套管与悬挂器相连。悬挂器上端接联顶节，将悬挂器座入套管头下部本体内；

(3)

从套管头下部本体旁侧孔连接回收钻井液管线到备用三通上2.下第二层套管的安装119(4)

第二层套管固井后，拆下全套防喷器、四通和双法兰短节或四通；

(5)

将套管头上部本体装在套管头下部本体上。下放时注意对正该层套管悬挂器上部密封部位，以免损坏上密封；从对角方向拧紧、上平连接螺栓；套管头上部本体内装入保护套，拧紧顶丝；上装四通和防喷器。在其以上全套井口装置通径应大于所用悬挂器最大外径；

(6)

用手动试压泵从套管头试压孔泵入清水作密封试验，试验压力按其额定工作压力，稳压30min，压降不超过0.5MPa(4)第二层套管固井后，拆下全套防喷器、四通和双法兰短节1203.下第三层或更多层套管的安装(1)

其安装方法同2（1）～2（4）(2)

将采气井口大四通安装在套管头上部本体上。注意下放时对正该层套管悬挂器上部密封部位(3)

此步聚同2（6）(4)

其上装采油树试压，然后换装转换四通和防喷器，按钻井设计要求试压3.下第三层或更多层套管的安装121(五)选用及安装要求1.套管头额定工作压力应与所选用的防喷装置组合工作压力一致；2.各连接部分的机械强度应符合相应标准；3.抗压强度应足以支撑各层套管及油管的重量(五)选用及安装要求122二.钻井四通(一)作用安装于防喷器组合之间的承压件，在组合间形成主侧通道，通过侧孔可安装节流管汇，可进行压井、节流循环，挤注水泥及释放井内压力。(二)型号表示方法二.钻井四通(一)作用123(三)结构特点

1.侧孔可以是法兰或卡箍式连接；

2.其额定工作压力与防喷器组合一致；

3.通径大于最内层套管的最大内径或等于防喷器组合的最大通径；

4.安装位置：可直接与套管头相连或装于两闸板防喷器之间；

5.防喷器与套管头本体上均有侧孔，通过它们同样可起到钻井四通的作用。但为避免高压钻井液或流体的冲刺而损坏，在非紧急情况下，不宜通过它们来完成钻井四通的任务

(三)结构特点124

第二节液压防喷器

防喷器是钻井井口装置的主要组成部分。它是保安全、快速、优质钻开高压油、气层的关键设备液压防喷器的特点：

◆动作迅速

环形防喷器的液动封井时间一般不大于30

秒闸板防喷器的液动封井时间为3—8

秒打开液动放喷阀的时间为

3

秒

第二节液压防喷器防喷器是钻井井125◆

操作方便，安全可靠

井口防喷器的开,关均采用液压操作(是液压防喷器)，气压或液压控制,闸板防喷器除可用气、液控制外，还备有手动锁紧装置,保证在密封情况下不会自动打开◆

现场维修方便闸板防喷器的闸板坏了，环形防喷器的胶芯坏了，在现场都可以进行更换。◆操作方便，安全可靠126液压防喷器型号及表示方法

1985年以前，我国的液压防喷器型号都是以KPY公称通经—最大工作压力表示，其中KPY为勘探液压防喷器的汉字拼音字母。公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力以kg/cm2单位表示，如公称通经230cm；最大工作压210kg/cm2的液压防喷器，其型号为KPY23-210。液压防喷器型号及表示方法1985年以前，我国的液压127

1985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组成，公称通经以cm单位表示并取其圆整值，最大工作压力的单位则以MPa表示。例如公称通经230mm，最大工作压力21MPa的单闸板防喷器，型号为FZ23—21；公称通经346mm，最大工作压力35MPa的双闸板防喷器，型号为2FZ35—35；公称通经280mm，最大工作压力35MPa的环形防喷器，型号为FH28—351985年始液压防喷器型号的字头仍为汉语拼音字母组128目前液压防喷器的表示方法

目前液压防喷器的表示方法

129一.环形防喷器

1.环形防喷器的用途环形防喷器通常与闸板防喷器配套使用，也可单独使用。它能完成以下作业

1)当井内有钻具、油管或套管时，能用一种胶芯封闭各种不同尺寸的环形空间

2)

当井内无钻具时，能全封闭井口

3)

在进行钻井、取芯、测井等作业中发生井涌时，能封闭方钻杆、取芯工具、电缆及钢丝绳等与井筒所形成的环形空间

4)

在使用调压阀或缓冲蓄能器控制的情况下，能通过18°无细扣对焊钻杆接头，强行起下钻具

(一)概述一.环形防喷器1.环形防喷器的用途(一)概述130(根据胶芯形状

)锥型胶芯环形防喷器球型胶芯环形防喷器组合胶芯环形防喷器类型2.环形防喷器的类型(根据胶芯形状)锥型胶芯环形防喷器球型胶芯环形防喷器组合胶131环形防喷器的结构)壳体顶盖胶芯活塞3.环形防喷器的结构环形防喷器的结构)壳体顶盖胶芯活塞3.环形防喷器的结构132井控技术培训(上)课件133

关闭时，高压油从壳体中部油口进入活塞下部关闭腔，推动活塞上行，活塞推胶芯，由于顶盖的限制，胶芯不能上行，只能被挤向中心，贮备在胶芯支承筋之间的橡胶因支承筋互相靠拢而被挤向井口中心，直至抱紧钻具或全封闭井口，

开井口时，操作液压控制系统换向阀换向，使高压油从壳体上油口进入活塞上部的开启腔，推动活塞下行；关闭腔油泄压，作用在胶芯上的推挤力消除，胶芯在本身弹性力作用下逐渐复位，打开井口

4.工作原理关闭时，高压油从壳体中部油口进入活塞下部关闭腔，推动活134(二)锥型胶芯环形防喷器

锥型胶芯环形防喷器的结构

(二)锥型胶芯环形防喷器锥型胶芯环形防喷器的结构135井控技术培训(上)课件136关井开井工作原理工作原理关井开井工作原理工作原理1371)

胶芯外侧面呈园锥形,锥面母线与胶芯轴线夹角为20°～25°胶芯由2～30块(成偶数)铸钢支承筋与橡胶硫化而成，支承筋沿园环呈径向辐射状配置，橡胶硫化在支承筋腹板的四周。胶芯外形像南瓜,故有“南瓜胶芯”之称

2)井压助封。封井时，活塞在液控压力推动下向上运动，推挤胶芯，胶芯向心收缩，支承筋相互靠拢，支承筋之间的橡胶被挤向井口，形成初步密封。作用在活塞下端面上的井内压力也推动活塞上行，使胶芯封闭得更紧密，从而提高了胶芯的密封性能

1.胶芯的结构特点1)胶芯外侧面呈园锥形,锥面母线与胶芯轴线夹角为201383)贮胶量大，胶芯筋板之间的橡胶均可挤向井口形成密封。其胶量比需要封闭的空间面积大得多。因此，它可以封闭不同形状、不同尺寸的钻具，也可以全封闭井口。由于贮胶量大，若胶芯损坏不严重，仍可密封

4)寿命可测。胶芯磨损后，需要靠增加活塞行程，多挤出贮备橡胶来填补。当活塞行程达最大值(即活塞走到上顶点)，或者胶芯支承筋的上、下两端分别靠紧时，说明胶芯的贮备橡胶已使用完，既使增大液控压力，胶芯也不能可靠密封。因此可以通过测量行程来测量胶芯的寿命。即在顶盖上与活塞上端对应的部位有一测孔，其内插一测杆用以指示活塞行程

3)贮胶量大，胶芯筋板之间的橡胶均可挤向井口形成密封。其胶量139

5)

胶芯工作以后逐步复原，能完全恢复到自环形防喷器胶芯由状态，不影响钻具通过。液控压力、井内压力越高，封井时间越长，则胶芯完全恢复到自由状态所需时间也越长6)

更换胶芯容易。井内无钻具时，只要打开顶盖即可更换。即使在井内有钻具的情况下，也可用切割法更换胶芯，但要求新胶芯的割口平整

5)胶芯工作以后逐步复原，能完全恢复到自环形防喷1402.壳体结构特点

锥形胶芯类环形防喷器的壳体与顶盖均为合金钢铸造成型。并经热处理，制造较易，成本较低，其外径小于其它类型的环形防喷器，但高度较高

3.壳体与顶盖的连接

目前锥形胶芯类环形防喷器的壳体与顶盖连接有三种形式：大丝扣连接、法兰连接、爪块连接

2.壳体结构特点1414.活塞、油路及密封结构特点1)活塞结构特点(1)活塞上部内腔为园锥形，母线与轴线的夹角20°～25°,与胶芯背锥相配，由于锥度较小，封闭所需的活塞轴向上推力也小，但相应的活塞行程要增加，从而增加了整个防喷器的高度。故比同规格的其它类型环形防喷器高20%左右(2)

活塞的上、下封闭支承部位间距大，扶正性能好，不易卡死、偏磨、拉缸或粘合，增加了密封寿命；(3)

结构简单、制造容易、拆装方便

4.活塞、油路及密封结构特点(2)活塞的上、下封闭支承部位1422)油路结构特点2)油路结构特点1433)密封结构特点(1)固定密封采用矩形密封圈、O型密封圈或带垫环的O型密封圈；(2)活动密封采用唇形密封圈或双唇形密封圈，具有压力自封作用

3)密封结构特点(1)固定密封采用矩形密封圈、O型密封圈或144结构(三)球型胶芯环形防喷器结构(三)球型胶芯环形防喷器145井控技术培训(上)课件146关井开井工作原理工作原理关井开井工作原理工作原理1471.球型胶芯结构特点1)胶芯呈半球状,它是由10～14块沿半球面呈辐射状配置的弓形支承筋与橡胶硫化而成，支承筋用合金钢铸造。2)不易翻胶。在封井状态，井压使胶芯中部橡胶上翻，而支承筋的球面上顶板阻止橡胶上翻，这样，使橡胶处于封闭的受挤压状态。因此，可承受巨大的挤压力，而不致于撕裂3)

漏斗效应。1.球型胶芯结构特点1)胶芯呈半球状,它是由10～14块1484)

橡胶贮备量大。球形胶芯的橡胶贮备量比其它胶芯大得多，在强行起下钻具被磨损以后，有较多的备用橡胶可陆续挤出补充。在起下钻过程中不用换胶芯。特别适宜海洋浮式钻井船上由于海浪冲击而引起钻具与胶芯频繁磨擦的场合使用5)

井压助封。作用在活塞内腔上部环形面积上的井内压力向上推活塞，促使胶芯封闭更加紧密，增加密封可靠性4)橡胶贮备量大。球形胶芯的橡胶贮备量比其它胶芯大得多，在1496)摩擦力小，开关所需油量较大。活塞的上推力部分由支承筋承受，而支承筋与顶盖之间是金属与金属接触，摩擦阻力小。但是，由于球形胶芯含胶量多，变形大，故需较大的活塞上推力。在不提