井控模拟训练手册

1、 重庆科技学院 井控技术模拟训练手册 沈亚明编 重庆科技学院石油工程实验中心 2014 年2月目 录1、训练一、正常钻进接钻杆训练-21、训练二、正常钻进与关井训练-4 2、训练三、起钻铤与关井训练-63、训练四、司钻法压井训练-8训练一、正常钻井接钻杆操作训练一、训练目的：1、掌握正常钻井司钻操作方法。2、熟悉钻压、转速、排量调节操作方法。3、了解钻压、转速、排量与钻速的关系。二、训练设备：DS-2、DS-7钻井模拟器各一套 三、操作要点：1、在主控计算机和图形计算机上选择正常钻井程序，打开环形闸板，上半封闸板，全封闸板，下半封闸板；关闭放喷阀。2、在泥浆管汇上，把闸门调节为单泵立管正循环状

2、态。3、下钻，开泵。在司钻台按1开始按钮，启动绞车步骤：首先将右侧“驻车制动”向下拉到刹车位置，然后选择交流电机。注意：将电机启动后，需要将“驻车制动”恢复到中间位置才可使钻具活动。松刹把，下钻至钻头距井底2-3米2997处，刹刹把。开泵，启动泥浆泵步骤：首先将MP1 REF旋钮调整至最小，然后将MP1开关打至“ON”状态。最后调节MP1 REF旋钮可调整泵冲，调排量30L/s。指重表调零。调整泥浆密度。4、开转盘，下钻井底，加钻压。首先将RT REF 旋钮调整至最小，然后将RT开关打至“FWD”状态。最后调节RT REF旋钮可调整转速80r/min。松刹把，下钻至钻头距井底3000米，刹刹把

3、加钻压，看指重表，慢慢向前推刹把加钻压12T，钻压不能超过20 T。5、正常钻进，控制钻压。保持钻压12T稳定和转速80r/min，使钻速最快，钻到3005大钩米距转盘二米，刹刹把。停转盘。6、停钻，上提，卸方钻杆扣。（机械钻机按8号按钮)转喇叭旋钮发信号通知内外钳工接钻杆，转RT旋钮OFF停转盘，转MP1 REF旋钮OFF停泵，（机械钻机摘转盘和泵离合器。合绞车离合器，松刹把，踩油门，) 向后拉刹把提出方钻杆接头，接头提出转盘面0.50.7米，按6号按钮内外钳工推卡吊卡，向前推刹把，松刹把下放方钻杆接头放到吊卡上。将左猫头旋至“退扣” 钮状态（机械钻机按外钳）可卸扣。7、接单根，上紧扣。按3

4、号按钮内外钳工推把方钻杆移向大鼠洞，向前推刹把，松刹把下方钻杆与小鼠洞单根对扣。将左猫头旋至“进扣” 钮状态（机械钻机按内钳）可上紧扣。合绞车离合器，上提方钻杆。松刹把下方钻杆与单根对扣。将右猫头旋至“进扣” 钮状态合内钳上紧扣。边松刹把边上扣。向后拉刹把上提钻柱0.20.3m，按6号按钮去吊卡，开泵及调整排量。8、下放，开泵，开转盘，继续钻进。开泵，下放钻柱（下放2米后，突然到最后一根单根）。离井底23米后，开转盘，增加钻压钻进。9、完钻。将钻柱上提到一定高度后，按1号按钮结束程序。三、训练要求：1、下钻井底前要先开泵防止干钻，控制下钻速度防止墩钻。新钻头要先加轻钻压、低转速。2、钻进要随时

5、看指重表控制好钻压，钻压大小要与钻头吻合。3、接单根注意先关泵再卸方钻杆，对扣要注意控制刹把。四、训练报告要求：1、写出司钻和内外钳工正常钻井接钻杆工艺流程及操作要点。2、钻压控制方法，钻压、排量、转速大小与钻井速度的关系，钻井中钻压大小的设计依据是什么？3、钻井液性能与钻井速度的关系？训练二、正常钻进与关井训练一、训练目的：1、掌握正常钻井的操作方法。2、掌握正常钻井关井操作要点和工艺流程。3、掌握正常钻井关井后立压、套压，泥浆池液面增量录取方法。二、训练设备：DS-2、DS-7钻井模拟器各一套 三、操作要点：1、在主控计算机和图形计算机上选择正常钻井关井程序，调节适当的运行速度。，打开环形

6、闸板，上半封闸板，全封闸板，下半封闸板；关闭放喷阀。2、在泥浆高压管汇上，把闸门调节为单泵正循环状态。3、下钻，开泵。在司钻台按1开始按钮，启动绞车步骤：首先将右侧“驻车制动”向下拉到刹车位置，然后选择交流电机。注意：将电机启动后，需要将“驻车制动”恢复到中间位置才可使钻具活动。松刹把，下钻至钻头距井底2-3米2997处，刹刹把。开泵，启动泥浆泵步骤：首先将MP1 REF旋钮调整至最小，然后将MP1开关打至“ON”状态。最后调节MP1 REF旋钮可调整泵冲，调排量30L/s。指重表调零。调整泥浆密度。4、开转盘，下钻井底，加钻压。首先将RT REF 旋钮调整至最小，然后将RT开关打至“FWD”

7、状态。最后调节RT REF旋钮可调整转速80r/min。松刹把，下钻至钻头距井底3000米，刹刹把加钻压，看指重表，慢慢向前推刹把加钻压12T，钻压不能超过20 T。5、正常钻进，控制钻压。保持钻压12T稳定和转速80r/min，使钻速最快，钻进至3002米后进入高压地层，仪表显示钻进泥浆池液面上升，泥浆出口流速加快。6、关井操作。发信号。溢流1m3报警，转喇叭旋钮，长鸣15秒以上。停止作业，刹刹把。停转盘，上提方钻杆。转RT旋钮OFF停转盘，转MP1旋钮OFF停泵，（机械钻机摘转盘和泵离合器。合绞车离合器，松刹把，踩油门，) 向后拉刹把提出方钻杆接头，接头提出转盘面0.50.7米，按6号按钮

8、放吊卡，向前推刹把，松刹把下放方钻杆接头放到吊卡上0.10.3米。发关井信号。司钻转喇叭旋钮发信号2秒钟二声短笛关井信号。在防喷器控制台， 开液动放喷阀，关防喷器。司钻在防喷器控制台，左手先按住气源总阀，右手打开液动平板放喷阀，关环形防喷器，再关半封闸板防喷器。场地工、泥浆工在钻台下两侧操作手动锁紧杆，顺时针方向旋转锁紧半封闸板防喷器。保护环形防喷器胶芯，打开环形防喷器。关环空-关节流阀、平板阀。井架工在节流控制箱，关J1液动节流阀,使阀位开度为零，再场地工在节流管汇处，关液动节流阀前的J2A手动平板阀。录取关井参数。关井1015min,打开手动平板阀、液动节流阀释放圈闭压力，套管压力稳定后，

9、按7号按钮录取立压、套压，泥浆池液面增量。向队长、安全监督报告溢流、关井情况。按1号按钮结束关井作业。四、训练要求：1、下钻井底前要先开泵防止干钻，控制下钻速度防止墩钻。新钻头要先加轻钻压、低转速。2、钻进要随时看指重表控制好钻压，钻压大小要与钻头尺寸吻合。注意观察出口流量和泥浆池液面变化，及时报警。溢流量控制要求：1m3报警，2m3关井。 3、关井要一直按住气源总阀不松开，注意防喷器、节流阀开关到位。注意观察储能器压力表压和管汇压力表变化。 4、录取立压、套压要消除圈闭压力后再录取，关井时间不要太长。 5、低泵冲试验要求 在进入油气层前50m100m，以低泵冲(柴油机转速800转/分)进行小

10、排量循环试验， 并做好泵冲数、排量、循环压力记录。以后每加深200m或当钻井液密度调整或钻具组合发生较大变化时应补测一次。 6、钻井队应在钻开油气层前，按照钻进、起下钻杆、起下钻铤、空井发生溢流的四 种工况分班组、定期进行防喷演习，演习不合格者不得打开油气层。当班人员按岗位分工和关井程序操作。 7、防喷演习关井速度要求：正常钻进和空井为3min，起下钻为5min。每次演习结 束后由当班司钻组织，在紧急集合点进行讲评，并填写防喷演习记录表。 8、在油气层钻井过程中要加强坐岗观察，及时发现溢流。坐岗要求为：实行钻井、 录井双岗坐岗，坐岗人员每15分钟按钻井、录井坐岗观察记录要求记录一次坐岗情况。五

11、、训练报告要求：1、写出司钻和内外钳工正常钻井关井操作工艺流程及要点，录取原浆密度，压井排量循环立压。2、溢流原因及显示。关井后要注意的因素，录取立压、套压，泥浆溢流量。训练三、起钻铤与关井训练一、训练目的：1、掌握起钻铤操作方法。2、掌握起钻铤关井操作要点和工艺流程。3、掌握起钻铤抢装防喷钻杆方法、关井后录取立压方法。二、训练设备：DS-2、DS-7钻井模拟器各一套 三、操作要点：1、在主控计算机选择起钻铤关井程序，打开环形闸板，上半封闸板，全封闸板，下半封闸板；关闭放喷阀。2、在泥浆高压管汇上，把闸门调节为单泵反循环状态。3、启动绞车步骤：首先将右侧“驻车制动”向下拉到刹车位置，然后选择电

12、机。注意：将电机启动后，需要将“驻车制动”恢复到中间位置才可使钻具活动。在司钻台按开始按钮。4、松刹把下放空吊卡，接近钻台4-5米刹刹把，按2号按钮，吊卡挂上钻杆短节，松刹把下放短节接头与钻柱接头对扣，将右猫头打至“进扣”用液气大钳上紧扣，或外钳紧扣。5、（机械钻机合绞车低速离合器，松刹把，踩油门），向后拉刹把上提钻铤柱，取出安全卡瓦和卡瓦。向后拉刹把，控制起钻速度，起钻中，（机械钻机松二次绞车离合器），控制起钻高度，第三根钻杆接头提出转盘前，（机械钻机松绞车离合器），接头提出转盘后（大钩高度为32米以上，不超过35米）及时（刹）刹把。按6号按钮放卡瓦松刹把，下放接头，上安全卡瓦距离卡瓦5厘米

13、，将左猫头打至“退”状态（机械钻机按内钳）可卸扣。向后拉刹把上提钻柱，接头提出后按3号按钮把钻铤柱放入，松（刹）刹把。松刹把，下放接头，井架工开吊卡拉立柱入指梁。司钻开泵10L/S灌泥浆。司钻松刹把，下放吊卡。停泵。6、松刹把，下放吊卡，控制下放速度，接近钻台4-5米刹刹把，按2号按钮挂上钻杆提升短节，松刹把下放与钻柱对扣，将右猫头打至“进扣”上紧扣，或外钳紧扣。（机械钻机合绞车低速离合器，松刹把，踩油门），向后拉刹把上提钻铤柱。继续起钻。7、关井溢流报警。仪表显示钻进泥浆池液面上升发信号。溢流小于1m3报警，司钻转喇叭旋钮，一声长笛报警信号，长鸣20秒。停止作业。刹刹把。松刹把，下放负荷吊卡

14、接近转盘面，放卡瓦，上紧安全卡瓦，卸开钻杆提升短节。抢接防喷钻杆。在钻铤柱上抢接防喷钻杆，按6号按钮，放安全卡瓦，松刹把，下放接头，将左猫头打至“退”状态（机械钻机按内钳）可卸扣。按3号按钮挂吊卡，（机械钻机合绞车低速离合器，松刹把，踩油门），向后拉刹把上提钻杆提升短节，按5号按钮，卸开、放下钻杆提升短节，吊环挂防喷钻杆吊卡，（机械钻机合绞车低速离合器，松刹把，踩油门），向后拉刹把上提防喷钻杆。松刹把下放防喷钻杆接头与钻柱接头对扣，将右猫头打至“进扣”上紧扣，或外钳紧扣。（机械钻机合绞车低速离合器，松刹把，踩油门），向后拉刹把上提钻柱，卸安全卡瓦、卡瓦。松刹把，下放防喷钻杆负荷吊卡接近转盘面0

15、.5米，刹刹把。井架工下到节流控制箱。发信号关防喷器。司钻转喇叭旋钮发信号2秒钟二声短笛关井信号。关防喷器。司钻在防喷器控制台，左手先按住气源总阀，右手打开液动平板放喷阀。左手先按住气源总阀，右手先关环形防喷器，环形防喷器关到位后，右手再关半封闸板防喷器到位，场地工、泥浆工在钻台下两侧操作手动锁紧杆，顺时针方向旋转锁紧半封闸板防喷器。保护环形防喷器胶芯，打开环形防喷器。关环空-关节流阀、平板阀。井架工在节流控制箱，关液动节流阀J1,使阀位开度为零，场地工再在节流管汇处，关液动节流阀前的J2A手动平板阀。副司钻在远程台把三位四通阀拉到中位。录取关井参数, 接方钻杆,开泥浆泵。在泥浆管汇上，把闸门

16、调节为正循环状态。在节流管汇处，开液动节流阀前的J2A手动平板阀。司钻接方钻杆。按2号按钮挂水龙头，（挂上提升离合器，松刹把，踩脚踏油门）向后拉刹把，提方钻杆出大鼠洞，松刹把下放与钻柱对扣，将右猫头打至“进扣”上紧扣，合紧扣离合器。启动泥浆泵步骤：首先将MP1旋钮调整至最小，然后将MP1开关打至“ON”状态。最后调节MP1旋钮可调整泵冲为排量压井，调节流阀使套压等于关井套压。按7号按钮录取立压、套压增量，泥浆池液面增量。向队长、安全监督报告溢流、关井情况。按1号按钮结束关井作业，发三声短笛信号。四、训练要求：1、起钻前要先开泵循环泥浆把钻屑带到地面上来防止卡钻。2、起钻时要控制速度防止抽吸溢流

17、和卡钻，观察大钩高度和游车惯性，防止撞天车。3、每起一柱钻具要灌浆一次。注意观察出口流量和泥浆池液面变化，及时报警。4、防喷演习关井速度要求：正常钻进和空井为3min，起下钻为5min。5、关井要注意观察储能器压力表压和管汇压力表变化，关井要一直按住气源总阀不松开，注意防喷器、节流阀开关到位。注意观察储能器压力表压和管汇压力表变化。6、录取立压、套压要消除圈闭压力后再录取，关井时间不要太长。五、训练报告要求：1、写出司钻和内外钳工起钻铤关井操作工艺流程及要点，录取原浆密度，压井循环立压。2、抢装防喷钻杆方法、关井后录取立压方法。3、录取立压、套压，泥浆溢流量。训练四、司钻法压井训练一、训练目的

18、：1、关井参数录取方法，综合应用流体力学理论，学习压井参数计算方法，学习压井施工单制作方法。2、掌握司钻法压井压力控制方法。3、掌握司钻法压井操作工艺流程。二、训练参数：井径扩大系数按15%，Pe安全附加密度值，油层附加0.050.10g/cm3，气层附加0.070.15g/cm3。Gf 地层泄漏压力梯度21.6 MPa/km H垂直井深3km Hw溢流高度 h 套管鞋垂直井深2.1km PTi初始循环压力 Pci压井排量循环压力4.83 MPa ml压井钻井液密度g/cm3 m原钻井液密度1.25g/cm3 Pd关井立管压力3.8MPa Pa关井套管压力5.3MPa Q1压井排量10L/S

19、Q钻井排量20 L/S Gw溢流流体压力梯度MPa/m，Gm地层压力梯度 MPa/m流 体 种 类 0.001180.00353 MPa/m气体0.00680.0089 油0.0098淡水0.0101海水 0.01050.0118 地层水（盐水） 注：计算的溢流压力梯度值在数据两者之间为两者的混合物 钻铤环空=井眼容积-钻铤容积-钻铤排代二开套管244.5mm（95/8）2100.0m地面，三开钻头215.9mm（6）3000.0m+165.1mm钻铤180m+127mm2820.0m钻杆。溢流量2.5 m3 钻杆容积9.26 L/m 钻铤容积2.56 L/m 钻杆环空容积 1-34.27 2

20、- 23.94L/m 165.1mm钻铤环空15.57 L/m 套管抗压80% 48 MPa 设备抗压35 MPa V 压井泥浆体积 压力梯度kPa/m g =9.81 h-km P- MPa三、司钻法压井压力变化规律：压力立管压力套管压力时间第一个循环用原密度的泥浆循环排溢流，保持初始循环立压不变。液体溢流上升套压不变，气体溢流上升，套压先升排溢流后降。第二个循环，用加重泥浆替代原浆，立压不变先降，后不变。套压先不变重泥浆入环空后下降。四、压井参数计算： 压井泥浆密度 g/cm3 Pd- MPa H-m 初始循环立压 MPa 终了循环立压 MPa P=hgm MPa 最大允许关井套压 MPa

21、 Gm=gm MPa/km钻柱内循环时间 min V-L Q-L/S钻柱：V1= 钻杆容积L/m钻杆长度+钻铤容积L/m钻铤长度m环空循环时间 min T= t2+(t1+t2 ) PTf=ml *Pci/m 环空：V2=钻杆环空容积L/m钻杆环空深度L+钻铤环空容积L/m钻铤环空深度m重泥浆V=1.5 (V1 +V2) Pci= Pc*（Q1/ Q）2 PTi= Pd+ Pci +Pe PaPd=Hw（GwGm） Hw- km压井控制立管压力时 间(min)Pa立 压(MPa)五、操作要点：1、压井前的准备。了解关井参数，计算压井参数，填写压井施工单。打开放喷阀和环形防喷器，关半封闸板防喷器

22、控制阀。2、第一个循环。将高压管汇状态改为正循环状态。打开节流管汇上，液动节流阀前的J2A手动平板阀，打开节流阀。开泵，首先将MP1 REF旋钮调整至最小，然后将MP1旋钮旋至“ON”状态。最后调节MP1 REF旋钮开泵，调节排量为压井排量10L/S。3、用原密度的泥浆循环排溢流。按1号按钮开始。按压井施工单要求，在节流控制台，先开大节流阀J1，套压等于关井套压。之后较缓慢的关小阻流阀门，套压缓慢增大。在气柱快到井口时，较快的开大阻流阀门，套压急剧减小。溢流接近井口注意观察最大套压，套压大于：井口装置的额定工作压力；套管最小抗内压强度的80%；地层破裂压力三者之一时才必须开大节流阀放喷。排溢流时点火燃烧气体，节流阀开度快速增大，套压下降，排完后停泵。4、停泵关井观察，增加泥浆的密度。关泵，将MP1旋钮旋至“Off”状态。气溢流排完，立管压力值和套管压力值相等等于关井立管压力值，第一个循环结束。如果套