钻井井控装置

钻井井控装置黄河钻井管具公司2002年8月井控装置的组成1.防喷器；2.节流压井管汇；3.控制系统；4.辅助系统；5.内防喷工具。一、旋转防喷器概述：旋转防喷器是欠平衡钻井专用井控设备（又称旋转防喷头，或称旋转控制头）。旋转防喷器安装在井口防喷器组的顶部。其作用是封闭钻具（方钻杆、钻杆等）与井壁之间的环空，在要求的井口压力条件下允许钻具旋转，实施带压钻进作业，允许带压进行短起下钻作业，与强行起下钻设备配合可以进行带压强行起下钻作业。旋转防喷器应用范围应用范围：1.欠平衡钻井；2.修井作业；3.利用空气或天然气钻井；4.泡沫钻井和气雾钻井；5.地热钻井。1.旋转防喷器系统组成Ａ.

7000系列旋转防喷器系统组成：a.旋转防喷器；b.司钻控制台；c.动力润滑站。Ｂ.PCWD旋转防喷器系统组成：a.旋转球形防喷器（RSBOP）；b.液压控制装置(HCU)；c.司钻控制盘(DCP)；d.安装配件及工具。2.旋转防喷器组成底座、液压卡箍、大直径高压密封元件、现场测试装置（包括：井压传感器、试压塞等）、高压动密封旋转轴承总成等组成。上胶芯方钻杆驱动器下胶芯液压卡箍底座轴承总成3.旋转防喷器系统结构ＡＡ.

7100系列旋转防喷器旋转部分（轴承总成）设计有上、下两个环形密封胶芯，可保证与钻具的良好密封，当下部胶芯损坏后，上部胶芯还能处于良好的工作状态。控制头底座与高压旋转动密封轴承总成采用液压卡箍连接，更换胶芯或轴承十分方便。旋转控制头可以互换，通用性强，轴承采用强制润滑，水冷却（自身配备制冷压缩机）。控制部分采用集中控制。结构简单、可靠性高、配套件少、使用维护方便等优点。

Ｂ.旋转球形防喷器在环形防喷器的基础上增加了转动机构，设计了旋转防喷器。特点：a.通过外部的液压系统主动加压实现胶芯与钻具的密封，因而低压密封性能良好。b.胶芯内径可以在0-11″之间变化，一种胶芯可适应多种尺寸的钻具，包括封零。起下钻具、换钻头都十分方便。

3.旋转防喷器系统结构Ｂ3.旋转防喷器系统结构Ｃ7100旋转防喷器系统司钻控制台润滑油压力表井口压力压力表换向阀司钻控制台外形图

3.旋转防喷器系统结构ＤPCWD旋转防喷器系统液压控制装置4.旋转防喷器系统的作用旋转控制头：主要功能实现井筒与钻具之间的密封，防止井中高压流体、气体外窜，在一定范围内承受套压，带压旋转钻具和带压起下钻。司钻控制台：检测套压、润滑油压力、为夹紧装置提供动力并控制高压旋转动密封总成的夹紧或松开。通过该装置可以监视旋转控制头防喷系统的操作。液压控制装置：对轴承进行连续强制润滑和冷却。最大程度的延长轴承的寿命。5.旋转防喷器工作原理ＡＡ.

7000系列旋转防喷器系统井筒与钻具之间靠特制的密封胶芯与钻具之间的过盈实现密封，井内压起辅助密封作用，高压动密封旋转轴承总成靠一个高压动密封组件实现与控制头底座之间的密封。5.旋转防喷器工作原理ＢＢ.旋转球形防喷器关闭

旋转球形防器（RSBOP）时，液压油从下壳体上的进油口进入防喷器活塞下腔，推动活塞上行，活塞挤压胶芯沿上壳体内腔的球面上行，受上壳体内腔球面的限制，胶芯向内收缩，抱紧钻具，实现胶芯与钻具的密封。开启

旋转球形防器时，液压油从上壳体油口进入防喷器的活塞上腔，推动活塞下行，活塞挤压胶芯沿上壳体内腔的球面下行，在液压力和胶芯自身弹性的作用下，胶芯向外张开松开钻具。6.旋转防喷器技术规范Ａ7000系列旋转防喷器序号名称规格序号名称规格1额定静态工作压力21MPa6钻具额定旋转速度100r/min2额定连续旋转工作压力7MPa7外经/高度mm1320/(1320-1600)3额定间歇旋转压力14MPa8质量2700kg4底部连接法兰179.4—425.5mm供选择5胶芯27/8″使用于31/2″钻杆、41/8″使用于5″钻杆6.旋转防喷器技术规范B7100系列旋转防喷器序号名称规格序号名称规格1额定静态工作压力35MPa7外经/高度mm1320/(1320-1600)2额定连续旋转工作压力17.5MPa8质量2700kg3额定间歇旋转压力17.5MPa9旁通法兰API71/16″4钻具额定旋转速度150r/min10测试管连接法兰API21/16″5底部连接法兰135/8″-5M，9种法兰尺寸供选择6胶芯27/8″使用于31/2″钻杆、41/8″使用于5″钻杆6.旋转防喷器技术规范CPCWD旋转防喷器序号名称规格序号名称规格1通径11″7外经1320mm2上部法兰API11″-5MＲ548高度1289mm3底部法兰API13-5/8″-5MBX1609质量5980kg4侧部输出口API1-13/16″-10MBX15110壳体螺栓4-1/2″（115mm)5吊耳最大吊重4300kg11密封件227kg/320mm(高)6液压油先导系统:MDTotco多用途液压油；主系统:ShellTulis3206.旋转防喷器技术规范ＤRBOP旋转防喷器SEAL.TECHE旋转防喷器序号名称规格RBOPSEAL.TECHE1额定静态工作压力13.8MPa14MPa2额定连续旋转工作压力10.35MPa10.5MPa3最佳连续旋转工作压力--7MPa4钻具额定旋转速度100r/min100r/min5强行起下钻压力--7MPa6连接法兰--11″/13-5/8″7通径--11″8使用环境H2S浓度小于35%--6.旋转防喷器技术规范Ｅ国产旋转防喷器序号名称规格FS-206-70FS12-501最大工作压力7MPa5MPa2额定旋转速度150r/min80r/min3通径206mm120mm4自封头规格76-102mm封3½″--4½″钻杆127mm封5½--4½″钻杆73.2mm封23/8″钻杆127mm封27/8″钻杆5质量1500kg360kg6外形尺寸__430×950二、环形防喷器—FH1.用途：环形防喷器具有承压高、密封可靠、操作方便、开关迅速等优点特别适用于密封各种形状和不同尺寸的管柱与套管所形成的环形空间，也可全封闭井口。环形防喷器必须配备液压控制系统才能使用。通常它与闸板防喷器配套使用，但也可单独使用。1）当井内有钻具、油管或套管时，使用一种胶芯能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）在进行钻进、取芯、测井等作业过程中发生井喷时，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）在使用减压调压阀或缓储能器控制的情况下，能通过18。无细扣对焊钻杆接头，可强行起下钻具。(一)环形防喷器结构分类

1.锥型胶芯环形防喷器顶盖防尘圈活塞壳体胶芯油塞油塞支承筒2.球形胶芯环形防喷器3.组合式胶芯环形防喷器(二)环形防喷器结构特点

1．锥形胶芯环形防喷器

顶盖与壳体丝扣连接。支承筒用螺栓固定在壳体下部台阶上，胶芯坐在支承筒上。活塞上部内腔呈倒截锥型，与锥型胶芯配合。壳体与顶盖间装有防尘圈。防尘圈与活塞凸肩所构成的环形空间为上油腔，活塞凸肩与壳体所构成的环形空间为下油腔。胶芯外形呈截锥状，锥度40。。胶芯中部为垂直通孔，孔径略大于顶盖与壳体通径。锥型胶芯中均匀分布有铸钢支承筋，支承筋数为12-30块。支撑筋2.球形胶芯环形防喷器球型胶芯环形防喷器的结构与锥型胶芯环形防喷器类似。由顶盖、壳体、防尘圈、活塞、胶芯等构成。顶盖与壳体采用螺栓坚固联接。顶盖内腔为球面。活塞半部面呈“Z”字形整体结构高度略低，直径稍大的“矮胖”形。活塞的上下密封支承部位间距小，导向扶正作用差，尤其是关井动作接近终了时活塞的支承间距更小，因此活塞易偏磨。胶芯呈半球型，铸钢支承筋径向均布。支撑筋支承筋组合胶芯环形防喷器的壳体采用模锻制成，体积小、重量轻，但结构复杂而且新胶芯的封零密封性能也不理想。环形防喷器的内胶芯封井动作时变形小，所需推挤力也较小，因此油腔的直径较小，封井所需油耗量也较少。封井时，外胶芯虽变形较大，但其作用只是传递压力而不移动，加以外胶芯的橡胶较软，因此磨损量小，寿命长，通常外胶芯的寿命是内胶芯的3-4倍。由于内胶芯的支承筋上下端面彼此紧靠接触，因此在井内有钻具时不能用切割法更换胶芯。胶芯由内外两层胶芯组成。内胶芯包含有支承筋，支承筋沿圆周切向配置，支承筋的上下端面彼此紧靠。外胶芯为纯属橡胶制件，无支承筋，而且橡胶较软。3.组合胶芯环形防喷器(三)环形防喷器工作原理1．锥型胶芯环形防喷器关井动作时，胶芯被挤压变形拥向井眼中心，胶芯中的支承筋沿径向移向中心，筋板间的部分橡胶也被挤向中心。开井动作时，压力油推动活塞向下移动，胶芯所受挤压力消失，在橡胶弹力作用下迅速恢复原状，井口打开。2.球型胶芯环形防喷器关井动作时，下油腔（关井油腔）里的压力油推动活塞迅速向上移动，胶芯被迫沿顶盖球面内腔，自下而上；自外缘向中心挤压、收拢、变形，从而实现封井。开井动作时，上油腔（开井油腔）里的压力油推动活塞向下移动，胶芯所受挤压力消失，在橡胶弹力作用下迅速恢复原状，井口打开。井压助封作用，井口高压流体作用在活塞上部的环槽里，形成上举力，有助于活塞推举胶芯封井。3.组合式胶芯环形防喷器封井时，活塞在油压作用下向上移动，依靠推盘推举外胶芯；外胶芯被迫向中心变形挤压内胶芯，内胶芯在外胶芯的包围挤压作用下向中心收拢变形，支承筋则转动相应角度并向中心平移；于是内胶芯的橡胶迅速向中心集聚，从而实现封井。开井时，活塞向下移动，内外胶芯依靠自身弹性恢复开井状态。

1.型式代号的表示方法

例如：FH35-35；通径为346mm(35cm)，额定压力35MPa的环形防喷器。4.环形防喷器技术规范ＡFH－工作压力，MPa通径，cm环形防喷器代号4.环形防喷器技术规范Ｂ2.国产环形防喷器规格型号

工作压力MPa(psi)通径mm(in)179.4(71/16)228.6(9)279.4(11)346.1(135/8)539.8(211/4)14(2000)

＿

＿

＿

＿A221(3000)A1DDA1＿35(5000)A1A1/DDD

＿

注：D型为球型胶芯防喷器；A型为锥型胶芯防喷器；A型分为A1型和A2型两种。

4.环形防喷器技术规范Ｃ3.国产环形防喷器规格

规格型号FH23-21FH23-35FH28-35FH35-21FH35-35FH35-35垂直通径mm(in)230（9）230（9）280（11）346（133/8）346（133/8）346（133/8）工作压力,MPa213535213535油缸工作压力,MPa8.5～148.5～10.58.5～168.5～168.5～148.5～16关闭所需油量,l182838.146

开启所需油量,l91628.126

密封范围，mm0～2300～2800～346螺栓数量个-mm12-M3612-M4212-M4820-M3616-M4216-M42重量12433540

3650

生产厂宝鸡上海重矿重矿上海重矿4.环形防喷器技术规范Ｄ4.锥形胶芯(A型)环形防喷器规格（华北二机厂）

型号通

径mm(in)工作压力

Mpa液控压力MPa关闭油量MPa开启油量MPa顶部连接形式底部连接形式重量kg外部尺寸mmFHz18-21179.4(7116)21≤10.513.911.2栽丝法兰1927Φ800×926FHz18-35179.4(7116)3513.911.2栽丝法兰1943Φ800×954FHz23-35228.6(9)3527.415.9栽丝法兰2791Φ920×1040FHz35-21346.1(135/8)2148.525.7栽丝法兰3922Φ1050×1117FHz54-14539.8211/414136.584.9栽丝法兰7660Φ1380×1437注：防喷器工作温度-18～121℃；工作介质为油、天然气、水、钻井液。

4.环形防喷器技术规范Ｅ5.球形胶芯(D型)环形防喷器规格（华北二机厂）

型号通

径mm(in)工作压力

Mpa液控压力MPa关闭油量MPa开启油量MPa顶部连接形式底部连接形式重量kg外部尺寸mmFH18-70179.4(7116)70≤10.56553栽丝法兰4770Φ1092×1073FH23-21228.6(9)213422.8栽丝法兰2398Φ902×838FH23-35228.6(9)354233栽丝法兰3061Φ1016×940法兰70Mpa3146Φ1016×970FH28-21279.4(11)215039栽丝法兰2950Φ1014×870FH28-35279.4(11)357256栽丝法兰4460Φ1146×1110法兰70Mpa4675Φ1146×1150FH35-35346.1(135/8)359469栽丝法兰6415Φ1271×1150法兰70Mpa6745Φ1271×1240在钻井过程中，情况急需时，环形防喷器能否有效封井，关键取决于胶芯的性能是否完好。环形防喷器在使用中的要求：1.在现场不做封零试验，但应按规定做封环空试验。2.在封井状态,可慢速上下活动钻具,但不许转动钻具。3.不许用微开环形防喷器的办法泄降套压。严禁将环形防喷器当做刮泥器使用。4.封井强行起下钻作业时，只能通过具有18°坡度的对焊钻杆接头。5.液控油压最大不允许超过15MPa。通常，封井液控油压不超过10.5MPa。6.不许长期关井作业。5.环形防喷器使用要求三、闸板防喷器—FZ1用途当井内有钻具时，可用与钻具尺寸相应的半封闸板封闭井口环形空间。当井内无钻具时，可用全封闸板（又称盲闸板）全封井口。当井内有钻具需将钻具剪断并全封井口时，可用剪切闸板迅速剪切钻具全封井口。闸板防喷器的闸板可以允许承重，可用以悬挂钻具。闸板防喷器壳体有侧出口，在其连接管线可以代替节流管汇循环钻井液或放喷。闸板防喷器的闸板可用以长期封井。2结构特点闸板防喷器的种类很多，但根据所能配置的闸板数量分为：单闸板防喷器--壳体只有一个闸板室，只能装一副闸板；双闸板防喷器--壳体有2个闸板室，只能装2副闸板；三闸板防喷器--壳体有3个闸板室，只能装3副闸板；国产有单、双闸板防喷器，其中双闸板防喷器应用较为普遍。三闸板防喷器目前国内尚未研制生产。3工作原理闸板防喷器开关动作原理是：当高压油进入左右油缸关闭腔时，推动活塞、活塞杆，使左右闸板总成沿着闸板室内导向筋限定的轨道分别向井口中心移动，达到封井的目的。当高压油进入左右油缸开启腔时（关闭腔与油箱连通回油），左右两个闸板总成分别向背离井口中心方向移动，过到开井的目的。闸板开和关的方向是由换向阀控制的。一般在8s内即能关闭，以满足钻井工艺的需要。闸板的密封原理是在外力作用下，闸板胶皮被挤压变形而起密封作用。4防喷器技术规范

1)单闸板型号通

径mm(in)工作压力

MPa液控压力MPa关闭油量L开启油量L顶部连接形式底部连接形式重量kg外部尺寸mmFZ18-35179.4(7116)35≤10.53.24栽丝栽丝7981520×540×280法兰9001520×540×450

FZ23-35228.6(9)358.810栽丝栽丝2032×735×625FZ35-35346.1(13-5/8)3516.517.9栽丝栽丝30302400×800×475法兰33002400×800×680法兰35702400×800×885FZ28-70279.4(11)701415.4法兰法兰487022501120×1040栽丝458022501120×803FZ35-70346.1(135/8)7029.433.3法兰法兰64452670×1240×960栽丝70702670×1240×1250FZ35-105346.1(135/8)1053742栽丝法兰82603056×1115×10502)双闸板型号通

径mm(in)工作压力

MPa液控压力MPa关闭油量L开启油量L顶部连接形式底部连接形式重量kg外部尺寸mm2FZ18-35179.4(7116)35≤10.56.48栽丝栽丝16601520×540×5662FZ23-35228.6(9)3517.620栽丝栽丝39802032×735×8302FZ35-35346.1(13-5/8)353335.8栽丝栽丝53002400×800×910法兰56002400×800×1125法兰60202400×800×13402FZ28-70279.4(11)702830.8法兰法兰773022501120×1470栽丝744022501120×12332FZ35-70346.1(135/8)7058.866.6法兰法兰125102670×1240×1775栽丝119502670×1240×14852FZ35-105346.1(135/8)1057484栽丝法兰149303056×1115×16505闸板总成闸板是闸板防喷器的核心部件，按闸板密封用途分有管子闸板和全封闸板。5.1剪切闸板总成全封闸板又分为普通全封和剪切全封，用于封空井，管子闸板用于封相应规格的钻杆和套管。闸板有双面用和单面用两种，双面用闸板上下对称，当闸板某一密封面磨损后可翻转使用另一面，单面用闸板只能用一面，不能翻转使用。剪切全封闸板6油缸总成

由油管、侧盖（侧门）、缸套、活塞、活塞杆、缸塞、锁紧轴、密封件及铰链座等组成。6.1油缸总成的功用有封闭壳体窗口；形成闸板的控制油路，实现防喷器的开关；手动锁紧机构，起手动关闭闸板或在闸板处于关闭状态时，防止油缸关闭腔中的油压消失而产生的闸板后移现象，即锁紧作用(液压陡动锁紧机构除外)。7二次密封装置该装置设置在每个侧门上，其位置和结构见图。是为防喷器处于工作状态时活塞杆密封失效，而又无法立即更换密封圈的情况下，作为应急而设计的（有的防喷器无此设计）。它利用丝堵将二次密封脂压入支承密封套和活塞杆与侧门形成的环形空间内进行密封。单向阀的作用是防止密封脂的倒流。1.用途：防喷器控制系统是开关防喷器和液动放喷阀的装置，它能够提供足够压力和排量的压力油，并且平时能把液压能贮存起来，在需要时通过控制阀件把液压油迅速准确地输送到防喷器和液动放喷阀的液缸，从而达到开关防喷器和液动阀的目的。

四、防喷器控制系统2.控制系统组成主要组成部分：1．司钻控制台安装在钻台上司钻工作位置附近。2．远程控制台由四部分组成：油泵组（包括电动泵、气动泵和手动泵）；储能器组（瓶式储能器和球形储能器）；管路及各种阀件；底座及油箱。3．联接管汇主要由液压管线和气管束组成。

3.控制系统结构特点ＡＡ.控制装置类型目前我国现场使用的控制装置主要有三种类型。第一种：用液压操作换向阀使防喷器关闭或打开，一般简称“液控液”。第二种：用气压操作换向阀使防喷器关闭或打开，一般简称“气控液”。第三种：用气操作换向阀使防喷器关闭或打开，一般简称“电控液”。陆上钻井主要使用前两种类型的防喷器控制装置。

3.控制系统结构特点Ｂ1Ｂ.远程控制台

1）配有两套独立的动力源。FKQ系列配有电动油泵和气动油泵，FK系列配有电动油泵和手动油泵。2）蓄能器组有足够的高压液体储备，满足关闭全部防喷器组和打开液动阀的控制要求。3）电动油泵和气动油泵均带有自动启动、停止的控制装置。4）每个防喷器的开、关动作均由相应的三位四通转阀控制。5）远程控制台的控制管汇上有备用压力源接口，在需要时引入压力源，如氮气备用系统等。

6）FKQ系列控制装置的环形防喷器控制回路可以远程气动调压，而且当气源突然失效时，控制压力可以自动恢复为初始设定值。

3.控制系统结构特点Ｂ2远程控制台

3.控制系统结构特点Ｃ1司钻控制台

FKQ系列控制装置可以配有司钻控制台。1）工作介质为压缩空气，保证操作安全。2）各气转阀的阀芯机能均为Y型，并能自动复位，在任何情况下都不影响在远程控制台上对防喷器组进行操作。3）具有操作记忆功能。每个三位四通气转阀分别与一个显示气缸相接，当操作转阀到“开”位或“关”位时，显示窗口便同时出现“开”或“关”字，气转阀手柄复位后，显示标牌仍保持不变，使操作人员能了解前一次的司钻台上操作的状态。4）为了确保对防喷器组的操作可靠无误，司钻控制台的转阀均采用二级操作的方式，即首先要扳动气源转阀，接通气源，然后扳动控制气转阀，才能使相应的控制对象动作。

3.控制系统结构特点Ｃ2内部正面司钻控制台3.控制系统结构特点Ｄ空气管缆

空气管缆是用以连接远程控制台与司钻控制台之间的气路。空气管缆出护套及多根管芯组成，两端装有连接法兰，分别与远程控制台和司钻控制台相连，连接法兰之间用橡胶密封垫密封。

闭合弯管3.控制系统结构特点Ｅ液压管线远程控制台与防喷器组之间的一组液压连接管线。连接方式有硬管线连接和软管线连接。硬管线包括管排架、闭合弯管、三弯管等。使用硬管线连接，具有安全、可靠等优点，缺点是布置安装不方便。

3.控制系统结构特点Ｆ软管线连接具有简单、方便等优点，但在使用中应注意其安全性。根据现场情况，也可以软、硬管线混合使用，充分发挥其各自的优点。4.控制系统主要部件结构特点Ａ1）曲轴柱塞泵（1）技术参数型号：3QB-210.40；防爆电机型号：BJO2Q52-4；10KW；工作压力：21MPa；排量：21L/min；盘根允许温度：<80℃；润滑方式：飞溅式。（2）结构原理及特点控制装置的电动泵选用三缸卧式柱塞泵，结构简单、现场维修方便，工作寿命长。卧式柱塞泵是把偏心曲轴的转动直接变成往复运动的机构。工作原理与井队用的三缸单作用钻井泵相同。该泵在控制装置中起着液压源的作用。它将油箱中的油输入储能器高压储存，以作为整个系统的压力源，实现对防喷器的操作。4.控制系统主要部件结构特点Ｂ2）压力控制器通过调节其上限调节螺钉和下限调节旋钮进行调节，从而通过压力的变化来控制电机电源的接通和断开。压力控制器的动触点由波纹管带动，使系统压力达到上限时自动停泵，液压力降至下限时，又自动起动电机带动液压泵工作，从而达到自动控制的目的。控制系统的上限压为21MPa，下限压力为17.5MPa.在控制装置中的型号一般为YTK-02型压力控制器。YTK—02E结构示意图

滑块往复杆导气管活塞活塞杆气缸马达下座排油活塞杆盘根钢球钢球进油盘根4.控制系统主要部件结构特点Ｃ13）气动泵（1）技术参数。型号：QBY-150/50:1气泵压缩比：50:1气源压力：0.8～1.4MPa工作压力：21MPa最大输出油压：68.6MPa4.控制系统主要部件结构特点Ｃ2（2）结构组成：由气马达(动力端)和液压泵(液力端)组成。油气压力比为50:1。（3）气动泵工作原理：当压缩空气经气动泵的换向机构进入气缸的下腔时，推动活塞上行，当活塞快到上死点前便向上拉动往复杆向上运动，往复杆带动梭块，梭块带动滑阀向上行。当滑阀行到上死点后，即将上腔原与排气口相连的，改变为与进气口相连。把下腔原与进气口相连的改变为与排气口相连。此时，压缩空气推动活塞下行。当活塞快到下死点前，便带动往复杆和滑阀上行，滑阀到死点后，气流又发生改变，推动活塞上行，如此往复。

（4）液压泵工作原理：气缸活塞杆下端连接着油泵的柱塞。油缸下端有个钢球式的上油凡尔，柱塞上有个钢球式的排油凡尔。柱塞上行排油凡尔关闭，柱塞杆与缸套环形空间的油被排出泵外。同时，上油凡尔在抽汲作用下打开，油被吸入缸塞。柱塞下行，上油凡尔关闭、缸内油被挤压，顶开排油凡尔进入环形空间，一部分油排出泵外。如此往复不断，即进油间断，排油连续。（5）特点：气动泵是控制装置的又一个压力源。在停电或电泵组坏损时，代替电动泵工作，该泵排出压力随气源压力而变化，气压越高，油压打提越高。在进气压力不变的情况下，液压泵的冲数、排量随排出液压力的升高而减少，耗气量也相应减少。4.控制系统主要部件结构特点Ｄ4）液-气压力开关：又称为压力继气器或液动气开关（如图所示）。在本系统中用于自动控制气动泵的启动和停止。工作原理：利用调节弹簧的压缩力平衡液压作用到柱塞面上的推力。当液压作用的推力大于弹簧所调定的压缩力时，弹簧被压缩。柱塞杆另一端的密封圈切断压缩空气的通道，气泵断气停止工作。当液压作用在柱塞上所形成的推力小于弹簧所调定的压缩力时，弹簧把柱塞杆推向液压端，柱塞杆带动另一端（气源端）的密封圈接通气源，气泵工作，直到液压力克服了弹簧的力量，致使柱塞向气源端移动，关闭气源进口为止。4.控制系统主要部件结构特点Ｅ15）三位四通换向阀型号：34ZSO-210.25；工作压力：21MPa；额定流量：160L/min；转动力矩：≤30KN•m；操作方式：手动或气动。（2）结构与工作原理：该阀是本系统的主要阀件，使用时，由气缸带动，遥控操作换向，也可直接手动操作换向。由气缸带动时，仅有开和关二个工位。手动操作时，有三个工位。手柄处于中位时，进出油口关闭，四个口互不相通，使防喷器液缸活塞保持在上一操作位置。当手柄左位时，阀芯上的两个油道分别将对应口连通，压力油经阀芯油道进入防喷器的开启腔，推动活塞打开防喷器，同时关闭腔的液压油通过阀芯的另一通道流回油箱。当手柄在右位时，阀芯油道就将原来接通的油道交换连通。压力油经阀芯油道流到防喷器的关闭腔，推动活塞关闭防喷器。同时打开腔的液压油通过阀芯的另一油道流回油箱。4.控制系统主要部件结构特点Ｅ26）减压阀（1）技术参数：型号：J/Y-210.25额定流量：160L/min额定压力：21MPa调压范围：0-14MPa（2）结构组成：主要由手轮、弹簧、推杆、阀板、阀座、阀体、滑套法兰等构成。4.控制系统主要部件结构特点Ｆ1调压手轮锁紧手柄调压丝杠矩形弹簧弹簧筒阀杆密封圈入口法兰圆柱塞阀座阀体阀板底法兰出口法兰出口入口溢流口工作原理：高压油P1经进油口进入阀腔，推动阀芯上移动，压缩弹簧、平衡弹簧力，当阀芯上行关闭进油孔后，阀腔中的油压不再增加，阀芯也停止上升，与弹簧力相对平衡，此时阀腔中的压力即为出口压力P2。P2的大小可通过手轮调节弹簧来实现。出口压力P2与弹簧力大小正比。当出口压力P2下降时，阀腔内压力也降低，弹簧的作用力推阀芯下行，进油口开启，高压油进入阀腔，使阀腔内油压力升高，推动阀芯上行，直到关闭进油孔，维持出口压力不变。当起下钻过接头时，出口压力P2升高，阀腔内油压升高，推动阀芯上行，压缩弹簧，使油口开启，开始泄油，使阀腔压力降低，在弹簧力作用下阀芯下行，关闭泄油孔，保持出口压力不变。4.控制系统主要部件结构特点Ｆ27）溢流阀（安全阀）

结构如图溢流阀用于控制整个系统的安全，起保险作用。工作原理当系统压力过高，超过了溢流阀的开阀压力时，压缩弹簧使其卸压溢流，压力下降至正常（设定）压力，保证系统的正常工作。本系统装有两只溢流阀。其一用来控制储能器组的压力，防止储能器组的压力过载，调定压力为22.5MPa。另一只用来控制管汇的压力,调定压力为34.5MPa，当压力高于调定值后，保证系统的安全。溢流阀的型号为：Y-400.20。4.控制系统主要部件结构特点Ｇ8）三位四通气转阀（1）技术参数：型号：34QZSY-16.8工作压力：0.8MPa；试验压力：1.2MPa（2）结构与工作原理：该阀的结构与工作原理与三位四通换向阀基本相同，所不同的是本阀是由气体控制，手柄处于中间位置时，使控制气缸活塞左右两腔都与大气相通，保证远程控制台上的三位四通换向阀的气缸两侧都不带压力，并能随时用手动操作。4.控制系统主要部件结构特点Ｈ9）旁通阀作用是当现场进行一些特殊作业时，需要较高的控制压力打开、关闭闸板防喷器或切断一些特别管材，打开旁通阀，使储能器的高压油不经减压阀直接进入高压管汇供现场使用。若储能器的压力（21MPa）也不能满足使用，此时可以关闭进入储能器的截止阀，停止使用电动泵，直接用气动泵提供高压油经旁通进入管汇供使用。

4.控制系统主要部件结构特点Ｉ10）气动压力变送器（1）技术参数：1)型号：QBY-32测量范围：0～25MPa/40MPa；精度和变差：1%；被测介质温度：-20℃～80℃；环境温度：-10℃～60℃；气源压力：0.14MPa(由减压阀保证)；耗气量：300l/h。2）型号：YPQ-400B测量范围：0～25MPa/40MPa；精度：1.0级，1.5级；被测介质温度：-20℃～80℃；环境温度：-10℃～60℃；额定压力(气源)：0.35MPa(由减压阀保证)；输出气压信号：(0～0.20)MPa。

4.控制系统主要部件结构特点Ｊ4.控制系统主要部件结构特点Ｋ（2）工作原理:A：型号：QBY-32压力变送器的工作原理是利用被测介质（液压油）压力的变化，使装在供气喷嘴和收集喷嘴之间与波登管相连的翼片的上下位置也跟着发生变化，从而改变收集喷嘴所收集到的气流压力的大小。收集到的气流通过结构中的继气器成比例的转换和放大成为压力信号，传到司钻控制台上所对应的压力表，即可远距离显示出远程控制台上的各部分压力变化情况。4.控制系统主要部件结构特点Ｌ（2）工作原理:B：型号：YPQ-400B工作原理是：当压力0.35MPa气源进入A室后，无测量信号压力时，阀针关闭，压力被封于A室内，此时输出压力为零。当测量压力为P时，此压力作用在测量胶件上，推动活塞杆，使膜片组件向上运动，首先关闭放气孔，使B室中空气不能排入大气，然后继续上行，使阀针打开，气体从A室输入B室中，同时对膜片组件产生向下推力，已克服活塞的推力，直到膜片组件的力与活塞的推力平衡，此时输出室B内的压力即为变送器的输出压力(二次气压力表显示压力)P。A室橡胶件阀针膜片组件输出输入活塞B室11）储能器（1）技术参数:型号：NXQ-L40/320.B；单个容积：40L；充氮气压力:(7±0.7)Mpa；额定工作压力:21MPa；试验压力:31.5MPa；最高工作温度:70℃（2）结构及组成:由充气阀、压环、封头、壳体、胶囊、阀、阀体、橡胶环、支承环等组成。3)结构及工作原理:储能器由胶囊分隔为胶囊内部和胶囊与壳体之间两个腔室。其中胶囊内预先充入（7±0.7）MPa的氮气，利用气体的压缩、膨胀性大的特点来储存能量。液压油从下部油口泵入储能器，油压随着油量的增多而升高，当油压高于氮气压力时，胶囊体积缩小，充入的油量越多，氮气的体积就越小，压力就越高。当液压油放出时，压力随油量的减少而下降，氮气随之膨胀。当压力下降到预充氮气压力时，所充进去的液压油也就全部被挤出。储能器的个数可多达十几个，管线互不干扰，其中一个损坏不会影响工作。储能器上部结构为大口，现场更换胶囊方便。4.控制系统主要部件结构特点M胶囊壳体充气阀护帽开关凡尔12）电控系统工作原理

4.控制系统主要部件结构特点N序号代号名称件数1YD交流电动机12DZ空气断路器13LK主令开关14JC交流接触器15YTK-02压力控制器16V交流电压表1手动停止YDVJC自动YTKDZLK5.控制装置工作原理Ａ远程控制台工作原理：自动启动：将电控箱上主令开关的旋钮转到“自动”位置,曲轴柱塞泵起动泵油,其排出的油液经单向阀16而进入储能器21（截止阀20须打开）,以压力油的形式将能量储存起来,储能器中的油压值可通过压力表30观察到。当储能器中的油压达到21±0.7MPa时,在压力控制器17的作用下,油泵自动停止供油。手动启动：若主令开关放到“手动”位置上，则当油压升至22.5MPa时,溢流阀19开启溢流,保护系统不再继续升压,此时,操作者应立即将主令开关转到“停止”位置，供油泵停止工作。储能器中的压力油经高压截止阀20并经滤油26过滤后进入减压阀25，再经单向阀27流入高压管汇，将油液分配到各个三位四通换向阀23，同时，来自储能器的压力油经滤油器32过滤后进入减压阀33，减压后专供环形防喷器使用。5.控制装置工作原理Ｂ转动三位四通换向阀的手柄，压力油即迅速流入相应的控制对象——防喷器或液动放喷阀，而实现其关开。可通过在司钻台上操作相应的三位四通气转阀来完成。首先搬动气源开关阀转到“开“位，接通气源后，即可操作三位四通气转阀进行换向。压缩空气经空气管缆而进入相应气缸22，气缸则带动换向手柄，使三位四通换向阀换向。在气转阀换向的同时，压缩空气使显示气缸的活塞移动，司钻台各气转阀上方的圆孔内显示出”开“或”关“的字样。气动供油：打开截止阀6，气源则经分水滤气器1及油雾器2、液气开关4而进入气动油泵8，驱动其运转，排出的压力油经单向阀7进入储能器组，当系统压力升至21MPa时，在压力油作用下，液气开关4自动关闭，切断气源，于是气动油泵停止工作。需要使用高于21MPa的压力进行高压工作时，只能由气动油泵供油。关闭曲轴柱塞泵和截止阀18，打开旁通阀28。此后，打开截止阀5、6气源便不会经液气开关4而直接进入气动油泵8，使之运转，进入气动油泵的气源压力以不大于0.8MPa为宜。若油压升至34.5MPa左右时，溢流阀29开启溢流，以保护系统的安全。

5.控制装置工作原理Ｃ6.控制装置规格参数型号额定工作压力MPa储能器容积×数量L×只系统工作压力MPa有效排油量L油箱有效容积L电机功率kW控制数量FK12528.5～10.525×52162.54407.52FKQ32048.5～10.540×821160790114FKQ40058.5～10.540×1021200110018.55FKQ64068.5～10.580×821320130018.56FKQ64078.5～10.580×821320160018.57FKQ80068.5～10.580×1021400160018.56FKQ80078.5～10.580×1021400160018.577.控制装置型号表示控制装置型号：SY5053.2-91标准代表改进次数，用A、B、C、……表示控制对象数量，用阿拉伯数字表示蓄能器组公称容积L，用拉拉伯数字表示遥控方式，Q-气控；Y-液控；DY-电气控；DY-电液控；非遥控不标注符号代表地面防喷器设备控制装置FK例：FKQ3204表示气控，蓄能器组公称总容积为320L，控制4个对象。8.控制装置技术性能要求（1）闸板防喷器关闭时间＜30s。（2）环形防喷器关闭时间:公称通径小于476mm的＜30s，大于476mm的≤45s。（3）气动泵输出压力为21MPa时，供气压力不应大于0.53MPa。（4）不使用蓄能器和最小钻杆情况下应在于3min内关闭防喷器和打开所有液动闸阀，并且管汇压力不小于8.4MPa。（5）应在15min内将蓄能器从预充压力升压到控制装置的公称压力。（6）溢流阀调定压力不大于24MPa，开启压力和闭合压力均不低于21MPa。（7）当调压阀的进口压力为21MPa，出口压力调定为8.5MPa条件下，出口压力值波动应在0.5MPa范围内。（8）蓄能器充氮气压力为7±0.7MPa，气源压力0.65-0.80MPa,电源电压380±19V。（9）控制装置压力从21MPa降到18±0.5MPa时，电动液、气动泵均自动启动；当压力升至21±0.5Mpa时，泵自动停止。（10）蓄能器标准压力21MPa，控制闸板防喷器和液压放喷阀压力10.5MPa,控制环形防喷器压力≤10.5MPa.（11）控制系统气源标准压力0.9MPa。（12）在停泵情况下，蓄能器组的储液量应大于关闭防喷器组所需液量的1.5倍。（13）耐压能力。蓄能器压力21MPa，环形防喷器调压阀出口压力10.5MPa,管汇压力21MPa时,三位四通阀开关过程中,3min内压降“中位”不大于0.1MPa。（14）气动泵在0.53MPa供气压力时,气动泵输出压力应不小于21MPa。（15）油箱有效容积,应大于蓄能器组液量的2倍。8.控制装置技术性能要求报警系统：对远程控制台的蓄能器压力、气源压力、油箱液位和电动泵的运转进行监视，当上述参数超出设定的报警极限时，可以在远程控制台和司钻控制台上给出声、光报警信号，提示操作人员采取措施，确保地面防喷器控制装置可靠工作。功能：1）蓄能器压力低报警。报警压力根据需要设定,产品出厂时设定为17MPa。2）气源压力低报警。报警压力可以根据需要设定，产品出厂时设定为0.53MPa。3）油箱液位低报警。该灯光信号将一直保持到液位恢复为正常值。液位报警位置不可调整。4）电动泵运转指示。电动泵运转时,在司钻控制台上有灯光显示,电动泵停止运转,灯光显示自动消失。取消报警：在远程控制台上按下“确认”按钮，或者在司钻控制台上按下“取消报警音响”按钮，报警音响停止，闪烁灯光信号停止闪烁。9.控制装置报警系统Ａ调整：1）蓄能器压力报警点的调整蓄能器压力的报警点，可以通过连接在蓄能器管路上的压力控制器来调整。2）气源压力的报警点的调整气源压力的报警点，可以通过连接在气源管路上的压力控制器来调整。技术参数：电源电压220VAC闪光报警器供电电压220VAC防爆磁浮子液压开关电压220VAC压力控制器220VAC隔爆指示灯电压220/12VAC隔爆电铃电压220VAC连接电缆芯数9+1（备用）

9.控制装置报警系统Ｃ1.用途：1）节流管汇：是成功地控制井涌，实施油气井压力控制的可靠而必要的设备。在防喷器关闭的条件下，利用节流管汇中节流阀的启闭，控制一定的套压，来维持稳定的井底压力，避免地层流体的进一步流入。除此之外，节流管汇还可用于洗井等作业。2）压井管汇：当井口压力升高时，通过压井管汇向井内泵入重钻井液以平衡井底压力，防止井涌和井喷的发生，可利用它所连接的放喷管线进行直接放喷，释放井底压力，还可以用来挤水泥固井作业及向井口注入清水和灭火剂。通过压井管汇单流阀，压井液或其它流体只能向井内注入，而不能回流以达到压井和其它作业的目的。

六、节流压井管汇

2.节流压井管汇技术规范国产节流管汇、压井管汇

名称节流管汇压井管汇型号JG-21；JG-35；JG-Y-35；JG-Y-70；JG-Y-70；JG-Y-105YG-21；YG-35；YG-70；YG-70A；YG-105主通径×旁通径41/16

×

41/16；41/16

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31/8；41/16

×29/16；41/16

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21/16；31/8

×31/8；31/8×

29/16；31/8

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21/16；

29/16

×

21/16工作压力21MPa；35MPa；70MPa；105MPa工作温度-29℃～121℃工作介质水泥浆钻井液石油天然气（包括含H2S气、液体）控制形式双翼双联手动结构；双翼双联液动结构；三翼双联手动结构；三翼双联液动结构双翼结构；单翼结构3.节流压井管汇结构及组成Ａ1）节流管汇节流管汇主要由节流阀、闸阀、管线、管子配件、压力表等组成。2）压井管汇主要由单向阀、闸阀、压力表、连接管线等组成。它一端与防喷器四通相连，另一端与注入泵相连。压井管汇与节流管汇均按API标准设计并配套使用。

3）主要部件（1）平板阀Ａ：手动平板阀结构如图所示丝套与阀杆以左旋螺纹（反扣）连接。阀板与阀杆利用T型键槽挂接。阀板与阀座靠碟形弹簧相互自由贴紧。阀板与阀杆，阀板与阀座的这种接合形式，保证了阀板“浮动”。阀板下方连接尾杆。阀杆上端的护罩上开有长槽。可从外面观察到阀杆的位移情况。操作时手轮带动丝套旋转，阀杆上下移动，阀板上行或下行，平板阀即打开或关闭。3.节流压井管汇结构及组成Ｂ3.节流压井管汇结构及组成Ｂ1平板阀上总装有两个上止推轴承，旋动手轮省力。阀板下方的尾杆可以消除关闭时阀腔内的压力骤增而且还可以平衡阀腔液压对阀杆的作用力以减少开关阻力。平板阀的阀腔内必须填满密封润滑脂，以润滑阀板与阀座间的接触面并保证有效密封。壳体上，附设有注脂嘴，可用专用油枪往阀腔里缋注密封润滑脂。Ｂ：液动平板阀结构如图所示。液动平板阀的结构、工作原理与手动平板阀相同，只是上总手轮机构由油缸、活塞取代而已。

（2）筒形阀板节流阀手动筒形阀板节流阀结构如图所示。阀板呈圆筒形，阀板与阀座间有环隙，入口与出口始终相通。因此该阀关闭时并不密封。阀板与阀座皆采用耐磨材料制成，阀板磨损后可调头安装使用。这种节流阀较针型节流阀耐磨蚀、流量大、节流时震动小。操作节流阀时，顺时针旋转手轮开启度变小并趋于关闭，逆时针旋转手轮开启度变大。节流阀的开启度可以从护罩的槽孔中观察阀杆顶端的位置来判断。

3.节流压井管汇结构及组成Ｃ手动筒形阀板节流阀液动筒形阀板节流阀液动筒形阀板节流阀结构如图液动筒形阀板节流阀以油缸、活塞代表手轮机构，其余与手动筒形阀板节流阀相同。液动筒形阀板节流阀所需液控油压并不高，仅1MPa的油压就够了。液控压力油由钻台上的液控箱提供。3.节流压井管汇结构及组成Ｃ1液动节流阀（3）单流阀压井管汇上装有单流阀，其结构如图所示。高压泵将泥浆注入井筒时，泥浆从单流阀低口进入高口输出，停泵时泥浆不会倒流。平时以及井喷时，井口高压流体不会沿单流阀流出。该阀自封效果好，寿命长，在现场也便于检修。3.节流压井管汇结构及组成Ｄ单流阀3.节流压井管汇结构及组成Ｅ4）液动节流管汇液控箱

（1）结构原理：如图所示（2）组成：由气动泵、手动油泵、蓄能器、油箱、立压表、套压表、阀位开启度表、油压表、气压表、三位四通换向阀、调速阀、空气调节阀、气动压力变送器、阀位变送器等组成。液动节流管汇液控箱原理图（3）工作原理：压缩空气进入液控箱中的气动泵制备不高于2MPa的压力油存入蓄能器，三位四通换向阀用来改变压力油的流动方向，遥控液动节流阀开大、关小或维持开度不变，从而控制关井套压与立压的降低、升高或稳定。调速阀用来遥控液动节流阀开关动作的速度，从而控制套压与立压变化的快慢。阀位开启度表用来显示液动节流阀的开启程度。立压表显示关井立管压力。套压表显示关井套管压力。立压表、套压表、阀位开启度表皆为气压表。节流管汇的五通上装有气动压力变送器，用以将套压的变化转换为低气压的变化。液控箱将0.35MPa的压缩空气用气管线输入气动压力变送器,气动压力变送器再将与套压成比例的低压气输回液控箱上的套压表.同样,钻台立管上安置立管气动压力变送器,液动节流阀油缸端部装有阀变送器,它们的输入气压亦为0.35MPa.它们的输出气压返回液控箱上立压表与阀位开启度表.这3个“变送器”属于一次仪表，所输入的气压由液控箱内空气调压阀调定。3.节流压井管汇结构及组成Ｅ1（4）液控箱“待命”工作时的工况在钻入油气层前，设备进入“待命”工况时，液控箱应调试就绪，“待命”备用，此时有关阀件与显示仪表的状况如下：（1）气源压力表（面板上）显示0.6MPa-1.0MPa；（2）变送器供气管路上空气调压阀的输出气压表（液控箱内）显示0.35MPa；（3）气泵供气管路上空气调压阀的输出气压表（液控箱内）显示0.4MPa-0.6MPa；（4）油压表（面板上）显示1.4MPa～2MPa；（5）阀位开启度表（面板上）显示1/4开启度（即指示液动节流阀处于半开工况）；（6）换向阀手柄（面板上）处于中位；（7）调速阀（面板上）开启；（8）泄压阀（液控箱内）关闭；（9）立压表开关旋钮（面板上）旋闭；（10）立压表（面板上）显示零压；（11）套压表（面板上）显示零压。设备停用时应将箱内两个空气调压阀的输出气压调节回零，打开泄压阀使油压表回零，立压表开关旋钮至关位。

3.节流压井管汇结构及组成Ｅ2（5）气动压力变送器气动压力变送器QY-400的结构如图所示。液动节流管汇使用的气动压力变送器QY-400型气动抗震压力变送器，QY-400的功用与防喷器控制装置所用YPQ-400气动压力变送器相同但其结构原理基本相同。3.节流压井管汇结构及组成Ｅ33.节流压井管汇结构及组成Ｅ4阀位变送器：型号：QFW-47，其结构原理为喷嘴挡板类型，如图所示。安置在液动节流阀的端部。液动节流阀的活塞杆伸出端与阀位变送器的顶杆相接触。液动节流阀的开关状况通过活塞杆的位移以机械作用力的方式舆给阀位变送器，阀位变送器再将所接受的机械力转换为气压讯号并将讯号输送到液控箱上的阀位开启度表，以气压的高低变化显示液动节流阀的开启程度。QFW型阀位变送器1）14MPa、21MPa和35MPa工作压力使用的节流管汇

3.节流压井管汇结构形式Ａ放喷管线去泥浆罐或气体分离器或放喷手动节流阀手动节流阀防喷器组出口3.节流压井管汇结构形式Ｂ35MPa、70MPa和105MPa工作压力使用的节流管汇放喷管线去泥浆罐或气体分离器或放喷手动节流阀遥控节流阀防喷器组出口P3.节流压井管汇结构形式Ｃ105MPa工作压力使用的节流管汇放喷管线去泥浆罐或气体分离器或放喷遥控或可调节流阀遥控节流阀防喷器组出口P遥控或可调节流阀七、套管头1.用途：套管头适用于中深井、深井、超深井、水平井、高压油气井等，是钻井过程中套管与防喷器之间的联接装置，以及用于完井后与采油（气）井口之间的联接。通过悬挂器支撑其后各层套管的重量；承受防喷器的重量；在内外套管之间形成压力密封；为释放套管柱之间的压力提供一个出口；可进行钻采工艺方面的特殊作业。1．若井未固好，可从侧孔补注水泥；2．在采取增产措施需进行酸化压裂时，可从侧孔施加压力以平恒油管压力；3．为保护环境，可将井场污水或多余泥浆，通过泥浆泵由侧孔回注入地层，减少车辆倒运费用。2.套管头结构Ａ套管头根据生产标准可分为：标准套管头和简易套管头1）标准套管头结构类型（1）按悬挂套管层数分为：单级、双级和三级套管头（2）按套管悬挂器的结构形式分为：卡瓦式（图7-1～图7-3）、螺纹式（图7-4）、坐挂式（图7-12）、焊接式（图7-7）。（3）按连接间方式分为：卡箍式(图7-1)、法兰式(图7-2)、螺纹式（图7-6）。（4）按通径尺寸结构分为：通孔式（图7-7）、缩孔式（图7-6）。（5）根据组合形式分为：单体式（图7-1），组合式套管头（图7-5）。2.套管头结构Ｂ图7-1卡箍联接卡瓦悬挂单级套管头图7-2法兰联接卡瓦悬挂双级套管头图7-3法兰联接卡瓦悬挂三级套管头2.套管头结构Ｂ1油管头本体套管悬挂器（焊接式）本体连接套管悬挂套管图7-4焊接悬挂通孔独立螺纹式套管头止动压盖图7-5坐挂式单级套管头压井帽套管悬挂器锁紧总成悬挂器锁紧杆锁紧螺母本体悬挂套管图7-6法兰式简易套管头本体套管悬挂器锁紧总成旁通丝堵2.套管头结构Ｂ2图7-7组合式三级套管头上部套管悬挂器下部套管悬挂器下部本体连接套管中部套管悬挂器悬挂套管组合式本体油管头本体油管头本体套管悬挂器连接套管悬挂套管本体止动压盖图7-9螺纹悬挂缩孔独立螺纹式套管头2）简易套管头：。简易套管头（图7-9～图7-12），对于浅井和井深结构简单的井，使用不仅可以满足施工要求而且具有良好的经济效益。2.套管头结构Ｃ表层套管图7-10螺纹悬挂式简易套管头技术套管下底法兰上底法兰井口法兰回固短接密封垫环特殊接头油层套管图7-11两瓣卡瓦悬挂简易套管头图7-12卡瓦悬挂式简易套管头2.套管头结构Ｄ3）结构特点套管头主要由套管头壳体（本体）、套管悬挂总成等组成。（1）套管头本体，一般分为下法兰四通、中间四通、上法兰四通等部分组成，组合式为组合四通。（2）悬挂总成，用来悬挂套管、油管并在内外套管柱之间的环形空间形成压力密封，其悬挂可用螺纹、卡瓦或任何适用的悬挂方式来完成。悬挂器总成的密封一般分为主、副密封。主密封直接同悬挂器相连，由座圈、密封圈组成；副密封（辅助密封）在悬挂器的上部、密封上部液体压力。副密封分为机械式和液压式两种，液压式，即注入密封脂进行密封，它的结构与防喷器二次注塑密封相同。套管头副密封型号及特点如表7-1所示。2.套管头结构Ｄ1密封形式机械式液压式自动压缩式“-1”型“-1”型“-1”型“-1”型“-1”型“-1”型密封原理上紧顶丝压缩环，下压，使胶垫涨开而密封注入高压密封脂，压缩密封圈而密封过盈密封，加油脂特点密封可靠特定尺寸，不能更换能改变密封件，适应各种尺寸套管，耐高压低压，可变换密封组件适应多种尺寸密封原理用于大尺寸套管小尺寸时可更换密封件低压高压表7-1套管头副密封分类及特点

3.套管头技术参数Ａ连接套管外径D悬挂套管外径D1本体额定工作压力MPa本体垂直通径Dtmmmm(代号)

193.7（75/8）114.3（41/2）71421178244.5（95/8）127.0（5）；177.8（7）

139.7（5½）7142135230273.0（103/4）177.8（7）139.7（5½）7142135254298.4（113/4）177.8（7）；139.7（51/2）193.7（75/8）7142135280323.8（123/4）139.7（51/2）7142135308339.7（133/8）139.7（51/2）；177.8（7）139.7（51/2）；244.5（95/8）714213570318表7-2单级套管头基本参数

3.套管头技术参数Ｂ表7-3单层套管头（Ｉ类套管头）规格型号

型号适应井深m工作压力MPa连接套管尺寸mm上部法兰规格侧口法兰规格垂直通径mmTG95/8×7-70450070244.5（95/8）内螺纹280-7052-70230TG95/8×51/2-70TG95/8×7-3535280-3552-35TG95/8×51/2-35TG123/4×95/8-35325.0(123/4)350-3552-35315TG123/4×7-35TG123/4×51/2-35TG133/8×95/8-35339.7(133/8)TG133/8×7-35TG133/8×51/2-35TG133/8×95/8-7070350-7052-70TG133/8×7-70TG133/8×51/2-70TG133/8×51/2-21

21350-21内螺纹表7-4双级套管头基本参数

3.套管头技术参数Ｃ连接套管外径D

套管外径下部本体额定工作压力MPa下部本体垂直通径Dt上部本体额定工作压力Mpa上部本体垂直通径Dt1D1D2mm（代号）单

体

式339.7(133/8)

177.8(7)127.0（5）139.7（51/2）142135318213570164244.5(95/8)127.0

（5）139.7（51/2）177.8（7）142135213570230整体

式339.7(133/8)244.5(95/8)127.0

（5）139.7（51/2）177.8（7）142135330213570344表7-5双层套管头（Ⅱ类套管头）规格型号

3.套管头技术参数Ｄ型

号适用井深mm工作压力MPa联结套管尺寸mm(in)中间法兰规格mm上部法兰规格mm侧口法兰规格mm垂直通径mm上部下部TG133/8×95/8×7-7060003570339.7(133/8)346.1(135/8)279.4(11)52.452.4315228TG133/8×95/8×7-3535TG133/8×95/8×7-7070TG133/8×95/8×51/2-3535TG133/8×7×5-7070TG133/8×7×5-35353.套管头技术参数Ｅ表7-6三级套管头基本参数（SY5127—92）连接套管外径D

套管外径下部本体额定工作压力MPa下部本体垂直通径Dt中部本体额定工作压力MPa中部本体垂直通径Dt1上部本体额定工作压力Mpa上部本体垂直通径Dt2D1D2D3mm（代号）339.7(133/8)244.5(95/8)177.8(7)127.0（5）143181423021164351421702135406.4(16)339.7(133/8)143901431821142135213570339.7(133/8)244.5(95/8)139.7（51/2）177.8(7)141421230211435352170508.0(20)177.8(7)144861421164351421702135244.5(95/8)139.7（51/2）177.8(7)1414212301421352135703.套管头技术参数Ｆ表7-7三层套管头规格型号

序号型号工作压力悬挂器下四通中四通下中上下四通中四通上四通规格mm最大负荷kN规格mm最大负荷kN规格mm最大负荷kN下部连接形式上法兰规格下法兰规格上法兰规格1T185/8×133/8×95/8×7-70213570339.71400244.51400177.81300插入焊接/卡瓦527.0-21527.0-21346.0-352T185/8×133/8×95/8×51/2-70139.73T20×133/8×95/8×7-70177.84T20×135/8×95/8×51/2-70139.7序号型号四通法兰规格转换法兰上部联接尺寸总高mm下法兰规格上法兰规格下四通中四通上四通下四通中四通上四通1T185/8×133/8×95/8×7-70346-35280-7052-2152-2152-70482315228CQ-600KQ-7000采油树17402T185/8×133/8×95/8×51/2-703T20×133/8×95/8×7-704T20×135/8×95/8×51/2-70八、钻井四通及井控附件

1.钻井四通按结构分有：普通四通和特殊四通。按用途分有：防喷器四通，采油树四通和套管头四通；1）结构特点钻井四通基本结构如图8-1所示，钻井四通主要起连接防喷器和套管头底法兰以及测出口连接放喷或压井管汇及作业管线，钻井四通中，有同径四通和异径四通之分。BHA上法兰侧法兰下法兰图8-12）规格及型号钻井四通的压力级别和通径与所配用的防喷器同等，钻井四通用钢级机械性能与所配防喷钢级性能相同，常用钻井四通的技术规范见表8-1。1.钻井四通序号上法兰规格(通径—压力)下法兰规格(通径—压力)侧法兰规格(通径—压力)外形尺寸(mm)HAB171/16-2171/16-2129/16-21494247674271/16-3571/16-3529/16-3555027567539-219-2131/8382191690411-3511-3541/16-35650325950511-7011-7041/16-357003508956135/8-21135/8-2141/16-355502757908135/8-35135/8-3541/16-356503259509135/8-70135/8-7041/16-357008004001050表8-1常用钻井四通的技术规范2.法兰Ａ法兰：是石油井口装置中的重要连接件，其可靠性对井口装置的安全性只有极其重要的作用。井控装置的所有连接，均以API标准为依据，法兰类型、尺寸及技术要求SY5279.01标准是参照采用美国石油学会APISPEC6A《井口和采油树设备规范》（1989年）标准制定的，因此，SY5279.2-91标准法兰规范同样适合API标准井口装置。1）环形法兰环形法兰可分为6B型环形法兰（简称B型法兰）和6BX型环型法兰（简称BX型法兰）两类，6B型有整体式、螺纹式、焊颈式；6BX型法兰有整体式、焊颈式。2）盲板法兰盲板法兰有6B型和6BX型两种，盲板法兰主要用于封堵或试压使用。3）规格型号（1）6B型环形法兰，规格尺寸见图8-2及表8-2～表8-。（2）6BX型环形法兰规格尺寸见图8-及表8-～表8-。（3）6B型盲板法兰见图8-4及表8-～表8-