防喷器装备发展及现场应用 (NXPowerLite)

防喷装置现状及开展趋势的探讨目录1.1四个阶段〔1〕“60型〞—手动控制型，仿苏“ППM〞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。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API16AAPI16D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ISOAPI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“根本〞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135-35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.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根本评估意见〔1〕各厂样机能满足现场使用要求；〔2〕“攻关胶芯〞能到达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—翻开防喷器泄压问题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—活塞行程缺乏—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〕严禁用翻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4.1API16A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总体评估意见〔1〕在役闸板防喷器“根本〞满足现场的使用要求；〔2〕各项性能指标“根本〞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〕局部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〕严禁用翻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“根本〞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，用于山前或遥远井不方便；〔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。〔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6.2国外防喷装置开展趋势6.2.1PCWD、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〕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—局部胶芯不能“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