井控装备技术教学课件PPT.ppt

《井控装备技术教学课件PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《井控装备技术教学课件PPT.ppt（138页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、井控设备技术,李太忠,第二章 环型防喷器,目 录,第三章 闸板防喷器,第四章 旋转防喷器,第五章 控制装置,第六章 节流与压井管汇,第七章 设备的安装与试压以及常规活动检查,第八章 钻具内防喷工具,第九章 钻井液气体分离器与自动灌注装置,第一章 井控设备概述,在钻井作业过程中，为防止地层流体侵入井内，应始终保持井内钻井液液柱压力略大于地层压力。但在实际钻井作业时，常常因各种因素的影响使井内钻井液液柱压力小于地层压力，使井内压力平衡关系遭到破坏，而导致井喷的产生，结果造成人身伤亡，钻机损坏，油层损害等。,第一章 井控设备概述,钻井施工作业时，需要一定的技术、设备，实施监测控制，防止井喷产生。一旦

2、发生井喷能及时准确控制井口，实施压井作业，重新恢复对油气井的压力控制。有时井口设施损坏严重，油气井失去压力控制，需采取抢险作业。完成上述工作所使用的设备，通称为井控设备。所谓的井控设备即用于实施油气井压力控制技术的一整套专用设备，仪表与工具的总称。因此了解井控设备的性能，正确安装维护，使井控设备发挥应有的功能，是搞好油气井压力控制的重要保证。,第一章 井控设备概述,井控设备应具有下述功能 1、预防井喷。2、及时发现溢流。3、迅速控制井喷。4、处理复杂情况。,第一章 井控设备概述,1、井口防喷器组：环形防喷器、闸板防喷器、四通等；2、控制系统：储能器装置、遥控装置、辅助遥控装置；3、节流管汇、压

3、井管汇；4、内防喷工具：方钻杆球阀、回压阀、投入式单向阀等；5、加重装置：重晶石粉混合漏斗装置；重晶石粉气动力下料装置；6、起钻灌注钻井液装置；7、钻井液气体分离器；8、监测仪表：液体罐液面监测仪、甲烷、硫化氢等检测器；9、特殊作业设备：不压井起下钻装置、清障、灭火设备等。,第一章 井控设备概述,液压防喷器的特点 1、关井动作迅速 2、操作方便 3、安全可靠 4、现场维修方便,第一章 井控设备概述,液压防喷器的最大工作压力与公称通经 1、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。共分5级，即：14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa。2、

4、液压防喷器的公称通经是指防喷器的上下垂直通孔直径。共分9种，即：180mm、230mm、280mm、346mm、426mm、476mm、528mm、540mm、680mm,第一章 井控设备概述,液压防喷器的型号 单闸板防喷器 FZ公称通径一最大工作压力；双闸板防喷器 2FZ公称通径一最大工作压力；三闸板防喷器 3FZ公称通径一最大工作压力；环形防喷器 FH公称通径一最大工作压力；例如，公称通径230mm，最大工作压力21MPa的单闸板防喷器，型号为FZ2321；公称通径346mm，最大工作压力35MPa的双闸板防喷器，型号为2FZ3535；公称通径280mm，最大工作压力35MPa的环形防喷器

5、，型号为FH2835。,第一章 井控设备概述,井口防喷器的组合 在钻井过程中，通常，油气井口所安装的部件自下而上的顺次为：套管头、四通、双闸板防喷器、环形防喷器、防溢管。套管头装在套管上，用以承受井口防喷器组件的全部重量。四通两翼连接节流与压井管汇。防溢管则导引自井筒返回的钻井液流入震动筛。,第一章 井控设备概述,第二章 环型防喷器,目 录,第三章 闸板防喷器,第四章 旋转防喷器,第五章 控制装置,第六章 节流与压井管汇,第七章 设备的安装与试压以及常规活动检查,第八章 钻具内防喷工具,第九章 钻井液气体分离器与自动灌注装置,第一章 井控设备概述,一、环形防喷器的功用,1、当井内无钻具时，能全

6、封闭井口；2、在进行钻井、取芯、测井等作业过程中发生井喷时，能封闭方钻杆、钻杆，取芯工具、电缆及钢丝绳等与井筒所形成的环形空间。3、在采用减压调压阀控制的情况下，能在封闭状态下通过18度对焊钻杆接头，强行起下钻具。,二、环形防喷器的类型 环形防喷器按胶芯形状结构不同可分为如下两种类型：1、锥型胶芯环形防喷器；2球型胶芯环形防喷器；三、锥型胶芯环形防喷器 1、锥型胶芯环形防喷器结构。如图所示。,锥型胶芯环形防喷器结构图,四、球型胶芯环形防喷器,如图所示。,1、球型胶芯环形防喷器结构,球芯胶芯环形防喷器结构,五、环形防喷器的使用要求,为保护胶芯，延长其使用寿命，减少胶芯的磨损，确保封井可靠，必须按

7、下述各项要求操作使用环形防喷器。1、在现场不做封零实验，但应按规定做封环空实验。防喷器在井口安装后应做试压检查，钻入油气层后，按规定进行关开井活动检查。在做这些检查时，只做封环空实验。因为环形防喷器封零时胶芯磨损过多，将导致胶芯提前报废。,五、环形防喷器的使用要求,2、在封井状态，可慢速上下活动钻具，但不许转动钻具。环形防喷器在封井工况下，允许钻具上下活动，但活动速度应缓慢，同时降低封井油压，尽可能地减少胶芯磨损，严禁转动钻具，否则钻具与胶芯摩擦发热，撕裂胶芯，导致井口失控。3、不许用微开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度坡度的对

8、焊钻杆接头。,五、环形防喷器的使用要求,5、封井油压不应过大。液控油压最大不允许超过15MPa。通常，液控油压不超过10.5MPa。环形防喷器胶芯的橡胶是硬橡胶，在活塞的强力挤压下，易老化变脆，弹性减弱，耐磨性降低。活塞对胶芯的挤压作用来自液控系统的压力，因此液控油压应加以限制。6、不许长期关井作业 环形防喷器能适应井口的多种情况，迅速实现关井。却不利于长期关井。因为胶芯在长时间的挤压下，会加速橡胶老化变脆，降低使用寿命；环形防喷器无机械锁紧装置，在封井过程中必须始终保持高压油作用在活塞上，管路长期处于高压工况下，极易憋漏，进而导致井口失控。,五、环形防喷器的使用要求,7、胶芯备件妥善保管。环

9、形防喷器的胶芯与其它橡胶制品一样，放置不用也会逐渐老化，倘若保管不善，也会降低其使用寿命，早期损坏。胶芯应放置在常温（27度以下）干燥的暗室内，切勿暴露在室外。经常检查，如发现有变脆、裂纹、弯曲不可使用。胶芯应远离产生电弧的电器设备，以防臭氧腐蚀，胶芯应单个平放，不应压挤叠堆，每个胶芯都应编号注册，注明出厂日期，按厂家规定有效年限，到期报废。8、液压油应按期滤清与更换，保持清洁。9、防喷器每次打开后，必须检查是否全开，以防挂坏胶芯。,第二章 环型防喷器,目 录,第三章 闸板防喷器,第四章 旋转防喷器,第五章 控制装置,第六章 节流与压井管汇,第七章 设备的安装与试压以及常规活动检查,第八章 钻

10、具内防喷工具,第九章 钻井液气体分离器与自动灌注装置,第一章 井控设备概述,一、闸板防喷器的功用,1、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。2、当井内无钻具时，可用全封闸板全封井口。3、当井内有钻具，需将钻具剪断，并全封井口时，可用剪切闸板。剪切钻具，全封井口。4、有些闸板防喷器的闸板允许承重，可悬挂钻具。5、闸板防喷器壳体上有侧孔，在侧孔上连接管线，可代替节流管汇循环钻井液或放喷。,第三章 闸板防喷器,二、闸板防喷器的类型 闸板防喷器根据所能配置的闸板数量分为：1、单闸板防喷器壳体只有一个闸板室，只能安装一副闸板；2、双闸板防喷器壳体有两个闸板室，可安装两副闸板 3、

11、三闸板防喷器壳体有三个闸板室，可安装三副闸板,第三章 闸板防喷器,三、闸板防喷器的结构 闸板防喷器主要由壳体、侧门、油缸、活塞与活塞杆、锁紧轴、端盖、闸板等部件组成。（闸板防喷器壳体上端的连接有三种方式：丝扣连接、法兰连接、卡箍连接）。（闸板防喷器壳体下端的连接有三种形式：丝扣连接、法兰连接、卡箍连接）。,第三章 闸板防喷器,三、闸板防喷器的结构,第三章 闸板防喷器,四、闸板防喷器工作原理,2、密封原理 闸板防喷器要有四处密封起作用才能有效封闭井口。这四处密封是：(1)闸板前部与管子的密封闸板前部装有前部橡胶，依靠活塞推力抱紧管子实现密封。当前部橡胶严重磨损或撕裂时，高压钻井液会于此处刺漏而使

12、封井失效。全封闸板则为闸板前部橡胶的相互密封。(2)闸板顶部与壳体的密封闸板上平面装有顶部橡胶，在井口高压钻井液作用下，顶部橡胶紧压壳体凸缘，使井液不能从壳体顶部通孔溢出。(3)侧门与壳体的密封侧门与壳体的接合面上装有密封圈，侧门紧固螺栓将密封圈压紧，使钻井液不能从该处泄漏。,第三章 闸板防喷器,四、闸板防喷器工作原理,2、密封原理,(4)侧门腔与活塞杆间的密封侧门腔与活塞杆之间装有密封圈，该密封圈具有液压助封特点，防止高压钻井液与液压油窜漏。一旦高压钻井液冲破密封圈，钻井液将进入油缸与液控管路，使液压油遭到污染，损伤液控阀件。闸板的密封过程分为两步：一 是液压油作用下闸板轴推动闸板前密封胶芯

13、挤压变形密封前部，顶密封胶芯与壳体间过盈压缩（分体式闸板可挤压顶密封向上凸出）密封顶部，从而形成初始密封；二是在井内有压力时，井压从闸板后部推动闸板前密封进一步挤压变形，同时井压从下部推动闸板上浮贴壳体上密封面，从而形成可靠的密封，称为井压助封作用。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,1、更换闸板及注意事项,更换闸板示意图,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,1、更换闸板及注意事项,(1)检查储能器装置上控制该闸板防喷器的换向阀手柄处于中位。(2)拆下侧门固定螺栓，旋开侧门。(3)液压关井，使闸板从侧门腔内伸出。(4)拆下旧闸板，装上新闸板，闸板装正、装平。(5)液压开井

14、，使闸板缩入侧门腔内。(6)在储能器装置上操作，将换向阀手柄扳回中位。(7)关侧门，上紧固定螺栓。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,2、侧门开关注意事项：,(1)侧门不应同时打开。(2)侧门未充分旋开或未用螺栓固定前，都不许液压关、开井动作。如进行液压关井动作，由于侧门向外摆动，闸板必将顶撞壳体，造成事故。(3)转动侧门时，液控压力油应处于泄压状态。液控压力油泄压的办法是：在储能器装置上将控制闸板防喷器的换向阀手柄转至中位，储能器装置上换向阀由开位和关位转至中位时，一则可以切断管路油源，二则可以使管路的油压泄压。(4)侧门打开后，液动闸板时需挡住侧门。,第三章 闸板防喷器,六、闸

15、板防喷器的合理使用,3、塞杆二次密封的使用要求,在封井工况下，如果观察孔有流体溢出，就表明密封圈已损坏，此时立即拆下六角螺塞，用专用扳手顺时针旋拧孔内螺钉，迫使棒状二次密封脂通过单向阀、隔离套径向孔进入密封圈的环隙，二次密封脂填补空隙后，就可使活塞杆的密封得以补救与恢复。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,3、塞杆二次密封的使用要求,活塞杆二次密封装置使用注意事项：(1)预先填放好二次密封脂，专用扳手妥为存放。(2)闸板防喷器投入使用时，应卸下观察孔螺塞并经常观察有否钻井液或油液流出。(3)密封圈失效后压注二次密封脂不可过量，以观察孔不再泄漏为准。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷

16、器的合理使用,4、闸板防喷器的关开井操作（以手动闸板锁紧系统为例）,(1)闸板防喷器的关井操作步骤 1)液压关井在司钻控制台上操作空气换向阀关井。2)手动锁紧顺时针转动两侧锁紧手轮，到位后，再逆时针转动两手轮各1/81/4圈。3)液控压力油泄压在储能器装置上操作换向阀处于中位 手动锁紧的操作要领是顺旋，到位，回旋。为了确保锁紧轴伸出到位，手轮必须旋够圈数直到旋不动为止。手轮应旋的圈数，各闸板防喷器是不同的。手轮回旋1/8-1/4圈的目的是使锁紧轴与活塞连接的丝扣间留有适当间隙，既保证丝扣松动不致卡死，又可使下次手动解锁操作省力。液控压力油卸压时，需到储能器装置上操作，司钻控制台只能操作关、开井

17、，不能操作液控管路泄压。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,4、闸板防喷器的关开井操作（以手动闸板锁紧系统为例）,(2)闸板防喷器的开井操作步骤,1)手动解锁逆时针旋转两侧操纵手轮，使锁紧轴缩回到位，手轮停止转动后，再顺时针旋转两手轮各1/8-1/4圈。2)液压开井在司钻控制台上操作空气换向阀进行开井。3)液控压力油泄压在储能器装置上操作换向阀使之处于中位。手动解锁的操作要领是：逆旋，到位，回旋。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,4、闸板防喷器的关开井操作（以手动闸板锁紧系统为例）,(3)闸板防喷器的手动关井操作步骤,1)操作储能器装置上换向阀处于关位。2)手动关井顺

18、时针旋转两侧操纵手轮，将闸板推向井眼中心，手轮被迫停转后再逆时针旋转两手轮各1/81/4圈。3)操作储能器装置上换向阀处于中位。,手动关井的操作要领：顺旋，到位，回旋。,第三章 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,5、液压随动锁紧轴的闸板防喷器机械锁紧的判断,闸板防喷器液压关井后，其机械锁紧状况从外观上是很容易判断的。防喷器的端盖孔内装有密封圈，锁紧轴经常相对于密封圈往复运动摩擦，致使锁紧轴外露端有较长一段无锈蚀，颇为光亮。当闸板防喷器关井后，如果看到锁紧部位的光亮部位露出，锁紧轴外伸较长即可断定为防喷器已机械锁紧；如果看到锁紧轴的光亮部位隐入，外伸较短则可断定尚未机械锁紧。参见下图,第三章

19、 闸板防喷器,六、闸板防喷器的合理使用,5、液压随动锁紧轴的闸板防喷器机械锁紧的判断,（锁紧）,（解锁）,闸板的锁紧与解锁示意图,第三章 闸板防喷器,七、闸板防喷器的使用注意事项,1、半封闸板尺寸应与所用钻杆尺寸相对应。2、井中有钻具时切忌用全封闸板封井；非紧急时严禁使用剪切闸板。3、长期封井用手动锁紧机构锁紧闸板，并将换向阀手柄扳至中位 4、长期封井后，开井前应首先将闸板解锁，再液压开井。未解锁不许液压开井。5、闸板在手动锁紧或手动解锁操作时，两手轮必须旋转足够的圈数，确保锁紧轴到位。6、液压开井后，应到井口监视闸板是否全部打开。7、半封闸板封井后，不能转动钻具。8、进入油气层后，每次起下钻

20、前应对闸板防喷器开关活动一次。,第三章 闸板防喷器,七、闸板防喷器的使用注意事项,9、半封闸板不准在空井条件下试开关。10、防喷器处于待命工况时，应卸下活塞杆二次密封装置观察孔螺塞，处于关井工况时应有专人负责注意观察孔是否有溢流情况。11、配装有环形防喷器的井口防喷器组，在发生溢流关井时，必须按以下顺序操作：首先利用环形防喷器封井。其目的是防止闸板防喷器封井时损害胶芯。然后，再用闸板防喷器封井。其目的是充分利用闸板防喷器封井可靠，有机械锁紧装置，适于长期封井的特点。最后，及时打开环形防喷器，避免环形防喷器长期封井。,第三章 闸板防喷器,第二章 环型防喷器,目 录,第三章 闸板防喷器,第四章 旋

21、转防喷器,第五章 控制装置,第六章 节流与压井管汇,第七章 设备的安装与试压以及常规活动检查,第八章 钻具内防喷工具,第九章 钻井液气体分离器与自动灌注装置,第一章 井控设备概述,旋转防喷器安装在井口防喷器组的最上端，即拆掉防溢管换装以旋转防喷器。旋转防喷器可以封闭钻杆与方钻杆并在所限定的井口压力条件下允许钻具旋转，实施带压钻进作业(边喷边钻)。在钻开油气层时为避免井中钻井液液柱压力过高以致将油气层压死或污染，常采取降低钻井液密度的措施，使钻井液液柱压力略低于地层压力，保持井底轻度溢流，这时井口必须安装旋转防喷器，利用旋转防喷器封住井口环形空间，同时保持钻具旋转钻进。旋转防喷器也常用于修井作业

22、中。在利用空气或天然气做为洗井介质的钻井工程中，旋转防喷器是必须配备的井口设备,该旋转防喷器适用与打开油气层时带压钻进以及油气井的带压修井。,第二章 环型防喷器,目 录,第三章 闸板防喷器,第四章 旋转防喷器,第五章 控制装置,第六章 节流与压井管汇,第七章 设备的安装与试压以及常规活动检查,第八章 钻具内防喷工具,第九章 钻井液气体分离器与自动灌注装置,第一章 井控设备概述,第五章 控制装置,一、概述 液压防喷器都配备控制系统。并通过其控制实现防喷器的开关。所需压力由控制系统提供。控制系统的功用就是预先制备与储存足量的压力油并控制压力油的流动方向，使防喷器迅速开关。当压力油使用消耗，油量减少

23、，油压降低到一定程度时，控制系统能自动补充储油量，使液压油始终保持在一定的高压范围内。,二、控制系统的主要部件,1、储能器(1)功用 储能器用于储存足量的高压油，为井口防喷器、液动阀动作提供可靠油源。(2)结构 如图所示。,储能器钢瓶,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,(3)主要技术规范 单瓶公称容积：胶囊充氮压力:70.7MPa 钢瓶设计压力：32MPa 储能器额定工作压力：21 MPa 单瓶理论充油量(油压由7MPa升至21MPa):27升 单瓶理论有效排油量(油压由21MPa降至8.4MPa):20升 单瓶实际有效排油量(油压由21MPa降至8.4MPa):约17升,1、储能器,

24、第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,1、储能器,(4)现场使用注意事项 1)钢瓶胶囊中只能预充氮气，不应充压缩空气，绝对不能充氧气 2)往胶囊充氮气时应使用充氮工具并应在充氮前首先泄掉钢瓶里的压力油，即必须在无油压条件下充氮。3)每月对胶囊的氮气压力检测一次。检测时使用充氮工具，检测前应首先泄掉钢瓶里的压力油。4)现场无充氮工具时可采取往储能器里充油升压的方法检测氮气预压力。方法是打开泄压阀使储能器压力油流回油箱，关闭泄压阀，启动电泵往储能器里充油。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,2、电 泵(1)功 用 电泵用来提高液压油的压力，往储能器里输入与补充压力油。电泵在控制装置中做

25、为主泵使用。(2)结构与工作原理 电泵为三柱塞、单作用、卧式、往复油泵，由三相异步防爆电机驱动。结构与井场钻井泵类似，其工作原理也相同。电泵结构如图所示。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,2、电 泵,电泵,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,2、电 泵,(3)主要技术规范FKQ4005A控制装置配备QB21-50型电泵，其主要技术规范如下：额定工作压力 21MPa理论排量 25.71/min实际排量 24.42l/min每转排量 52.788ml/r电机功率 15KW,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,2、电 泵,(4)现场使用注意事项 1)电源不应与井场电源混淆，应专

26、线供电，以免在紧急情况下井场电源被切断而影响电泵正常工作。2)电源电压应保持380V，电压过低将影响电泵的正常补油工作 3)电泵往储能器里补充压力油时应卸压启动，即储能器油压应降至17.5MPa以下，以保护电泵与电机。4)控制装置投入工作时电泵的启停应由压力继电器控制，即电控箱旋钮应旋至自动位。压力继电器上限压力调定为21MPa；下限压力调定为17.5MPa。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,2、电 泵,(4)现场使用注意事项,5)电机接线时应保证曲轴按逆时针方向旋转，即链条箱护罩上标志的红色箭头旋向。其目的是使十字头得到较好的飞溅润滑。6)曲轴箱、链条箱注入20号机油并经常检查油标

27、高度，机油不足时应及时补充。半年换油一次。7)柱塞密封装置中密封圈应松紧适度。密封圈不应压得过紧，以有油微溢为宜。通常调节压紧螺帽，使该处每分钟滴油58滴。8)拉杆与柱塞应正确连接，当钢丝挡圈折断须在现场拆换时，应保证拉杆与柱塞端部相互顶紧勿留间隙，否则将导致新换钢丝挡圈过早疲劳破坏。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,3、气 泵,(1)功用 气泵用以向储能器输入与补充压力油，但在控制装置中做为备用辅助泵。当电泵发生故障、停电或不许用电时启用气泵；当控制装置需要制备21MPa以上的高压油时启用气泵。(2)结构与工作原理 气泵上部为气动马达，下部为抽油泵。气动马达由钻机气控系统制备的压缩

28、空气驱动。抽油泵为单柱塞、立式、往复油泵。气泵结构如图8-7-11所示。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,3、气 泵,气泵,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,3、气 泵,(3)现场使用注意事项。,1)气泵耗气量较大，FK5-480所配置的气泵其最大耗气量高达3.1m3/min。当钻机气控系统气源并不充裕时，不宜使气泵长期自动运转工作。,2)气泵的油缸上方装有密封盘根，当漏油时可调节盘根压帽，盘根压帽不宜压得过紧，不漏即可，否则将加速盘根与活塞杆的磨损。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,3、气 泵,(3)现场使用注意事项。,3)换气机构中的滑块易卡死，应保持压缩空气的

29、洁净与低含水量。在设备使用频繁时，气路上的分水滤气器应半月清洗一次，每天打开底部放水阀放掉杯内积水。如图,分水滤气器,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,3、气 泵,(3)现场使用注意事项。,4)气路上装有油雾器。压缩空气进入气缸前流经油雾器时，有少量润滑油化为 雾状混入气流中，藉以润滑气缸与活塞组件。油雾器的结构如图所示。,油雾器,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,3、气 泵,油雾器使用时注意事项：油杯中储存10号机油；油杯中盛油不可过满，2/3杯即可，最多3/4杯。盛满油时，油雾器将失效。控制系统投入工作时，每天检查油杯油面一次，酌情加油。加油时不必停气，可以带压操作，即将油

30、杯上螺塞旋下直接往杯中注油，油杯中存油不会溅出。手调顶部针型阀以控制油雾器喷油量。通常，逆时旋拧针型阀半圈即可。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,4、控制系统（远程控制台）换向阀,(1)功 用 储能器装置上的换向阀用来控制压力油流入防喷器的关井油腔或开井油腔，使井口防喷器迅速关井或开井。(2)结构与工作原理 该换向阀属于三位四通转阀。手柄联接二位气缸，既可手动换向又可在钻台遥控气动换向。三位四通换向阀的结构如图所示。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,4、控制系统（远程控制台）换向阀,三位四通换向阀,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,4、控制系统（远程控制台）换向阀,

31、图8-7-14 三位四通换向阀,(3)现场使用注意事项 1)操作时手柄应扳动到位。2)不能在手柄上加装其它锁紧装置。3)手柄下方连接的二位气缸其摆动轴处有黄油嘴，活塞杆盘根处有机油杯。设备投入使用时应每周压注黄油与机油一次。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,5、旁通阀,(1)功用 储能器装置上的旁通阀用来将储能器与闸板防喷器供油管路连通或切断。当闸板防喷器使用10.5MPa 的正常油压无法推动闸板封井时，须打开旁通阀利用储能器里的高压油实现封井作业。大于10.5MPa时的使用情况,系统压力=21MPa 时 打开旁通阀，高压油绕过减压调压阀，进入闸板防喷器，使控制对象开关。,第五章 控

32、制装置,二、控制系统的主要部件,5、旁通阀,系统压力 21MPa 时 打开旁通阀；关储能器截止阀；停电泵；开气泵旁通阀；开气泵进气阀用气泵打压。,(2)结构与工作原理 旁通阀为二位二通转阀，其结构、工作原理与前述三位四通换向阀类似（如图）。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,5、旁通阀,旁通阀,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,6、减压阀,(1)功 用 减压阀用来将储能器的高压油降低为防喷器所需的合理油压。当利用环形防喷器封井起下钻作业时，减压阀起调节油压的作用，保证顺利通过接头并维持关井所需液控油压稳定。(2)结构与工作原理 手动减压阀的结构如图所示。,第五章 控制装置,四、

33、控制系统的主要部件,6、减压阀,手动减压阀,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,6、减压阀,(3)现场使用注意事项,1)调节手动减压阀时，顺时针旋转手轮二次油压调高，逆进针旋转手轮二次油压调低。2)调节气动减压阀时,顺时针旋转空气调压阀手轮二次油压调高；逆时针旋转空气调压阀手轮二次油压调低。3)带有气动减压阀的控制装置在投入工作时将三通旋塞扳向上方，气动减压阀由遥控装置遥控。4)减压阀调节时有滞后现象，二次油压不随手柄或气压的调节立即连续变化，而呈阶梯性跳跃。二次油压最大跳跃值可允许3MPa。调压操作时应尽量轻缓，切勿操之过急。调试完毕上紧锁紧手柄。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要

34、部件,7、安全阀,(1)功 用 安全阀用来防止液控油压过高，对设备进行安全保护。储能器装置上装设2个安全阀，即储能器安全阀与管汇安全阀。(2)结构与工作原理 安全阀属于溢流阀，其结构如图所示。,第五章 控制装置,在远程台上有两个（1）蓄能器溢流阀：溢流压力为24MPa；（2）管汇溢流阀：溢流压力为36.5MPa。,二、控制系统的主要部件,7、安全阀,(2)结构与工作原理,安全阀进口与所保护的管路相接，出口则与油箱管路相接。平时安全阀“常闭”，即进口与出口不通。一旦管路油压过高，钢球上移，进口与出口相通，压力油立即溢流回油箱,使管路油压不再升高.管路油压恢复正常时,钢球被弹簧压下,进口与出口切断

35、。,安全阀属于溢流阀，其结构如图所示,安全阀开启溢流的油压值由上部调压丝杆调节。,安全阀,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,8、压力继电器,(1)功 用 压力继电器用于自动控制电泵的启动与停止以维持储能器的油压在适用范围内(17.521MPa)。储能器的油压达到上限值21MPa时，压力继电器自动切断电泵电源，电泵停止运转，储能器油压不再上升。储能器油压降至下限值17.5MPa时，压力继电器自动接通电泵电源，电泵启动补油。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,8、压力继电器,(2)压力继电器的使用与调节 如图所示,电接点压力表与电控箱示意图,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件

36、,9、压力继气器,(1)功用 压力继气器用来自动控制气泵的启停，使储能器保持21MPa油压。(2)结构与工作原理 压力继气器的结构 如图所示。,压力继气器,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,10、单向阀,(1)功用 单向阀用来控制压力油单向流动，防止倒流。电泵、气泵的输出管路上都装有单向阀。压力油可以通过单向阀流向储能器，但在停泵时，压力油却不能回流到泵里。这样使泵免遭高压油的冲击。(2)结构 单向阀的结构如图所示。单向阀在现场无需调节与维修。,单向阀,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,11、气动压力变送器(1)功 用 气动压力变送器用来将储能器装置上的高压油压值转化为相应的低

37、压气压值，然后低压气经管线输送到遥控装置上的气压表，以气压表指示油压值。这样既使司钻可以随时掌握储能器装置上的有关油压情况，同时又避免了将高压油引上钻台。遥控装置上气压表的表盘已更换为相应高压油压表的表盘。,因此，示压值与储能器装置上所对应的油压表的油压值是相同的。,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,11、气动压力变送器,(2)结构与工作原理如图所示。,QBY-32型压力变送器结构示意图,第五章 控制装置,二、控制系统的主要部件,11、气动压力变送器,(2)结构与工作原理,变送器输入液压油并输入压力为0.14MPa的压缩空气（一次气），输出0.020.1MPa的压缩空气（二次气），二次

38、气压与输入液压成相应比例关系。主杠杆为立式，由支点膜片支撑可绕支点轻微摆动。主杠杆上方承受调零弹簧作用力与波纹管作用力，主杠杆下方则承受弹簧管作用力。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,控制装置在运往井场前已检修调好。但在运抵井场，安装妥当后仍需要进行调试。井场调试应在井口防喷器组、节流压井管汇、控制装置等安装完毕后进行。井场调试的目的是检查管路是否密封？有关部件的技术指标是否调准？液控、气控是否正常？如有问题应立即解决，使系统处于正常可靠状态。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(一)储能器装置(远程控制台)空负荷运转,空负荷运转是使泵组在油压几乎等于零的工况下运转。目的是疏通油

39、路；排除管路中空气；检查电泵、气泵空载运行情况。,1、运转前检查准备工作 在空负荷运转前应首先检查液压油与润滑情况；电源与气源情况；各阀的开关工况。(1)油箱注20号液压油，油面不应超过上部油位计上限。(2)电泵曲轴箱、链条箱注20号机油，检查油标高度。(3)油雾器油杯注10号机油，调节顶部针型阀，顺旋半圈。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(一)、储能器装置(远程控制台)空负荷运转,(4)电源总开关合上，电压保证380，装有气源截止阀的控制装置，须将气源截止阀开启，气源压力表显示气压0.650.8MPa。供气管路密封良好,试压合格。(5)储能器进出油截止阀开启。储能器钢瓶下部截止阀全

40、开。(6)电泵、气泵进油阀全开。(7)三位四通换向阀手柄处于中位。(8)气泵进气路旁通截止阀关闭。(9)旁通阀手柄处于开位。(10)泄压阀打开。,1、运转前检查准备工作,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,2、空负荷运转的操作步骤：(1)电控箱旋钮转至手动位置启动电泵。检查电泵链条的旋转方向；柱塞密封装置的松紧程度；柱塞运动的平稳状况。电泵运转10min后手动停泵。(2)开气泵进气阀启动气泵。检查气泵工作是否正常。关气泵进气阀，停泵。(3)关闭泄压阀。旁通阀手柄扳至关位。,(一)、储能器装置(远程控制台)空负荷运转,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(二)、储能器装置(远程控制台)带

41、负荷运转,带负荷运转是使泵组在正常油压下运转，目的是检查管路密封情况及部件的技术指标。操作内容与顺序简述于下。(1)手动启动电泵。从储能器压力表上可以看出油压迅速升至7MPa，然后缓慢升至21MPa。手动停泵，稳压15min。检查管路密封情况，储能器压力表降不超过0.5MPa为合格。(2)观察环形防喷器供油压力表与闸板防喷器供油压力表，检查或调节两个减压阀的二次油压为10.5MPa。(3)开、关泄压阀，使储能器油压降至17.5MPa以下，手动启动电泵，使油压升至储能器安全阀调定值，检查或调节储能器安全阀的开启压力。手动停泵。,三、控制系统现场调试,(二)、储能器装置(远程控制台)带负荷运转,(

42、4)开、关泄压阀，使储能器油压降至17.5MPa以下，自动位启动电泵（电控箱旋钮转至自动位置）。检查压力继电器的工作效能，即上限油压与下限油压是否准确，否则重新调定。务必保证电泵自动启停，工作可靠。最后，将电控箱旋钮旋至停位、停泵。(5)开、关泄压阀，使储能器油压降至19MPa以下，开气泵进气阀，启动气泵。检查或调节压力继气器工作效能。关气泵进气阀，停泵。(6)检查或调节气动压力变送器的输入气压，一次气压表显示0.14MPa。核对储能器装置与遥控装置上三副压力表的压力值，根据需要进行有压调等。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(二)、储能器装置(远程控制台)带负荷运转,(7)检查管汇安

43、全阀的开启压力。操作要点是；在FKQ4005A装置中关闭电泵与气泵输油管线汇合处的截止阀，FK5-480装置中则需关闭储能器进出油截止阀；旁通阀手柄扳至开位；打开气泵进气路上的旁通截止阀；开气泵进气阀启动气泵；观察闸板防喷器供油压力表核对管汇安全阀的开启压力。稳压10min，检查管路耐压密封情况。最后使管路系统恢复正常。操作顺序是：关气泵进气阀停泵；关闭气泵进气路上旁通截止阀；开、关泄 压阀使管路油压降至10.5MPa；将旁通阀手柄扳回关位；在FKQ4005A装置中打开电泵与气泵输油管线汇合处的截止阀，FK5-480装置中则打开储能器进出油截止阀。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(三

44、)、储能器装置(远程控制台)上操作检查液控效能,在储能器装置上操作三位四通换向阀，使井口控制对象开关各两次。检查液控效能、开关动作正误、液控管路密封情况，同时通过液压油的流动循环将管路中空气排净。1、液控管路试压 测试压力为21 MPa。稳压三分钟以上，联结管路无渗漏，压力不降为合格。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(三)、储能器装置(远程控制台)上操作检查液控效能,2、防喷器关闭时间测试：1)要求：所有防喷器及液动放喷阀在20秒内关闭。2)试验步骤：a.在环形防喷器处下入一根钻杆；b.记录储能器压力；c.关掉电、气泵；d.同时把防喷器换向阀手柄扳到关位；液 动放喷阀手柄扳到开位；e

45、.记录每一防喷器关闭时间；f.记录储能器最终压力；g.打开电、气泵；h.把所有防喷器换向阀手柄扳到开位，液动放 喷阀扳到关位。动作完毕后，全回中位。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(三)、储能器装置(远程控制台)上操作检查液控效能,2、防喷器关闭时间测试：,将上述试验结果记录报表上。储能器初始压力：17.5MPa 储能器终了压力：MPa环形防喷器关闭时间：秒 半封闸板防喷器关闭时间：秒全封闸板防喷器关闭时间：秒液动放喷阀打开时间：秒,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(四)、遥控装置上操作检查气控效能 在遥控装置上操作气控阀件，使井口控制对象开关各一次。检查气控效能、开关动作正

46、误。操作空气换向阀使储能器装置上旁通阀打开，观察闸板防喷器供油压力表，此时该表油压应与储能器示压表一致。若储能器装置上装有气动减压阀，则应在遥控装置上调节空气调压阀，改变储能器装置上气动减压阀的二次油压，观察环形防喷器供油示压表，检查油压变化。,第五章 控制装置,三、控制系统现场调试,(五)、控制装置停机 现场调试完毕后控制装置停机。操作要点：开、关泄压阀排掉储能器压力；电控箱旋扭转至停位；拉下电源空气开关；三位四通换向阀手柄扳至中位；装有气源截止阀的控制装置须将气源截止阀关闭。,第五章 控制装置,四、控制系统“待命”工作时的工况,钻开油气层前，控制系统应投入工作处于随时发挥作用的待命工况。储

47、能器应预先充油，升压至21MPa，调好有关阀件并经检查无误后待命备用。控制系统的“待命”工况，分述如下。1、储能器装置（远程控制台）工况(1)电源空气开关合上，电控箱旋钮转至自动位；(2)装有气源截止控制装置，将气源截止阀打开；(3)气源压力表显示0.650.8MPa；(4)储能器钢瓶下部截止阀全开;,第五章 控制装置,四、控制系统“待命”工作时的工况,控制系统的“待命”工况，分述如下。1、储能器装置（远程控制台）工况,(5)电泵与气泵输油管线汇合处的截止阀打开或储能器进出油截止阀打开;(6)电泵、气泵进油阀全开；(7)泄压阀关闭；(8)旁通阀手柄处于关位；(9)换向阀手柄处于中位；(10)储

48、能器压力表显示17.521MPa；(11)环形防喷器供油压力表显示10.5MPa；,第五章 控制装置,四、控制系统“待命”工作时的工况,控制系统的“待命”工况，分述如下。1、储能器装置（远程控制台）工况,(12)闸板防喷器供油压力表显示10.5MPa；(13)电接点压力表的上限针位于21MPa刻度处，下限针位于17.5MPa刻度处；(14)气泵进气路旁通截止阀关闭；(15)气泵进气阀关闭；(16)装有气动减压阀的系统将三通旋塞扳向上方；(17)气动压力变送器的一次气压表显示0.14MPa;(18)油箱中盛油高于下部油位计下限；(19)油雾器油杯盛油过半。,第五章 控制装置,四、控制系统“待命”

49、工作时的工况,控制系统的“待命”工况，分述如下。,2、遥控装置（司钻控制台）工况(1)气源压力表显示0.650.8MPa；(2)储能器示压表、环形防喷器供油示压表、闸板防喷器供油示压表，三表示压值与储能器装置上相应油压表的示压值压差不超过1MPa；(3)油雾器油杯盛油过半。,第五章 控制装置,五、控制系统的维护保养,1、滤油器及油箱顶部加油口的滤网应每月拆检一次，取出滤网，认真清洗，防止污物堵塞滤网。2、分水滤气器，每天打开下端的放水阀一次，将积存于杯内的污水放掉。每一周取下过滤杯与存水杯清洗一次，清洗时用汽油等矿物油洗净，压缩空气吹干，勿用丙酮，甲苯等溶液清洗，以免损坏杯子。,第五章 控制装

50、置,五、控制系统的维护保养,3、控制系统的润滑维护内容(1)油雾器每天检查液面一次，及时补充与更换润滑油（10号机油），发现视油器滴油不畅时拆开清洗。金属零件用矿物油洗净，橡胶件用肥皂液洗涤，清水洗净，再用压缩空气吹干。(2)每周用油枪向气缸油嘴中加一次润滑油。(3)每月检查一次电泵曲轴箱内的润滑油液位，及时加以补充。(4)每隔半年更换一次润滑油（20号机油），北方冬季用20号低凝液压油。(5)每月将链条箱防护罩拆下一次，检查润滑油情况，不足时适当增加油液，保持正常运转，半年更换一次。,第五章 控制装置,五、控制系统的维护保养,4、储能气最初使用时，每周检查一次氮气压力，以后在正常使用过称中，