1、SY/T6543.2-2003«欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范第2部分：井口壓力控制裝置及地面裝置配套要求»講義前 言本部分是勝利石油管理局鉆井工藝研究院在承擔(dān)中石化十條龍項(xiàng)目“欠平衡壓力鉆井配套技術(shù)研究”的基礎(chǔ)上，于2002年1月開始制定。當(dāng)年6月經(jīng)勝利石油管理局標(biāo)準(zhǔn)委員會初審修改后形成征求意見稿。2002年6月20號把征求意見稿發(fā)給石油鉆井工程標(biāo)準(zhǔn)化委員會委員，征求委員們對該部分的意見。根據(jù)委員們對該部分提出的寶貴意見進(jìn)行了修改，于7月20日完成了送審稿。2002年7月22日石油鉆井工程標(biāo)準(zhǔn)化委員會組織了對該部分的評審。在會上，該部分通過了專家們的一致通過。該部分于2002年8月完

2、成了報(bào)批稿。編寫本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，國內(nèi)開展的主要是液相和充氣泥漿欠平衡技術(shù)研究和應(yīng)用，其它形式的欠平衡鉆井方式尚不完善成熟或未開展，使用的旋轉(zhuǎn)控制頭主要是Williams公司的7100高壓旋轉(zhuǎn)控制頭，循環(huán)系統(tǒng)是常規(guī)的開式系統(tǒng)，本標(biāo)準(zhǔn)編寫后，國內(nèi)欠平衡工藝技術(shù)和設(shè)備配套技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展，因此本標(biāo)準(zhǔn)今后將進(jìn)一步完善。一、編制背景 欠平衡壓力鉆井技術(shù)是近年來展現(xiàn)出具有廣闊使用前景的一項(xiàng)鉆井新工藝，其顯著的經(jīng)濟(jì)效益及作用已被實(shí)踐所證明，因此該技術(shù)在國外的應(yīng)用越來越廣泛。國內(nèi)自90年代中期以來，對該技術(shù)的研究和應(yīng)用呈現(xiàn)出良好的上升趨勢。欠平衡鉆井井口壓力控制裝置及地面裝置是保證安全順利實(shí)施欠平衡鉆井的基礎(chǔ)和

3、條件，為此國外加大了在裝備配套方面的研究開發(fā)，使井口控制設(shè)備和地面處理設(shè)備的配套更趨合理和規(guī)范，為欠平衡鉆井技術(shù)的推廣創(chuàng)造了條件。國內(nèi)、外已經(jīng)有常規(guī)鉆井的井口壓力控制裝置及地面裝置配套標(biāo)準(zhǔn)，但目前國外只有欠平衡作業(yè)手冊，沒有該方面相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)開展欠平衡鉆井的工作較晚，在制定本標(biāo)準(zhǔn)之前，還沒有制定欠平衡鉆井井口壓力控制裝置及地面裝置配套標(biāo)準(zhǔn)。因此為了促進(jìn)國內(nèi)欠平衡鉆井井口壓力控制裝置及地面裝置配套工作的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化進(jìn)程，促進(jìn)國內(nèi)井口控制設(shè)備和地面處理設(shè)備的配套技術(shù)的發(fā)展，石油鉆井工程專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會組織制定了“欠平衡鉆井井口壓力控制裝置和地面裝置配套”標(biāo)準(zhǔn)。二、欠平衡設(shè)備簡介 欠平衡壓力鉆

4、井技術(shù)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)、高投入的技術(shù)，要實(shí)施這一新技術(shù)，必須有相配套的性能、安全性要求非常高的一系列裝備。欠平衡專用裝備的組成及作用見表1，專用裝備的流程見圖1。表1 欠平衡專用裝備的組成及作用序號名 稱組 成作 用第一部分專用井控設(shè)備旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)承受、控制一定的井口壓力，確保井口安全。第二部分地面流體處理設(shè)備除氣設(shè)備脫油設(shè)備清除固相設(shè)備氣體燃燒器對返回的流體進(jìn)行四相（鉆井液、氣、油、固相）分離，滿足欠平衡鉆井工藝的要求。第三部分流體產(chǎn)生處理設(shè)備現(xiàn)場制氮設(shè)備、充氣設(shè)備、泡沫設(shè)備等制造低密度流體，并注入井內(nèi)，為實(shí)施欠平衡鉆井提供低密度流體。 圖1專用裝備流程圖2防噴器組（一）井口壓力控制設(shè)備的組成及

5、作用1.防噴器組（如圖2示）。主要有單閘板防噴器、雙閘板防噴器、萬能防噴器、旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)，液控旁通閥。防噴器組的作用同普通鉆井防噴器組的作用是一樣的，旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的作用是密封井口環(huán)空，保證井口在帶壓情況下，能進(jìn)行鉆進(jìn)、起下鉆等作業(yè)。2.節(jié)流管匯。與常規(guī)鉆井基本一樣，但必須配備一只以上液動節(jié)流閥、節(jié)控箱及附件，便于遠(yuǎn)程控制節(jié)流閥。其作用是根據(jù)工藝要求和井口壓力情況，控制地層流體進(jìn)入井眼的速度，把井口套壓控制在允許的范圍內(nèi)或?qū)嵤┕?jié)流放噴。3.內(nèi)防噴工具。主要有上、下方鉆桿旋塞，投入式止回閥、箭形回壓閥等。其作用是在欠平衡鉆井作業(yè)時(shí)防止鉆具內(nèi)井噴。4.液控旁通閥（有球閥和平板閥兩種結(jié)構(gòu)型式）。用于欠

6、平衡循環(huán)和非欠平衡循環(huán)流程的快速倒換。（二）地面流體處理設(shè)備的組成及作用地面流體處理分為兩種型式，即開式系統(tǒng)和密閉系統(tǒng)。開式系統(tǒng)主要包括：大處理量的液氣分離器、常規(guī)固控設(shè)備（振動篩、旋流器、除氣器和離心機(jī)等）、脫油設(shè)備和氣體燃燒處理系統(tǒng)等，滿足欠平衡壓力鉆井對井口返出流體進(jìn)行四相分離的要求。是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種系統(tǒng)。密閉系統(tǒng)主要使用在氣霧欠平衡鉆井、泡沫鉆井、含硫化氫的井和環(huán)保要求高的地區(qū)，其核心設(shè)備是四相分離器。（三）流體產(chǎn)生處理設(shè)備的組成及作用主要包括泡沫產(chǎn)生、注入、處理設(shè)備；氣體（主要是空氣、氮?dú)狻⑻烊粴獾龋┰础⒃鰤骸⒆⑷朐O(shè)備等。用于制造低密度流體，并注入井內(nèi)，為實(shí)施欠平衡鉆井提

7、供低密度流體。（四）<<欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范>>結(jié)構(gòu)說明<<欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范>>分為3部分：第1部分：欠平衡鉆井設(shè)計(jì)方法；第2部分：欠平衡鉆井井口壓力控制裝置及地面裝置配備要求；第3部分：欠平衡鉆井工藝施工規(guī)程。本部分是該標(biāo)準(zhǔn)的第2部分。. «欠平衡鉆井技術(shù)規(guī)范第2部分：井口壓力控制裝置及地面裝置配套要求»的內(nèi)容除目次、前言外共9章。本標(biāo)準(zhǔn)第一章、第二章和第三章主要是闡明了本標(biāo)準(zhǔn)的主題“規(guī)定了欠平衡鉆井井口壓力控制裝置及地面裝置的配備型式和技術(shù)要求”及適用的范圍，引用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、以及幾個(gè)特定的術(shù)語的定義。下面就標(biāo)準(zhǔn)的主要條款作

8、宣貫式的解釋。1 范圍本部分規(guī)定了欠平衡鉆井井口壓力控制裝置及地面裝置的配備型式和技術(shù)要求。本部分適用于陸地石油天然氣液相欠平衡鉆井、充氣欠平衡鉆井及泡沫欠平衡鉆井的井口壓力控制裝置及地面裝置的配備。1.由于在欠平衡鉆井中，井口壓力控制設(shè)備的配套形式是基本相同的，SY/T5964-94 鉆井井控裝置組合配套也未對陸地、海上鉆井井控裝置組合配套形式進(jìn)行區(qū)分，因此此處所說的范圍只是針對地面設(shè)備的配套說的。2.本部分只適用于在陸地上實(shí)施欠平衡鉆井時(shí)井控設(shè)備及地面設(shè)備的配套1） 國內(nèi)陸地欠平衡鉆井井控設(shè)備及地面設(shè)備的配套技術(shù)上已趨于成熟。國內(nèi)開展欠平衡鉆井技術(shù)研究是從陸地開始的。并且主要在陸地上進(jìn)行欠

9、平衡鉆井作業(yè)。國內(nèi)各主要油田都先后于陸地實(shí)施了欠平衡鉆井實(shí)驗(yàn)研究，根據(jù)不同的工藝流程和施工要求制定了設(shè)備配套流程，積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，設(shè)備配套特別是地面設(shè)備配套技術(shù)已趨于成熟。2） 海上欠平衡鉆井井控設(shè)備及地面設(shè)備的配套技術(shù)有待于進(jìn)一步研究。欠平衡鉆井施工中，地層中的流體隨鉆井流體一起循環(huán)到地面上，為了維持鉆井流體性能的穩(wěn)定，維持欠平衡條件，保證施工的安全，必須對井口返出的流體進(jìn)行分離處理。把固相、原油，氣體分離出去。分離出的氣體引至安全的地方進(jìn)行燃燒處理，分離出的原油儲存到專用儲油罐中。在海上還要對被原油污染的固相進(jìn)行脫油處理。與常規(guī)鉆井相比，欠平衡鉆井需要配備容積更大的的泥漿池和重漿

10、儲備罐、儲備更多的的加重材料，以便于倒換鉆井流體、進(jìn)行壓井作業(yè)，在緊急情況下，進(jìn)行節(jié)流放噴作業(yè)。當(dāng)用充氣泥漿、泡沫泥漿時(shí)還需要制氮、充氣、泡沫發(fā)生器和空壓機(jī)等設(shè)備。欠平衡鉆井需要的設(shè)備多、需要的井場面積大，這在陸地上都比較容易解決，但在海上實(shí)施欠平衡鉆井時(shí)，受鉆井平臺面積的限制，在現(xiàn)有的平臺條件下設(shè)備的擺放非常困難，同時(shí)在如何保證施工安全方面還有許多問題需要研究探討。目前國外已在海上開展欠平衡鉆井施工，截止到現(xiàn)在，國內(nèi)只有勝利油田在呈北244等井上進(jìn)行了欠平衡（或近平衡）鉆井試驗(yàn)，對設(shè)備的配套還缺乏充分的認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)。因此本部分將適用范圍限定在陸地上。3）本部分只適用于液相、充氣及泡沫欠平衡鉆井

11、的井控裝置和地面配套設(shè)備。實(shí)施欠平衡鉆井可使用各種鉆井流體，現(xiàn)簡單歸納如下：1） 鉆井液2） 泡沫。分為再生和穩(wěn)定泡沫兩種3） 充氣鉆井液（包括氮?dú)狻⒖諝夂吞烊粴獾龋?） 霧5） 原油6） 氣體（包括氮?dú)狻⒖諝夂吞烊粴獾龋?2002年制定本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，國內(nèi)已經(jīng)開展常規(guī)鉆井液（包括無固相鉆井液）、泡沫（穩(wěn)定泡沫）、充氣、霧化、氣體等類型欠平衡鉆井的研究應(yīng)用，但所用的鉆井流體主要還是常規(guī)鉆井液（包括無固相鉆井液）、泡沫（穩(wěn)定泡沫）、充氣鉆井液（主要是氮?dú)狻⒖諝猓怏w鉆井技術(shù)上處于研究階段。由于使用不同的鉆井流體需要不同的產(chǎn)生、注入和處理設(shè)備，而當(dāng)時(shí)國內(nèi)只是掌握了使用前面三種鉆井流體的設(shè)備配套技術(shù)，對

12、其它鉆井流體的產(chǎn)生、處理設(shè)備還缺乏深入研究和使用經(jīng)驗(yàn)，因此本部分將使用范圍限定在使用前面三種鉆井流體實(shí)施控流欠平衡壓力鉆井、充氣欠平衡鉆井的設(shè)備配套。2規(guī)范性引用文件GB150-1998 鋼制壓力容器GB3836.1 爆炸環(huán)境用防爆電器設(shè)備 通用要求SY5041-92 吊卡SY/T5087-93 含硫油氣田安全鉆井作法SY/T5127 井口裝置和采油樹規(guī)范SY/T5290-2000 石油鉆桿接頭SY/T5323-92 壓井管匯與節(jié)流管匯（2000年確認(rèn)）SY/T5612.1-1999 鉆井液凈化系統(tǒng) 除氣器SY/T5612.3-1999 鉆井液凈化系統(tǒng) 旋流器SY/T5612.4-1993 鉆

13、井液振動篩SY/T5957-94 井場電器安裝技術(shù)要求SY/T5958-94 井場布置原則和技術(shù)要求SY/T5964-94 鉆井井控裝置組合配套規(guī)范SY/T5967-94 鉆井井控裝置安裝調(diào)試與維護(hù)SY/T6159-1995 鉆井液攪拌器SY6277-1997 含硫油氣田硫化氫監(jiān)測與人身安全防護(hù)規(guī)定SY6309-1997 鉆井井場照明、設(shè)備顏色、聯(lián)絡(luò)信號安全規(guī)范SY/T6426-1999 鉆井井控技術(shù)規(guī)程SY/T6509-2000 方鉆桿本標(biāo)準(zhǔn)中的“SY/T5967-94 鉆井井控裝置安裝調(diào)試與維護(hù)”、“SY/T5964-94 鉆井井控裝置組合配套規(guī)范”兩個(gè)引用標(biāo)準(zhǔn)已被“SY/T5964-20

14、03 鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)”所代替。“SY/T5127 井口裝置和采油樹規(guī)范”的最新版本為“SY/T5127-2002”，該標(biāo)準(zhǔn)代替了“SY5279.1-91、SY5279.2-91、SY5279.3-91、SY5156-93、SY5127-92”等標(biāo)準(zhǔn)。” “SY/T5087-93 含硫油氣田安全鉆井作法”已被SY/T5087-2003所代替，“SY/T6426-1999 鉆井井控技術(shù)規(guī)程”已被“SY/T6426-2005所代替”。“SY5041-92吊卡”已被“SY/T5035-2004吊環(huán)、吊卡、吊鉗”所代替。按照GB/T1。1-2000的要求，規(guī)范性引用文件前面應(yīng)加一段

15、引導(dǎo)語，該引導(dǎo)語是GB/T1。1-2000規(guī)定的。引導(dǎo)語如下：“下列文件中的條款通過本部分的引用構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后的所有修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。”根據(jù)引導(dǎo)語的要求，規(guī)范性引用文件表中的文件中的條款也屬于本部分的條款，在本部分下面的有些條款中，是規(guī)范性引用文件中的原條款，但由于內(nèi)容較少，為了方便標(biāo)準(zhǔn)使用者，將其照抄后作為在本部分的條款。規(guī)范性引用文件表中文件順序是按照GB/T1。1-2000的要求編寫的。由于上級標(biāo)準(zhǔn)不能引用下

16、級標(biāo)準(zhǔn)，目前有些設(shè)備只有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此在編寫本部分時(shí)，對只有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，參考企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了編寫。對目前還沒有任何標(biāo)準(zhǔn)的，參考了設(shè)備的說明書、實(shí)際應(yīng)用情況，經(jīng)過歸納制定了一些條款。3 術(shù)語和定義3.1旋轉(zhuǎn)防噴器 rotating blowout preventer （RBOP） 旋轉(zhuǎn)防噴器是一種靠外部液壓源提供的壓力油推動活塞，擠壓密封膠芯，封閉鉆具與套管之間的環(huán)空，當(dāng)鉆具在其中旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動時(shí)，能夠承受一定井口壓力的專用鉆井裝置。3.2旋轉(zhuǎn)控制頭 rotating control head （RCH）旋轉(zhuǎn)控制頭是一種靠密封膠芯與鉆具之間的過盈來封閉鉆具與套管之間的環(huán)

17、空，當(dāng)鉆具在其中旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動時(shí)，能夠承受一定井口壓力的專用鉆井裝置。3.3旋轉(zhuǎn)防噴器額定靜壓 static pressure of rotating blowout preventer指當(dāng)旋轉(zhuǎn)防噴器和穿入其中的鉆具在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)防噴器所能承受的最大允許壓力。3.4旋轉(zhuǎn)防噴器額定動壓 dynamic pressure of rotating blowout preventer指當(dāng)旋轉(zhuǎn)防噴器或穿入其中的鉆具在運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)防噴器所能承受的最大允許壓力。3.5旋轉(zhuǎn)控制頭額定靜壓 static pressure of rotating control head指當(dāng)旋轉(zhuǎn)控制頭和穿入其中的鉆具在靜

18、止?fàn)顟B(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)控制頭所能承受的最大允許壓力。3.6旋轉(zhuǎn)控制頭額定動壓 dynamic pressure of rotating control head指當(dāng)旋轉(zhuǎn)控制頭或穿入其中的鉆具在運(yùn)動狀態(tài)時(shí)，旋轉(zhuǎn)控制頭所能承受的最大允許壓力。3.7旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng) rotating blowout preventing system旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)（旋轉(zhuǎn)控制頭系統(tǒng)）及其輔助設(shè)備。1.目前旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)有旋轉(zhuǎn)防噴器、旋轉(zhuǎn)控制頭兩種形式。國外在名稱上是把其區(qū)分開的。其主要看膠芯封閉鉆具與井壁環(huán)空時(shí)有無外部液壓源，即所謂的是主動密封還是被動密封。靠外部液壓源擠壓密封膠芯封閉鉆具與井壁之間的稱為旋轉(zhuǎn)防噴器

19、，其英文名稱為Rotating preventer。靠密封膠芯與鉆具之間的過盈密封鉆具與井壁之間的環(huán)空的稱為旋轉(zhuǎn)控制頭，其英文名稱為Rotating control head。2.旋轉(zhuǎn)控制頭工作原理：旋轉(zhuǎn)軸承總成與控制頭底座之間用一個(gè)大直徑密封元件密封，井筒與鉆具之間的環(huán)空靠特制的密封膠芯與鉆具之間的過盈實(shí)現(xiàn)密封，井口壓力起輔助密封作用，動密封旋轉(zhuǎn)總成自身是靠一個(gè)動密封組件實(shí)現(xiàn)密封的。控制頭有單膠芯和雙膠芯兩種結(jié)構(gòu)型式。3.目前國內(nèi)的名稱比較混亂,沒有統(tǒng)一。在有些參考書上把控制頭和旋轉(zhuǎn)防噴器統(tǒng)稱為旋轉(zhuǎn)防噴器，在實(shí)際應(yīng)用中，又直接用國外產(chǎn)品的中文譯名,即旋轉(zhuǎn)防噴器、旋轉(zhuǎn)控制頭。盡管其作用相同,且

20、可互相替換，但由于旋轉(zhuǎn)防噴器具備了環(huán)形防噴器的功能，并可在一定條件下替代環(huán)防噴器，而旋轉(zhuǎn)控制頭則不行，同時(shí)其工作原理、設(shè)備的組成也有很大不同。鑒于今后于國外交流合作的考慮，我們認(rèn)為宜按照國外的名稱較好。根據(jù)以上考慮，給出了旋轉(zhuǎn)控制頭和旋轉(zhuǎn)防噴器的定義。高壓旋轉(zhuǎn)控制頭防噴系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)控制頭、監(jiān)控箱、冷卻潤滑裝置組成；PCWD旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)防噴器（RSBOP）、液壓控制裝置（HCU）、司鉆控制盤(DCP)、安裝配件等組成。旋轉(zhuǎn)控制頭和旋轉(zhuǎn)防噴器在不同的工作條件下，其允許的工作壓力是不同的，為了明確他們在不同工況下，其允許的最大工作壓力，防止意外事故的發(fā)生，給出了旋轉(zhuǎn)防噴器（旋轉(zhuǎn)控制頭）的額定靜

21、壓、動壓的定義。4 欠平衡鉆井井口壓力控制裝置配備型式4.1欠平衡鉆井井口壓力控制裝置配備的基本型式見表A.1，示例見圖A.1。4.2欠平衡鉆井井口壓力控制裝置配備的特殊型式僅用于參數(shù)井；預(yù)探井；沙漠井、灘海井、泡沫鉆井和空氣鉆井。配備型式見表A.2，示例見圖A.2。本章4.1中的表1、表2分別列出了欠平衡壓力鉆井井控配套基本型式和特殊形式。由于欠平衡壓力鉆井井控設(shè)備只是在原有鉆井井控設(shè)備組合上增加一套旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器，因此組合配套型式基本是在 “SY/T5964-94 鉆井井控裝置組合配套規(guī)范”（最新版本為 “SY/T5964-2003 鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)”）的基礎(chǔ)上

22、編寫的。目前國內(nèi)外在使用常規(guī)鉆機(jī)進(jìn)行欠平衡施工時(shí)絕大部分是下完9 5/8“套管或7” 套管后進(jìn)行。在4.2中特別強(qiáng)調(diào)了在地層壓力不明確的井、產(chǎn)能不明確的井上進(jìn)行欠平衡壓力鉆井時(shí)，應(yīng)該按設(shè)備配套特殊型式進(jìn)行配套，這主要是為防止井口壓力失控。由于各油田的內(nèi)防噴工具、井控檢測儀器、儀表等生產(chǎn)廠家、參數(shù)、工藝要求都不相同，因此4.3推薦各油田根據(jù)各油田的具體情況配齊、配全。5欠平衡鉆井井口壓力控制裝置配備要求5.1欠平衡鉆井井口壓力控制裝置5.1.1井口壓力控制裝置包括所配備的旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)及SY/T5964-94所規(guī)定的井控裝置。5.1.2井口壓力控制裝置的配備應(yīng)符合SY/T5964-94的規(guī)定。5.

23、1.3井口壓力控制裝置的組合型式、壓力等級和尺寸系列應(yīng)符合SY/T6426-1999的規(guī)定。該條款中的要求與SY/T5964-94（最新版本為 “SY/T5964-2003 鉆井井控裝置組合配套、安裝調(diào)試與維護(hù)”）中關(guān)于鉆井井口裝置的規(guī)定、SY5053.2中關(guān)于防噴器控制裝置的規(guī)定基本是一致的。只是在5.1.1 中增加了對旋轉(zhuǎn)防噴器（或旋轉(zhuǎn)控制頭）及其控制裝置、井口壓力測試管匯、壓力傳感器的要求；增加了液控旁通閥的要求。5.2 旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)5.2.1 旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)5.2.1.1 旋轉(zhuǎn)控制頭系統(tǒng)5.2.1.1.1 旋轉(zhuǎn)控制頭系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)控制頭、監(jiān)控箱、冷卻/潤滑站、壓力測試管匯和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

24、等。5.2.1.1.2 旋轉(zhuǎn)控制頭的壓力等級（靜態(tài)工作壓力）的選擇：小于或等于35MPa時(shí)，選擇與防噴器組合壓力等級相同的旋轉(zhuǎn)控制頭；大于35MPa時(shí)，選擇35MPa的旋轉(zhuǎn)控制頭；允許使用壓力等級低于防噴器組合壓力等級的旋轉(zhuǎn)控制頭。5.2.1.1.3 旋轉(zhuǎn)控制頭的標(biāo)稱尺寸應(yīng)能保證鉆具組合中最大尺寸的鉆具通過。旋轉(zhuǎn)控制頭最高額定轉(zhuǎn)速應(yīng)不低于100r/min。5.2.1.1.4 旋轉(zhuǎn)控制頭的法蘭形式、尺寸及技術(shù)要求應(yīng)符合SY/T5127的規(guī)定；法蘭用密封環(huán)墊尺寸及技術(shù)要求應(yīng)符合SY/T5127的規(guī)定。5.2.1.1.5 有防硫要求的旋轉(zhuǎn)控制頭應(yīng)符合SY5087的規(guī)定。5.2.1.1.6 旋轉(zhuǎn)控制頭

25、應(yīng)配有鎖緊裝置5.2.1.1.7 使用膠芯的尺寸應(yīng)與所用鉆具匹配；膠芯的材料應(yīng)與所用鉆井液匹配。5.2.1.1.8 在使用轉(zhuǎn)盤鉆時(shí)，宜配備、安裝方鉆桿驅(qū)動器，其尺寸應(yīng)與使用的方鉆桿匹配。5.2.1.1.9 旋轉(zhuǎn)控制頭宜配備冷卻/潤滑系統(tǒng)。5.2.1.1.10 冷卻/潤滑系統(tǒng)的電器及控制系統(tǒng)應(yīng)符合GB3836.1的規(guī)定。5.2.1.1.11 監(jiān)控箱應(yīng)能準(zhǔn)確顯示環(huán)空壓力、氣源壓力和液壓卡箍油壓。5.2.1.1.12 旋轉(zhuǎn)控制頭應(yīng)配備泄壓、測壓裝置。有防硫要求的壓力測試管匯應(yīng)符合SY5087的規(guī)定。5.2.1.1.13 旋轉(zhuǎn)控制頭應(yīng)設(shè)旁通口。旁通口的法蘭形式、尺寸和技術(shù)要求應(yīng)符合SY/T5127的規(guī)

26、定；法蘭用密封環(huán)墊尺寸及技術(shù)要求應(yīng)符合SY/T5127的規(guī)定。旁通口可接液控截止閥或盲法蘭。因目前沒有旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也未能找到可供參考的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此本部分中關(guān)于旋轉(zhuǎn)控制頭的工作參數(shù)是通過統(tǒng)計(jì)歸納國內(nèi)外現(xiàn)有的產(chǎn)品，結(jié)合現(xiàn)場的使用要求撰寫的。“SY/T5127 井口裝置和采油樹規(guī)范”的最新版本為“SY/T5127-2002”。1旋轉(zhuǎn)控制頭已在石油工業(yè)中使用多年，初期的產(chǎn)品工作壓力較低，一般在5MPa以下（國外的產(chǎn)品一般為2.8MPa。目前旋轉(zhuǎn)控制頭的額定動壓已達(dá)到17.5MPa.靜態(tài)工作壓力達(dá)到35MPa.低壓旋轉(zhuǎn)控制頭一般使用單膠芯結(jié)構(gòu)，高壓旋轉(zhuǎn)控制頭一般使用雙膠芯結(jié)構(gòu)。由于無法在使

27、用過程實(shí)時(shí)監(jiān)測膠芯的磨損量以預(yù)計(jì)膠芯的使用壽命，因此美國石油學(xué)會拒絕把旋轉(zhuǎn)控制頭作為一種防噴設(shè)備。2旋轉(zhuǎn)控制頭是旋轉(zhuǎn)控制頭防噴系統(tǒng)的的核心。壓力測試管匯，監(jiān)控箱用于監(jiān)測控制頭的工作壓力及液壓卡箍的工況。冷卻潤滑站是保證控制頭工作的輔助設(shè)備，對于低壓控制頭，如：williams的8000、9000控制頭，可不設(shè)冷卻裝置，對于額定工作壓力小于7MPa的控制頭可增設(shè)換熱器。對于高壓控制頭應(yīng)設(shè)強(qiáng)制冷卻裝置。潤滑系統(tǒng)是不可缺少的。總之冷卻潤滑形式的選擇取決于保證控制頭正常工作的需要。3旋轉(zhuǎn)控制頭作為一種非防噴器設(shè)備，其工作壓力級別的選擇不能照搬防噴器的選配原則。按照目前國際上應(yīng)用最多的willams公司

28、的產(chǎn)品系列，靜態(tài)工作壓力壓力級別為：3.5MPa，10.5MPa，21MPa，35MPa.動態(tài)工作壓力級別：3.5MPa，7MPa，17.5Mpa，21Mpa。目前還沒有更高壓力級別的控制頭。按照壓力級別選擇控制頭時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：1）欠平衡施工中允許出現(xiàn)的最大井口壓力2）地層返出流體的氣液比3）地層壓力4）井口防噴器組的高度及聯(lián)接形式。在條件允許的情況下，盡可能選擇壓力級別與防噴器組相同的控制頭或選用最高工作壓力的控制頭。否則也可選用低壓力級別的控制頭，但此時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制井口壓力不超過控制頭的額定壓力。4目前,現(xiàn)有控制頭產(chǎn)品的最大工作轉(zhuǎn)速都不大于150r/min,一般為100r/min.這

29、是因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)速的增加，控制頭軸承總成的動密封壽命顯著下降，發(fā)熱問題突出，導(dǎo)致軸承總成工作壽命下降。使用牙輪鉆頭時(shí)，為了保證軸承總成正常工作，一般轉(zhuǎn)速控制在5080r/min。但使用PDC刮刀鉆頭時(shí)，要求轉(zhuǎn)速較高,為了緩和這一矛盾，鼓勵(lì)研發(fā)高轉(zhuǎn)速的控制頭，此處對控制頭的最高轉(zhuǎn)速提出了不低于100r/min的要求。5井口防噴器組目前都已標(biāo)準(zhǔn)化，控制頭作為安裝在防噴器組上的一種井口設(shè)備，法蘭形式、尺寸及技術(shù)要求和法蘭用密封環(huán)墊尺寸及技術(shù)要求應(yīng)符合“SY/T5127 井口裝置和采油樹規(guī)范”的規(guī)定，有利于簡化控制頭的安裝及與防噴器組的連接匹配。6影響控制頭密封效果的因素主要有兩個(gè)：1，膠芯與鉆具的過盈量

30、， 2，井口壓力。由于膠芯的耐壓能力是按照控制頭的最大動壓設(shè)計(jì)的，在高壓時(shí)，井口壓力的助封作用比較明顯。但當(dāng)井口壓力較低時(shí)，井口壓力助封作用減弱，膠芯的密封效果將變差。現(xiàn)場使用情況和室內(nèi)試驗(yàn)都說明了這一點(diǎn)。對工作一段時(shí)間后的膠芯情況更加明顯。因此在實(shí)際操作中會發(fā)現(xiàn)，膠芯會發(fā)生滲漏,特別是在過鉆具接頭時(shí)。使膠芯在不同壓力下，都保持良好的密封性應(yīng)是今后膠芯研究的一個(gè)課題。每一種規(guī)格的膠芯對應(yīng)于一種特定規(guī)格的鉆具。如果鉆具的最大徑向尺寸超過膠芯的允許尺寸，將會導(dǎo)致膠芯撕裂，反之鉆具過小，膠芯起不到密封作用。因此在現(xiàn)場施工中，必須保證所有過膠芯的鉆具組合的最大尺寸不能超過膠芯的允許尺寸。7.旋轉(zhuǎn)控制頭

31、在工作時(shí)，鉆具通過與膠芯之間的摩擦力帶動控制頭的軸承總成與鉆具同步旋轉(zhuǎn)。為了防止膠芯的磨損，原則上是不允許鉆具與膠芯之間有相對轉(zhuǎn)動的。一旦發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，膠芯磨損加劇。目前在采用頂驅(qū)的鉆機(jī)上，尚無有效措施。在使用轉(zhuǎn)盤鉆時(shí)，使用方鉆桿驅(qū)動器后，鉆具通過方鉆桿驅(qū)動器帶動軸承總稱旋轉(zhuǎn)，膠芯不會與鉆具發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，改善了膠芯的工況，有利于提高膠芯的使用壽命。8當(dāng)在進(jìn)行欠平衡作業(yè)，旋轉(zhuǎn)控制頭出現(xiàn)故障或需要更換膠芯時(shí)，須關(guān)閉閘板防噴器，此時(shí)在控制頭和閘板防噴器之間存留著帶壓的流體，控制頭泄壓裝置的作用就是把這部分高壓流體卸掉，保證操作者的安全。9國內(nèi)外幾種旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范1）Willams公司7000

32、系列旋轉(zhuǎn)控制頭（1）7100旋轉(zhuǎn)控制頭防噴系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范見表3。表3 7100旋轉(zhuǎn)控制頭防噴系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范序號名稱規(guī)格型號1額定靜態(tài)工作壓力35 2額定連續(xù)旋轉(zhuǎn)工作壓力175 Mpa3額定間歇旋轉(zhuǎn)壓力175 Mpa4鉆具額定旋轉(zhuǎn)速度150r/min 5底部連接法蘭： 13 5/8-5M ，有9種法蘭尺寸供選擇6膠芯2 7/8使用于3 1/2鉆桿、4 1/8使用于5鉆桿7高度13201600mm（可選）8外徑1320mm9質(zhì)量2700Kg10旁通法蘭直徑API 7-1/1611測試管連接法蘭直徑API 2-1/16(2)WillamsS公司7000旋轉(zhuǎn)控制頭防噴系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范見表4表4 7000旋轉(zhuǎn)控

33、制頭防噴系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范序號名稱規(guī)格型號1額定靜態(tài)工作壓力21 Mpa2額定連續(xù)旋轉(zhuǎn)工作壓力7Mpa3額定間歇旋轉(zhuǎn)壓力14Mpa4鉆具額定旋轉(zhuǎn)速度100r/min 5底部連接法蘭： 179.4425.5mm（可選）6高度13201600mm（可選7外徑1320mm8質(zhì)量2700Kg9 膠芯2 7/8 使用于3 1/2鉆桿4 1/8 使用于5鉆桿(3)7000系列旋轉(zhuǎn)控制頭防噴系統(tǒng)的特點(diǎn)：A.旋轉(zhuǎn)部分（軸承總成）設(shè)計(jì)有上、下兩個(gè)密封膠芯，可保證與鉆具的良好密封，當(dāng)上部膠芯損壞后，上部的膠芯還能處于良好的工作狀態(tài)，從而增加了施工的安全程度。標(biāo)準(zhǔn)膠芯可用于空氣鉆井、氣體鉆井、水基泥漿鉆井；聚氨基甲酸乙脂

34、膠芯可用于油基泥漿；高溫條件下，需要特殊加工的耐高溫膠芯。B.高壓旋轉(zhuǎn)動密封軸承總成與控制頭底座采用液壓卡箍連接，更換膠芯或軸承十分方便，便于現(xiàn)場人員掌握和正確操作。C.大多數(shù)旋轉(zhuǎn)控制頭可以互換，通用性強(qiáng)，軸承采用強(qiáng)制潤滑，水冷卻（自身配備制冷壓縮機(jī)），因而工作可靠，壽命較長。D.控制部分采用集中控制，現(xiàn)場擺放及安裝非常方便。注意：由于旋轉(zhuǎn)控制頭的密封性能是隨著井口壓力的提高而增加的，因此在低壓情況下密封性能較差。一般情況下，高壓井每起鉆一次要更換膠芯。2)HYDRIL公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)控制頭該公司是世界上生產(chǎn)油井壓力控制裝置的著名公司之一。該公司研制的旋轉(zhuǎn)控制頭由外殼體、旋轉(zhuǎn)心軸，方鉆桿座（用頂

35、驅(qū)時(shí)可省略）及軸承冷卻系統(tǒng)組成。其特點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)非常簡單，價(jià)格便宜。其自產(chǎn)的密封膠芯可適應(yīng)任何形式的鉆具。其主要技術(shù)參數(shù)如下：額定工作靜壓：20.7MPa,額定工作動壓：13.8MPa。3） 四川鉆采院系列旋轉(zhuǎn)控制頭四川鉆采院系列旋轉(zhuǎn)控制頭技術(shù)規(guī)范見表5。表5 四川鉆采院系列旋轉(zhuǎn)控制頭技術(shù)規(guī)范序號型號動密封壓力MPa靜密封壓力MPa公稱通徑mm備注123/10.52110.5230使用雙膠芯密封2FX28/10.52803FX35/10.53504FS23/7B714230采用單膠芯5FS28/7B2806FS35/7B3507FS23/5510.52308FS28/52809FS35/5

36、35010FS156/3.53.57156圖3 FX/、FS/控制頭FX系列旋轉(zhuǎn)控制頭主要特點(diǎn)：a.使用雙膠芯密封b.液壓膠囊補(bǔ)償密封c.卡箍、卡扣筒連接操作方d.連續(xù)壓力循環(huán)潤滑油潤滑軸承e.具有扶正防磨能力f.旋轉(zhuǎn)總成與密封膠芯整體拆裝g.適用于四方、六方鉆桿4)勝利石油管理局鉆井工藝研究院研制的SLXFD型旋轉(zhuǎn)防噴導(dǎo)流系統(tǒng)(1)組成：a.旋轉(zhuǎn)防噴導(dǎo)流裝置，安裝在井口防噴器組的頂部，承受井口壓力；b.冷卻/潤滑動力裝置，其作用是對旋轉(zhuǎn)防噴導(dǎo)流裝置的關(guān)鍵部件軸承總成中的軸承和動密封進(jìn)行潤滑和冷卻；c.遠(yuǎn)程控制監(jiān)測裝置，安裝在鉆臺上，用于對以上兩部分進(jìn)行監(jiān)測和控制，并監(jiān)測井口壓力。(2)主要技

37、術(shù)性能指標(biāo)a.旋轉(zhuǎn)防噴導(dǎo)流裝置額定靜態(tài)工作壓力： 35 MPa額定動態(tài)工作壓力： 17.5MPa鉆具最大旋轉(zhuǎn)速度： 100-200r/min底部連接法蘭： 13-5/8-5Mb.冷卻/潤滑動力裝置冷卻液出口溫度： 05冷卻液回水口溫度： 2040冷卻液排量： 4 L/min潤滑油最大壓力： 25 MPa潤滑油壓力與套壓的差 25 MPa 潤滑油排量： 01 L/minc.遠(yuǎn)程控制監(jiān)測裝置油壓： 21 MPa排量： 2 L/min5.2.2旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)5.2.2.1旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)防噴器、監(jiān)控箱、液壓/控制系統(tǒng)和壓力測試管匯等。旋轉(zhuǎn)防噴器的壓力等級的選用應(yīng)符合5.2.1.2的規(guī)定。5.2

38、.2.2旋轉(zhuǎn)防噴器的通徑、額定轉(zhuǎn)速應(yīng)符合5.2.1.3的規(guī)定。5.2.2.3旋轉(zhuǎn)防噴器的法蘭形式、尺寸和技術(shù)要求應(yīng)符合SY/T5127的規(guī)定；法蘭用密封環(huán)墊尺寸及技術(shù)要求應(yīng)符合SY/T5127的規(guī)定。5.2.2.4有防硫要求的旋轉(zhuǎn)防噴器應(yīng)符合SY5087的規(guī)定。5.2.2.5選用膠芯的材料應(yīng)與所用鉆井液匹配。5.2.2.6旋轉(zhuǎn)防噴器應(yīng)配備液壓控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)能夠保證旋轉(zhuǎn)防噴器實(shí)現(xiàn)各種功能，并且配備在主控制泵失效后仍能夠有效控制旋轉(zhuǎn)防噴器的應(yīng)急系統(tǒng)。液壓控制系統(tǒng)應(yīng)具備對液壓油加熱、冷卻的功能。5.2.2.7液壓控制系統(tǒng)的電器應(yīng)符合GB3836.1的規(guī)定。5.2.2.8監(jiān)控箱應(yīng)設(shè)置遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)

39、顯示裝置，設(shè)置聲光報(bào)警裝置。能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測環(huán)空壓力和系統(tǒng)的工作情況；能夠遠(yuǎn)程控制、操作系統(tǒng)工作；能夠遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作參數(shù)。5.2.2.9旋轉(zhuǎn)防噴器應(yīng)配備泄壓和測壓裝置。有防硫要求的壓力測試管匯應(yīng)符合SY5087的規(guī)定。1.旋轉(zhuǎn)防噴器最初是為了克服旋轉(zhuǎn)控制頭工作壓力受限制而發(fā)展出來的。因此其一般用于工作壓力較高的欠平衡鉆井作業(yè)中。目前旋轉(zhuǎn)防噴器的額定動壓可達(dá)到21MPa,靜態(tài)工作壓力達(dá)到35MPa。在美國，旋轉(zhuǎn)防噴器是按照美國機(jī)械學(xué)會壓力容器規(guī)范和美國石油學(xué)會關(guān)于環(huán)形防噴器的規(guī)范設(shè)計(jì)的，因此旋轉(zhuǎn)防噴器實(shí)際上是一種防噴設(shè)備。旋轉(zhuǎn)防噴器具備環(huán)形防噴器的全部功能。2.現(xiàn)以Shaffer公司生產(chǎn)的PCWD

40、（隨鉆壓力控制系統(tǒng)）為例說明旋轉(zhuǎn)防噴器的組成。圖4典型的PCWD安裝圖PCWD旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)主要由三部分組成：旋轉(zhuǎn)球形防器（RSBOP）、液壓控制裝置（HCU）和司鉆控制盤(DCP)。典型的PCWD安裝方式如圖4所示。RSBOP安裝在防噴器組上，液壓控制裝置（HCU）放在靠近防噴器組附近合適的位置上，并提供控制RSBOP 的液壓源，用防火液壓軟管與RSBOP連接，液壓控制裝置由鉆臺上的司鉆控制盤控制。司鉆控制盤一般放在鉆臺上便于司鉆操作的地方。RSBOP 是一個(gè)球形防噴器，用于關(guān)閉并密封井筒與鉆桿（或方鉆桿）之間的環(huán)空，也可以關(guān)閉和密封空井。當(dāng)鉆進(jìn)或起下鉆時(shí)它能夠保持環(huán)空的壓力動密封。RSBO

41、P的特點(diǎn)就在于當(dāng)RSBOP密封住環(huán)空時(shí)，鉆柱可以連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。 3.由于旋轉(zhuǎn)防噴器密封鉆具是靠液壓源擠壓膠芯實(shí)現(xiàn)的，因此液壓控制系統(tǒng)必須安全可靠。為了保證萬無一失，當(dāng)主液壓系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須配備獨(dú)立的緊急應(yīng)急系統(tǒng)。例如PCWD系統(tǒng)配備了獨(dú)立的帶大蓄能器的靜態(tài)液壓系統(tǒng)，僅靠該系統(tǒng)中的蓄能器儲存的高壓液壓油就能保證關(guān)閉旋轉(zhuǎn)防噴器。相對于旋轉(zhuǎn)控制頭而言，旋轉(zhuǎn)防噴器轉(zhuǎn)動質(zhì)量較大，液壓系統(tǒng)一直處于較高工作壓力狀態(tài)下，因此必須解決軸承的潤滑冷卻問題。現(xiàn)在一般用液壓系統(tǒng)的液壓油兼作潤滑油和冷卻液。4.為了保證密封可靠，防止膠芯與鉆具發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，使鉆柱對膠芯的磨損達(dá)到最小，盡可能減小液壓系統(tǒng)的工作壓力，應(yīng)根

42、據(jù)井壓的大小，始終選擇最佳的密封壓力，當(dāng)井壓變化時(shí)，RSBOP能夠自動調(diào)節(jié)膠芯的密封壓力。5.液壓（或氣動）系統(tǒng)放在鉆臺下。司鉆控制盤放在鉆臺上。為了便于操作者及時(shí)掌握控制液壓系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)防噴器的工況，遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作參數(shù)，處理突發(fā)事件。司鉆控制盤設(shè)置遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)顯示裝置，聲光報(bào)警裝置，遠(yuǎn)程控制、操作系統(tǒng)工作就顯得尤為必要。6Shaffer 公司生產(chǎn)的PCWD旋轉(zhuǎn)防噴器系統(tǒng)簡介1）工作原理通過HCU提供的液壓力擠壓一個(gè)特制的球形密封膠芯實(shí)現(xiàn)井筒與殼體、井筒與鉆具之間的密封。當(dāng)需要關(guān)閉旋轉(zhuǎn)球形防器（RSBOP）時(shí)，液壓油從下殼體上的進(jìn)油口進(jìn)入防噴器里面的活塞下腔，推動活塞上行，活塞擠壓膠芯沿上殼

43、體內(nèi)腔的球面上行，由于受上殼體內(nèi)腔的球面的限制，膠芯向內(nèi)收縮，抱緊鉆具，實(shí)現(xiàn)膠芯與鉆具的密封。當(dāng)需要開啟旋轉(zhuǎn)球形防器（RSBOP）時(shí)，液壓油從上殼體上的油口進(jìn)入防噴器里面的活塞上腔，推動活塞下行，活塞擠壓膠芯沿上殼體內(nèi)腔的球面下行，在液壓力和膠芯自身彈性的作用下，膠芯向外張開松開鉆具。在上面兩個(gè)過程中，液壓油不斷的通過防噴器，在對軸承、動密封進(jìn)行潤滑的同時(shí)，對軸承和動密封進(jìn)行冷卻。工作原理見圖5,結(jié)構(gòu)圖見圖6。旋轉(zhuǎn)球形防噴器外形圖見圖7，液壓控制裝置（HCU）外形圖見圖8。圖6旋轉(zhuǎn)球形防器結(jié)構(gòu)圖圖5旋轉(zhuǎn)球形防器原理圖司鉆控制盤司鉆控制盤液壓控制裝置圖7旋轉(zhuǎn)球形防噴器外形圖圖8液壓控制裝置（HC

44、U）外形圖2）PCWD技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)規(guī)范：PCWD技術(shù)指標(biāo)見表5,PCWD技術(shù)規(guī)范見表6。表5 PCWD技術(shù)指標(biāo)工作模式旋轉(zhuǎn)靜態(tài)最大額定壓力21MPa (3000psi)35MPa 5000psi(5000psi)最大旋轉(zhuǎn)速度 200r/min禁止旋轉(zhuǎn)液壓關(guān)閉壓力229.4MPa (4000-4200psi)38.5MPa (5500psi)表6 PCWD技術(shù)規(guī)范序號名稱規(guī)格型號1通徑112上部法蘭API 115M 3上部法蘭鋼圈R544底部法蘭API 法蘭 13-5/85M5底部法蘭鋼圈BX1606側(cè)部輸出口API 1-13/1610M 7側(cè)部輸出口鋼圈BX1518高度1289mm(上法蘭到

45、下法蘭的距離)9外徑1320mm10總重5980Kg11吊耳最大吊重4300Kg12殼體螺栓115mm (4-1/2)13密封件(膠芯)質(zhì)量227Kg14密封件(膠芯)高度320mm15液壓油先導(dǎo)系統(tǒng): MD Totco 多用途液壓油主系統(tǒng): Shell Tulis 3203）PCWD防噴器的特點(diǎn)：該公司是在原來的環(huán)行防噴器的基礎(chǔ)上增加了轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了目前的旋轉(zhuǎn)防噴器。其具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：A.由于它是通過外部的液壓系統(tǒng)主動加壓實(shí)現(xiàn)膠芯與鉆具的密封，因而低壓密封性能良好。B.由于其膠芯內(nèi)徑可以在011之間變化，一種膠芯可適應(yīng)多種尺寸的鉆具，包括封零。起下鉆具、換鉆頭都十分方便。C、由于其具備了

46、常規(guī)環(huán)形防噴器的所有功能,在陸上進(jìn)行欠平衡鉆井施工時(shí),可以省略環(huán)形防噴器(特別注意:在海上施工、陸地高風(fēng)險(xiǎn)井施工時(shí),省略環(huán)形防噴器要非常慎重),從而減少了井口裝置的高度和安裝時(shí)間。7RBOP公司的旋轉(zhuǎn)防噴器1）主要技術(shù)規(guī)范見表7。表7 主要技術(shù)規(guī)范序號名稱規(guī)格型號1額定靜態(tài)工作壓力13.8Mpa2額定連續(xù)旋轉(zhuǎn)工作壓力10.35Mpa3鉆具額定旋轉(zhuǎn)速度100r/min 4使用環(huán)境硫化氫濃度要求小于35%2）基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)：該防噴器采用了原喀麥隆環(huán)形防噴器的基本結(jié)構(gòu)，密封部分有三層膠芯（外密封膠芯、內(nèi)密封膠芯、快速更換膠芯）其一層損壞，另兩層仍能繼續(xù)工作，密封可靠，安全性好。與Willams的旋轉(zhuǎn)

47、控制頭相比，其體積相差不多，價(jià)格較低。但更換膠芯和軸承不如液壓卡箍式方便。5.3井控管匯井控管匯的配備應(yīng)符合SY/T5964-94中4.2的規(guī)定。5.3.1 5.3.1.1防噴管線和放噴管線應(yīng)符合SY/T5967-94的規(guī)定。5.3.1.2四通至節(jié)流管匯之間應(yīng)有一個(gè)液控平行閘板閥，并能通過防噴器控制裝置遙控。5.3.1.3在壓井管匯處應(yīng)配置兩個(gè)壓井管線接口，一個(gè)接壓井車，一個(gè)通過鎧裝防火軟管（或鋼管）接至泥漿泵排水高壓閥門組。欠平衡鉆井用與常規(guī)鉆井的防噴管匯和放噴管線與常規(guī)鉆井的基本相同。只是5.3.1.3條款特別強(qiáng)調(diào)了在壓井管匯處接兩個(gè)壓井管線接口，便于在實(shí)際操作中根據(jù)實(shí)際情況選擇用泥漿泵或

48、壓井車進(jìn)行壓井作業(yè)。5.3.2節(jié)流管匯和壓井管匯5.3.2.1節(jié)流管匯和壓井管匯應(yīng)符合SY/T5323的規(guī)定。5.3.2.2節(jié)流管匯應(yīng)配備液動節(jié)流閥控制臺，并設(shè)置氣動油泵、手動油泵、儲能器和各類閥件以及能遠(yuǎn)程監(jiān)測環(huán)空壓力和立管壓力的壓力變送器和儀表。5.3.2.3節(jié)流、壓井管匯應(yīng)配備相同級別的壓力表，并通過截止閥與管匯相連。5.3.2.4節(jié)流管匯應(yīng)設(shè)置兩翼或三翼節(jié)流線路，其中至少要。液控節(jié)流閥應(yīng)設(shè)置閥位開度指示器。5.3.2.5節(jié)流閥的標(biāo)稱尺寸不應(yīng)小于65mm。節(jié)流管匯的作用是在欠平衡鉆井作業(yè)中，在井口返出的流體通道上維持一個(gè)安全的背壓，維持、調(diào)節(jié)井底的合理壓差，以控制地層中流體進(jìn)入井眼的速度

49、，同時(shí)維持井壁的穩(wěn)定性。節(jié)流管路的通徑必須能夠處理可能出現(xiàn)的最大流量。根據(jù)美國的欠平衡鉆井手冊，節(jié)流管路的通徑最小不能小于100mm。至少配備兩個(gè)并聯(lián)的節(jié)流閥，以便于當(dāng)節(jié)流閥發(fā)生堵塞或失效時(shí)，迅速更換，又不影響進(jìn)行正常操作。由于欠平衡壓力鉆井工藝的的特殊性，在欠平衡鉆井時(shí)，節(jié)流管匯始終處于工作狀態(tài)，與常規(guī)鉆井時(shí)相比，工作條件更加惡劣，工作時(shí)間顯著增多，攜帶巖屑等固相的流體持續(xù)通過節(jié)流閥，造成節(jié)流閥的沖蝕和磨損，對節(jié)流閥的性能提出了更高的要求。同時(shí)在欠平衡作業(yè)中，井口可能出現(xiàn)較高的壓力，為了提高控制的快速性和安全性，節(jié)流管匯必須至少有一翼設(shè)置液控節(jié)流閥, 并配齊閥位指示器。為了能夠處理可能出現(xiàn)的

50、最大流量，防止節(jié)流閥堵塞，緩解其沖蝕速度，對節(jié)流閥的通徑進(jìn)行了規(guī)定。現(xiàn)在通徑65mm的節(jié)流閥應(yīng)用較多，但最近幾年通徑80mm、100mm的節(jié)流閥也逐步得到了應(yīng)用。5.4鉆具內(nèi)防噴工具5.4.1鉆具內(nèi)防噴工具的配備應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第1部分中的第11章的規(guī)定。5.5井控檢測儀器儀表5.5.1配備的井控參數(shù)儀表應(yīng)符合SY/T5964-94中4.4的規(guī)定。5.6井架底座5.6.1井架底座凈空高應(yīng)滿足欠平衡井口裝置的安裝空間的要求。欠平衡鉆井井口裝置，是在常規(guī)鉆井井口防噴器組的上部增加了旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器，井口裝置的總體高度增加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器的高度，因此要求井架的底座高度必須要足夠高。影響

51、底井口防噴器組高度的因素有：井口防噴器組的組合形式、旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)的選擇和鉆機(jī)的種類。從現(xiàn)在國內(nèi)鉆機(jī)情況看，高底座的ZJ45鉆機(jī)以上的鉆機(jī)的底座基本能夠滿足欠平衡鉆井井口裝置的安裝要求。在低底座ZJ45鉆機(jī)以下的鉆機(jī)上實(shí)施欠平衡鉆井一般采取加高底座、井口下挖的措施，以保證安裝井口防噴器組所需要的底座凈空。6鉆具、井口特殊工具配備61鉆具和井口工具的配備鉆具、井口工具的配備見表1。表1 鉆具、井口工具配備序號名稱單位數(shù)量1六方（或三方）鉆桿a根12六方（或三方）方鉆桿補(bǔ)心a套13180斜坡臺階鉆桿米根據(jù)具體情況定4錐形臺階吊卡只根據(jù)具體情況定a僅當(dāng)使用轉(zhuǎn)盤鉆時(shí)應(yīng)用。6.2配備要求 6.2.1在使用

52、轉(zhuǎn)盤鉆時(shí)，宜使用六方或三方鉆桿，并應(yīng)符合SY/T6509-2000的要求。6.2.2通過旋轉(zhuǎn)控制頭或旋轉(zhuǎn)防噴器的鉆桿應(yīng)為18º斜坡臺階鉆桿，并應(yīng)符合SY/T5290的要求。6.2.3應(yīng)選用錐形臺階吊卡，并應(yīng)符合SY5041-92的規(guī)定。1使用轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)行常規(guī)鉆井時(shí)一般使用四方鉆桿，研究表明，旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯密封六方(或三方)鉆桿的效果要顯著好于四方鉆桿。目前一般使用六方鉆桿并配備相應(yīng)的補(bǔ)芯。使用前，為了防止鉆桿的棱角劃傷膠芯，必須將棱角倒鈍。2當(dāng)膠芯抱緊鉆具后，如果鉆具上有直角的臺階，鉆具上下活動時(shí)很容易啃傷膠芯（盡管為了防止啃傷膠芯，在膠芯的上下面都設(shè)計(jì)了引導(dǎo)鉆具的圓弧面），降低膠芯的

53、使用壽命。由于目前的斜坡臺階鉆具數(shù)量不多，因此可根據(jù)實(shí)際情況，選擇不同數(shù)量的斜坡臺階鉆具。但必須保證過膠芯的鉆具是斜坡臺階鉆具，并配備相應(yīng)的錐形臺階吊卡。3.“SY5041-92吊卡”已被“SY/T5035-2004吊環(huán)、吊卡、吊鉗”所代替。7地面裝置配備型式7.1地面裝置分為開式系統(tǒng)用裝置和密閉系統(tǒng)用裝置兩種。密閉系統(tǒng)宜用于氮?dú)狻⒌獨(dú)?霧化、氮?dú)?泡沫鉆井，水或原油（含H2S或CO2井）鉆井和油基鉆井液鉆井。7.2開式系統(tǒng)和密閉系統(tǒng)基本型式分別見表2和表3，示例分別見圖B.1和圖B.2。7.3表2、表3中未列出的油泵、水泵、各類檢測儀表、管匯、儲油罐和藥品罐等各油田應(yīng)根據(jù)具體情況配齊。以滿足

54、欠平衡鉆井工藝的要求。表2 開式系統(tǒng)配備基本型式配套裝置鉆井液液相鉆井液充氣鉆井液泡沫鉆井液鉆井流體分離裝置a液氣分離器液氣分離器液氣分離器振動篩振動篩振動篩除氣器除氣器除氣器旋流器旋流器旋流器離心機(jī)離心機(jī)離心機(jī)攪拌機(jī)攪拌機(jī)攪拌機(jī)撇油罐撇油罐撇油罐氣體燃燒設(shè)備自動點(diǎn)火裝置自動點(diǎn)火裝置自動點(diǎn)火裝置火炬火炬火炬防回火裝置防回火裝置防回火裝置氣管線氣管線氣管線鉆井液加重裝置加重材料罐加重材料罐加重材料罐加重裝置加重裝置加重裝置重漿儲備罐重漿儲備罐重漿儲備罐氮?dú)庋b置-氮?dú)庋b置c氮?dú)庋b置c空氣壓縮機(jī)-空氣壓縮機(jī)b空氣壓縮機(jī)泡沫發(fā)生器-泡沫發(fā)生器增壓器-增壓器d增壓器da允許根據(jù)具體情況進(jìn)行組合配套。b使用充空氣鉆井、充空氣泡沫鉆井時(shí)使用。c使用注氮?dú)忏@井、注氮?dú)馀菽@井時(shí)使用。d使用高壓空氣壓縮機(jī)時(shí)不使用配套裝置鉆井液液相鉆井液充氣鉆井液泡沫鉆井液配備裝置鉆井流體分離裝置三相分