1、 制作(zhzu)人：楊曉亮渤海鉆探(zuntn)職工教育培訓中心培訓課件 旋轉防噴器共四十八頁旋轉(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉防噴器的結構和作用原理三、旋轉防噴器的使用方法四、旋轉防噴器的控制系統五、旋轉防噴器的故障及排除方法共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述位置(wi zhi)及常用于？共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述旋轉防噴器是用于負壓、泡沫、空氣等鉆井的動密封裝置。它與液壓防噴器、鉆具止回閥和不壓井起下鉆加壓裝置或井下套管(to un)閥配套后，可安全地進行帶壓鉆進與不壓井起下鉆作業。它對發現和保護低壓油氣

2、層有著重要的作用。膠芯 軸承 動密封 潤滑冷卻控制裝置共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述旋轉防噴器是欠平衡鉆井的關鍵裝備、專用井控設備，安裝在井口防噴器組最上端，即拆掉防溢管換裝旋轉防噴器。鉆開油氣層時，為避免鉆井液液柱壓力過高，以致將油氣層壓死或污染，常利用旋轉防噴器封住井口環形空間，使鉆井液液柱壓力略低于地層壓力，保持(boch)井底輕度溢流，實現邊噴邊鉆或帶壓起下鉆作業，也常用于修井作業中。共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述哪些情況需要終止欠平衡(pnghng)鉆井

3、作業？共四十八頁一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述1、在線(zi xin)監測硫化氫濃度大于等于75mg/m3(50ppm），或自井內返出的氣體，在其與大氣接觸的出口環境中硫化氫濃度大于30 mg/m3(20ppm）；2、地層油、氣、水嚴重影響鉆井液性能，并導致欠平衡鉆井不能正常進行；3、欠平衡鉆井設備不能滿足欠平衡鉆井要求；4、井眼條件不能滿足欠平衡鉆井要求。 （摘自大港油田細則）共四十八頁旋轉(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉防噴器的結構和作用原理三、旋轉防噴器的使用方法四、旋轉防噴器的控制系統五、旋轉防噴器的故障及排除方法共四十八頁二、旋轉

4、(xunzhun)防噴器的結構和作用原理一、旋轉防噴器的結構旋轉防噴器由底座、液壓卡箍、大直徑高壓密封元件、現場測試裝置(包括井壓傳感器、試壓塞等)、高壓動密封旋轉軸承總成等組成(z chn)。旋轉防噴器安裝在井口防噴器組的頂部。旋轉防噴器按密封結構可分為主動密封、被動密封兩類。共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理一、旋轉(xunzhun)防噴器的結構主動密封式旋轉防噴器共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理一、旋轉(xunzhun)防噴器的結構被動密封式旋轉防噴器共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理一、旋轉(xunzhun)防噴

5、器的結構共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理一、旋轉防噴器的結構(jigu)旋轉環形防噴器是在環形防噴器的內腔頂部增設了一套旋轉軸承系統，在封閉井內鉆具和井眼之間的環空之后，膠芯能隨鉆具一起帶壓轉動，實現欠平衡壓力鉆井作業。其結構主要由旋轉總成、殼體、卡扣筒等組成。旋轉總成主要由方瓦總成、中心管、軸承、密封、膠芯等組成。共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理二、旋轉防噴器的作用 1、封閉鉆具(方鉆桿、鉆桿)與井眼的環形空間。 2、允許在額定密封壓力條件下旋轉活動鉆具，實施帶壓鉆進作業。 3、通過排出管匯（流動節流閥），對返出的油氣侵鉆井液進行分離、處理

6、，實現連續欠平衡鉆進。 4、在設計欠壓值或與強行起下鉆設備配合時， 可以進行了帶壓起下鉆作業。 欠平衡鉆井常用于異常低壓地區鉆井，采用泡沫、充氣鉆井液以及空氣或天然氣鉆井液體(yt)，也可以用于修井作業以及地熱鉆井。共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理二、旋轉(xunzhun)防噴器的作用 吐哈三塘湖23-13井充氣鉆井遼河曙古155井充氣鉆井共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理二、旋轉(xunzhun)防噴器的作用肯尼亞MW-01 Well，地熱井共四十八頁二、旋轉防噴器的結構和作用(zuyng)原理三、旋轉防噴器的工作(gngzu)原理 （1）主

7、動密封式旋轉防噴器共四十八頁二、旋轉防噴器的結構和作用(zuyng)原理三、旋轉防噴器的工作(gngzu)原理 （1）主動密封式旋轉防噴器共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理三、旋轉防噴器的工作原理 （1）主動密封式旋轉防噴器 主動密封式旋轉球形防噴器構是在球形環形防噴器的內腔頂部增設(zn sh)了一套旋轉軸承系統，在封閉井內鉆具和井眼之間的環空之后，膠芯能隨鉆具一起帶壓轉動，實現欠平衡壓力鉆井作業。共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理（1）主動密封式旋轉防噴器 防噴器主體主要由殼體驗、頂蓋、襯套、球形密封膠芯、旋轉動密封、活塞總成、止推軸承、扶正

8、軸承等部分組成。 內部設有三副軸承，中上部是承壓止推軸承、下部(xi b)是角度接觸滾珠承壓軸承。 設有兩套旋轉動密封，上部密封頂蓋內壓面。下部密封下殼體密封活塞內面。內裝密封鉆具的球形膠芯。共四十八頁二、旋轉防噴器的結構和作用(zuyng)原理（2）被動(bidng)密封式旋轉防噴器共四十八頁二、旋轉防噴器的結構(jigu)和作用原理（2）被動密封式旋轉防噴器 旋轉總成在一定承壓范圍允許方鉆桿帶動中心管與膠芯以一定的轉速旋轉進行鉆進作業。 旋轉防噴器膠芯有不同尺寸，以適應不同尺寸的鉆桿與方鉆桿。 當方鉆桿、鉆桿通過時，膠芯在自身(zshn)彈性的作用下，產生一個預緊力，包緊鉆具，同時在井壓作

9、用下，又獲得一個助封力，增加了密封的可靠性。共四十八頁二、旋轉(xunzhun)防噴器的結構和作用原理（2）被動密封式旋轉防噴器 方瓦總成與中心管相連，中心管外形(wi xn)空間裝有軸承，下部與膠芯(自封頭)相連。 轉動靠方鉆桿傳遞動力。方鉆桿帶動方瓦總成、中心管以及膠芯轉動。 旋轉防噴器對鉆具的密封，一靠膠芯的預緊力(膠芯內徑小于鉆具外徑)。二靠井內油氣壓力對膠芯產生的助封力。這樣使旋轉防噴器具有既能轉動,又能同時密封鉆具的作用。共四十八頁二、旋轉防噴器的結構和作用(zuyng)原理（2）被動(bidng)密封式旋轉防噴器 XK-17.5/35MPa型579型（制冷/加熱）578型XK-A

10、D194型XK-170型（修井，煤層氣）共四十八頁旋轉(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉防噴器的結構和作用原理三、旋轉防噴器的使用方法四、旋轉防噴器的控制系統五、旋轉防噴器的故障及排除方法共四十八頁三、旋轉防噴器的使用(shyng)方法（1）主動密封式旋轉防噴器 關井操作： 當需要關閉(gunb)防噴器時，液壓油從下殼體的進油口進入防噴器內的活塞下腔推動活塞上行，活塞擠壓膠芯沿殼體內腔球面上行。由于受上殼體內腔球面的限制，膠芯向內收縮抱緊鉆具，實現膠芯與鉆具的密封。 開井操作： 當需要開啟防噴器時，液壓油從殼體上的進油口進入防噴器內的活塞上腔推動活塞

11、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。共四十八頁三、旋轉(xunzhun)防噴器的使用方法（1）主動密封式旋轉防噴器 是在原球形環形防噴器的基礎上增加了轉動機構，因此(ync)具有以下特點： 通過外部的液壓系統主動加壓實現膠芯與鉆具的密封，因此低壓密封性能良好。膠芯內徑可以在0-280mm（0-11）之間變化，一種膠芯可適應多種尺寸的鉆具，包括封零。另外起下鉆、換鉆頭也十分方便 。共四十八頁三、旋轉防噴器的使用(shyng)方法（2）被動密封式旋轉防噴器 下鉆作業時的操作程序： 1、將旋轉總成放在鉆臺支架上。鉆具下部接上引錐，下放鉆具使引錐和鉆具插入旋轉總成并通過膠芯。 2

12、、將帶旋轉總成的鉆具從支架中提出，卸掉引錐，鉆具下部接上鉆頭。 3、卸掉轉盤(zhunpn)大方瓦，經轉盤(zhunpn)通孔下放鉆具與旋轉總成，使總成坐在殼體上，裝好卡箍，轉盤(zhunpn)中裝好大方瓦。共四十八頁三、旋轉(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動密封式旋轉防噴器 下鉆作業(zuy)時的操作程序： 4、鉆具帶上加壓裝置，打開全封閘板防噴器，下放鉆具強行下鉆作業。 5、當鉆具靠自重能克服上頂力，自由下落時，去掉加壓裝置，按正常下鉆作業進行下鉆直到下完鉆具。共四十八頁三、旋轉(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動密封式旋轉防噴器 下鉆作業時的操作程序： 6、起鉆作業操作

13、與下鉆操作順序相反。當井內壓力作用在鉆具上的上頂力略小于鉆具重量(zhngling)時仍需帶上加壓裝置起鉆。當鉆頭起至全封閘板防噴器與自封頭膠芯之間時，先關閉全封閘板，然后打開旋轉防噴器殼體上的卸壓塞，卸壓后再拆掉卡箍拔出旋轉總成。共四十八頁三、旋轉(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動密封式旋轉防噴器 鉆進作業時操作程序： 1、下鉆完畢接方鉆桿，方鉆桿上裝(shng zhung)好方瓦總成。 2、下放鉆具使方瓦總成落入旋轉總成的中心管方孔內。 3、轉盤方孔裝好方補心打開節流管匯上的液動平板閥。 4、開泵循環，保持井口壓力在5MPa以下。開冷卻循環水，開鉆。共四十八頁三、旋轉(xunzh

14、un)防噴器的使用方法（2）被動密封式旋轉防噴器 中途(zhngt)帶壓更換膠芯總成 1、上提鉆具至接頭超過FZ或FH時，關防噴器。 2、打開殼體卸壓塞卸壓。 3、拆卡箍，上提鉆具，提出總成。 4、取下旋轉總成，更換膠芯。 5、按下鉆順序重新裝入。共四十八頁三、旋轉(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動密封式旋轉防噴器 當井噴發生(fshng)后，用閘板防噴器或環形防噴器封井后，如仍需進行帶壓鉆進時，可將方鉆桿插入旋轉防噴器中再將方鉆桿與井口鉆具接好，卸掉轉盤大方瓦，緩慢下放鉆具使旋轉防噴器坐落在井口防噴器組上端，用卡箍或螺栓固緊。 在轉盤中裝好大方瓦與方補心，開節流管匯上的液動平板閥使

15、泥漿從節流管匯返出，降低并維持井口套管壓力在旋轉防噴器的允許工作壓力范圍內。打開防噴器、開泵、開鉆。自封頭允許接單根或強行起下鉆作業。 共四十八頁旋轉(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉防噴器的結構和作用原理三、旋轉防噴器的使用方法四、旋轉防噴器的控制系統五、旋轉防噴器的故障及排除方法共四十八頁四、旋轉(xunzhun)防噴器的控制系統Williams7100型旋轉控制(kngzh)頭系統主要由司鉆控制(kngzh)臺、動力潤滑站組成。 共四十八頁四、旋轉(xunzhun)防噴器的控制系統旋轉防噴器控制系統主要由旋轉球形防噴器、液壓控制裝置、司鉆控制面

16、板、安裝配件及工具(gngj)四部分組成。共四十八頁四、旋轉(xunzhun)防噴器的控制系統 液壓控制裝置通常擺放在靠近井口防噴器組附近合適的位置上，并提供控制安裝在防噴器組上旋轉形防噴器(RSBOP)的液壓源，應用防火液壓軟管與防噴器(RSBOP)連接，液壓控制裝置由鉆臺上的司鉆控制盤控制，司鉆臺一般放在鉆臺上便于司鉆操作(cozu)的地方。 在司鉆操作臺上操作可以控制旋轉防噴器控制系統的工作模式、檢測井口壓力和該系統的工作狀況，或對防噴器系統的膠芯密封壓力進行調整。 通過液壓控制裝置(HCU)提供的液壓力擠壓一個特制的球形密封膠芯實現井筒與殼體、井筒與鉆具之間的密封,也可以關閉和封閉空井

17、。共四十八頁四、旋轉(xunzhun)防噴器的控制系統 為減小鉆柱對膠芯磨損，當井壓變化時旋轉球形防噴器(RSBOP)會自動調節膠芯的密封壓力，當井口壓力較大時，操作者需把系統切換到所謂“靜態（STATIC）”高壓工作模式下。在靜態時，系統靠液壓控制裝置和預壓儲能器支持，并能對膠芯施加最大的密封壓力。在這種狀態下，鉆柱不能旋轉和上下活動。 冷卻、潤滑動力裝置的作用是對軸承進行連續強制潤滑和冷卻，最大限度的延長軸承的壽命(shumng)。 潤滑系統為高壓動密封旋轉軸承總成提供高壓潤滑油，保持軸承良好的工作狀態，使用時必須確保冷卻和潤滑油的清潔和排量。共四十八頁四、旋轉(xunzhun)防噴器的控

18、制系統Williams7100控制系統(kn zh x tn)冷卻、潤滑動力裝置技術規范 名稱性能參數名稱性能參數冷卻液出口溫度 ()0-5潤滑油最大壓力 (MPa)21冷卻液回水口溫度 ()40-60潤滑油排量 (L/Min)0-1冷卻液排量 (L/Min)4共四十八頁旋轉(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉防噴器的結構和作用原理三、旋轉防噴器的使用方法四、旋轉防噴器的控制系統五、旋轉防噴器的故障及排除方法共四十八頁五、旋轉防噴器的故障(gzhng)及排除方法旋轉防噴器使用(shyng)注意事項： 1、卸壓塞卸壓時，不能太快，注意安全。 2、旋轉總成上提下放時要扶正且緩慢進行，不能太快太猛。以免損壞密封或其他部件。 3、旋轉總成和膠芯不能通過鉆頭。 共四十八頁五、旋轉防噴器的故障及排除(pich)方法 共四十八頁課程回顧：1、什么是欠平衡壓力鉆井(zun jn)技術？2、旋轉防噴器有何功用？3、旋轉