旋轉(zhuǎn)防噴器-楊曉亮

1、 制作(zhzu)人：楊曉亮渤海鉆探(zuntn)職工教育培訓(xùn)中心培訓(xùn)課件 旋轉(zhuǎn)防噴器共四十八頁旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用方法四、旋轉(zhuǎn)防噴器的控制系統(tǒng)五、旋轉(zhuǎn)防噴器的故障及排除方法共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述位置(wi zhi)及常用于？共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述旋轉(zhuǎn)防噴器是用于負(fù)壓、泡沫、空氣等鉆井的動(dòng)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(jìn)行帶壓鉆進(jìn)與不壓井起下鉆作業(yè)。它對(duì)發(fā)現(xiàn)和保護(hù)低壓油氣

2、層有著重要的作用。膠芯 軸承 動(dòng)密封 潤(rùn)滑冷卻控制裝置共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述旋轉(zhuǎn)防噴器是欠平衡鉆井的關(guān)鍵裝備、專用井控設(shè)備，安裝在井口防噴器組最上端，即拆掉防溢管換裝旋轉(zhuǎn)防噴器。鉆開油氣層時(shí)，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(zhuǎn)防噴器封住井口環(huán)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(shí)現(xiàn)邊噴邊鉆或帶壓起下鉆作業(yè)，也常用于修井作業(yè)中。共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述哪些情況需要終止欠平衡(pnghng)鉆井

3、作業(yè)？共四十八頁一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述1、在線(zi xin)監(jiān)測(cè)硫化氫濃度大于等于75mg/m3(50ppm），或自井內(nèi)返出的氣體，在其與大氣接觸的出口環(huán)境中硫化氫濃度大于30 mg/m3(20ppm）；2、地層油、氣、水嚴(yán)重影響鉆井液性能，并導(dǎo)致欠平衡鉆井不能正常進(jìn)行；3、欠平衡鉆井設(shè)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(xì)則）共四十八頁旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用方法四、旋轉(zhuǎn)防噴器的控制系統(tǒng)五、旋轉(zhuǎn)防噴器的故障及排除方法共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)

4、(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理一、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)防噴器由底座、液壓卡箍、大直徑高壓密封元件、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置(包括井壓傳感器、試壓塞等)、高壓動(dòng)密封旋轉(zhuǎn)軸承總成等組成(z chn)。旋轉(zhuǎn)防噴器安裝在井口防噴器組的頂部。旋轉(zhuǎn)防噴器按密封結(jié)構(gòu)可分為主動(dòng)密封、被動(dòng)密封兩類。共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴

5、器的結(jié)構(gòu)共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理一、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)(jigu)旋轉(zhuǎn)環(huán)形防噴器是在環(huán)形防噴器的內(nèi)腔頂部增設(shè)了一套旋轉(zhuǎn)軸承系統(tǒng)，在封閉井內(nèi)鉆具和井眼之間的環(huán)空之后，膠芯能隨鉆具一起帶壓轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)欠平衡壓力鉆井作業(yè)。其結(jié)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)總成、殼體、卡扣筒等組成。旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理二、旋轉(zhuǎn)防噴器的作用 1、封閉鉆具(方鉆桿、鉆桿)與井眼的環(huán)形空間。 2、允許在額定密封壓力條件下旋轉(zhuǎn)活動(dòng)鉆具，實(shí)施帶壓鉆進(jìn)作業(yè)。 3、通過排出管匯（流動(dòng)節(jié)流閥），對(duì)返出的油氣侵鉆井液進(jìn)行分離、處理

6、，實(shí)現(xiàn)連續(xù)欠平衡鉆進(jìn)。 4、在設(shè)計(jì)欠壓值或與強(qiáng)行起下鉆設(shè)備配合時(shí)， 可以進(jìn)行了帶壓起下鉆作業(yè)。 欠平衡鉆井常用于異常低壓地區(qū)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(yè)以及地?zé)徙@井。共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理二、旋轉(zhuǎn)(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(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的作用肯尼亞MW-01 Well，地?zé)峋菜氖隧摱?、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用(zuyng)原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的工作(gngzu)原理 （1）主

7、動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用(zuyng)原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的工作(gngzu)原理 （1）主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的工作原理 （1）主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)球形防噴器構(gòu)是在球形環(huán)形防噴器的內(nèi)腔頂部增設(shè)(zn sh)了一套旋轉(zhuǎn)軸承系統(tǒng)，在封閉井內(nèi)鉆具和井眼之間的環(huán)空之后，膠芯能隨鉆具一起帶壓轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)欠平衡壓力鉆井作業(yè)。共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理（1）主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 防噴器主體主要由殼體驗(yàn)、頂蓋、襯套、球形密封膠芯、旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封、活塞總成、止推軸承、扶正

8、軸承等部分組成。 內(nèi)部設(shè)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(shè)有兩套旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封，上部密封頂蓋內(nèi)壓面。下部密封下殼體密封活塞內(nèi)面。內(nèi)裝密封鉆具的球形膠芯。共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用(zuyng)原理（2）被動(dòng)(bidng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)(jigu)和作用原理（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 旋轉(zhuǎn)總成在一定承壓范圍允許方鉆桿帶動(dòng)中心管與膠芯以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。 旋轉(zhuǎn)防噴器膠芯有不同尺寸，以適應(yīng)不同尺寸的鉆桿與方鉆桿。 當(dāng)方鉆桿、鉆桿通過時(shí)，膠芯在自身(zshn)彈性的作用下，產(chǎn)生一個(gè)預(yù)緊力，包緊鉆具，同時(shí)在井壓作

9、用下，又獲得一個(gè)助封力，增加了密封的可靠性。共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)靠方鉆桿傳遞動(dòng)力。方鉆桿帶動(dòng)方瓦總成、中心管以及膠芯轉(zhuǎn)動(dòng)。 旋轉(zhuǎn)防噴器對(duì)鉆具的密封，一靠膠芯的預(yù)緊力(膠芯內(nèi)徑小于鉆具外徑)。二靠井內(nèi)油氣壓力對(duì)膠芯產(chǎn)生的助封力。這樣使旋轉(zhuǎn)防噴器具有既能轉(zhuǎn)動(dòng),又能同時(shí)密封鉆具的作用。共四十八頁二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用(zuyng)原理（2）被動(dòng)(bidng)密封式旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用方法四、旋轉(zhuǎn)防噴器的控制系統(tǒng)五、旋轉(zhuǎn)防噴器的故障及排除方法共四十八頁三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用(shyng)方法（1）主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 關(guān)井操作： 當(dāng)需要關(guān)閉(gunb)防噴器時(shí)，液壓油從下殼體的進(jìn)油口進(jìn)入防噴器內(nèi)的活塞下腔推動(dòng)活塞上行，活塞擠壓膠芯沿殼體內(nèi)腔球面上行。由于受上殼體內(nèi)腔球面的限制，膠芯向內(nèi)收縮抱緊鉆具，實(shí)現(xiàn)膠芯與鉆具的密封。 開井操作： 當(dāng)需要開啟防噴器時(shí)，液壓油從殼體上的進(jìn)油口進(jìn)入防噴器內(nèi)的活塞上腔推動(dòng)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(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的使用方法（1）主動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 是在原球形環(huán)形防噴器的基礎(chǔ)上增加了轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此(ync)具有以下特點(diǎn)： 通過外部的液壓系統(tǒng)主動(dòng)加壓實(shí)現(xiàn)膠芯與鉆具的密封，因此低壓密封性能良好。膠芯內(nèi)徑可以在0-280mm（0-11）之間變化，一種膠芯可適應(yīng)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(zhuǎn)防噴器的使用(shyng)方法（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 下鉆作業(yè)時(shí)的操作程序： 1、將旋轉(zhuǎn)總成放在鉆臺(tái)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(zhuǎn)總成并通過膠芯。 2

12、、將帶旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)盤(zhunpn)大方瓦，經(jīng)轉(zhuǎn)盤(zhunpn)通孔下放鉆具與旋轉(zhuǎn)總成，使總成坐在殼體上，裝好卡箍，轉(zhuǎn)盤(zhunpn)中裝好大方瓦。共四十八頁三、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 下鉆作業(yè)(zuy)時(shí)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(qiáng)行下鉆作業(yè)。 5、當(dāng)鉆具靠自重能克服上頂力，自由下落時(shí)，去掉加壓裝置，按正常下鉆作業(yè)進(jìn)行下鉆直到下完鉆具。共四十八頁三、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 下鉆作業(yè)時(shí)的操作程序： 6、起鉆作業(yè)操作

13、與下鉆操作順序相反。當(dāng)井內(nèi)壓力作用在鉆具上的上頂力略小于鉆具重量(zhngling)時(shí)仍需帶上加壓裝置起鉆。當(dāng)鉆頭起至全封閘板防噴器與自封頭膠芯之間時(shí)，先關(guān)閉全封閘板，然后打開旋轉(zhuǎn)防噴器殼體上的卸壓塞，卸壓后再拆掉卡箍拔出旋轉(zhuǎn)總成。共四十八頁三、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)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(zhuǎn)總成的中心管方孔內(nèi)。 3、轉(zhuǎn)盤方孔裝好方補(bǔ)心打開節(jié)流管匯上的液動(dòng)平板閥。 4、開泵循環(huán)，保持井口壓力在5MPa以下。開冷卻循環(huán)水，開鉆。共四十八頁三、旋轉(zhuǎn)(xunzh

14、un)防噴器的使用方法（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)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(shí)，關(guān)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(zhuǎn)總成，更換膠芯。 5、按下鉆順序重新裝入。共四十八頁三、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的使用方法（2）被動(dòng)密封式旋轉(zhuǎn)防噴器 當(dāng)井噴發(fā)生(fshng)后，用閘板防噴器或環(huán)形防噴器封井后，如仍需進(jìn)行帶壓鉆進(jìn)時(shí)，可將方鉆桿插入旋轉(zhuǎn)防噴器中再將方鉆桿與井口鉆具接好，卸掉轉(zhuǎn)盤大方瓦，緩慢下放鉆具使旋轉(zhuǎn)防噴器坐落在井口防噴器組上端，用卡箍或螺栓固緊。 在轉(zhuǎn)盤中裝好大方瓦與方補(bǔ)心，開節(jié)流管匯上的液動(dòng)平板閥使

15、泥漿從節(jié)流管匯返出，降低并維持井口套管壓力在旋轉(zhuǎn)防噴器的允許工作壓力范圍內(nèi)。打開防噴器、開泵、開鉆。自封頭允許接單根或強(qiáng)行起下鉆作業(yè)。 共四十八頁旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用方法四、旋轉(zhuǎn)防噴器的控制系統(tǒng)五、旋轉(zhuǎn)防噴器的故障及排除方法共四十八頁四、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的控制系統(tǒng)Williams7100型旋轉(zhuǎn)控制(kngzh)頭系統(tǒng)主要由司鉆控制(kngzh)臺(tái)、動(dòng)力潤(rùn)滑站組成。 共四十八頁四、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的控制系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)防噴器控制系統(tǒng)主要由旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的控制系統(tǒng) 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(zhuǎn)形防噴器(RSBOP)的液壓源，應(yīng)用防火液壓軟管與防噴器(RSBOP)連接，液壓控制裝置由鉆臺(tái)上的司鉆控制盤控制，司鉆臺(tái)一般放在鉆臺(tái)上便于司鉆操作(cozu)的地方。 在司鉆操作臺(tái)上操作可以控制旋轉(zhuǎn)防噴器控制系統(tǒng)的工作模式、檢測(cè)井口壓力和該系統(tǒng)的工作狀況，或?qū)Ψ绹娖飨到y(tǒng)的膠芯密封壓力進(jìn)行調(diào)整。 通過液壓控制裝置(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,也可以關(guān)閉和封閉空井

17、。共四十八頁四、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的控制系統(tǒng) 為減小鉆柱對(duì)膠芯磨損，當(dāng)井壓變化時(shí)旋轉(zhuǎn)球形防噴器(RSBOP)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)膠芯的密封壓力，當(dāng)井口壓力較大時(shí)，操作者需把系統(tǒng)切換到所謂“靜態(tài)（STATIC）”高壓工作模式下。在靜態(tài)時(shí)，系統(tǒng)靠液壓控制裝置和預(yù)壓儲(chǔ)能器支持，并能對(duì)膠芯施加最大的密封壓力。在這種狀態(tài)下，鉆柱不能旋轉(zhuǎn)和上下活動(dòng)。 冷卻、潤(rùn)滑動(dòng)力裝置的作用是對(duì)軸承進(jìn)行連續(xù)強(qiáng)制潤(rùn)滑和冷卻，最大限度的延長(zhǎng)軸承的壽命(shumng)。 潤(rùn)滑系統(tǒng)為高壓動(dòng)密封旋轉(zhuǎn)軸承總成提供高壓潤(rùn)滑油，保持軸承良好的工作狀態(tài)，使用時(shí)必須確保冷卻和潤(rùn)滑油的清潔和排量。共四十八頁四、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的控

18、制系統(tǒng)Williams7100控制系統(tǒng)(kn zh x tn)冷卻、潤(rùn)滑動(dòng)力裝置技術(shù)規(guī)范 名稱性能參數(shù)名稱性能參數(shù)冷卻液出口溫度 ()0-5潤(rùn)滑油最大壓力 (MPa)21冷卻液回水口溫度 ()40-60潤(rùn)滑油排量 (L/Min)0-1冷卻液排量 (L/Min)4共四十八頁旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器目 錄 一、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)防噴器的概述二、旋轉(zhuǎn)防噴器的結(jié)構(gòu)和作用原理三、旋轉(zhuǎn)防噴器的使用方法四、旋轉(zhuǎn)防噴器的控制系統(tǒng)五、旋轉(zhuǎn)防噴器的故障及排除方法共四十八頁五、旋轉(zhuǎn)防噴器的故障(gzhng)及排除方法旋轉(zhuǎn)防噴器使用(shyng)注意事項(xiàng)： 1、卸壓塞卸壓時(shí)，不能太快，注意安全。 2、旋轉(zhuǎn)總成上提下放時(shí)要扶正且緩慢進(jìn)行，不能太快太猛。以免損壞密封或其他部件。 3、旋轉(zhuǎn)總成和膠芯不能通過鉆頭。 共四十八頁五、旋轉(zhuǎn)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(shù)？2、旋轉(zhuǎn)防噴器有何功用？3、旋轉(zhuǎn)