鉆進過程中井噴事故的預防

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表2-3-2 新型多級節流管匯的合理流動通道

序號	級數	節流閥	流動通道	備注
1	一級節流	J4b	J0-J6a-J7a-J7c-J4b-J7d-J10b	正常情況
2	一級節流	J1	J0-J6a-J5d-J5C-J2a-J1-J5a-J8b-J10a-J1Ob	備用
3	二級節流	J4a J4b	J0-J3a-J4a-J3b-J7C-J4b-J7d-J10b	正常情況
4	二級節流	G2 J1	JO-J2b-G2-J2a-J1-J5a-J8b-J0a-J10b	? 備用 ?
5	三級節流	G2 J1 J4b	J0-J2b-G2-J2a-J1-J5b-J5d-J7a-J7C-J4b-J7d-J10b	?
6	放噴	無	J0-J6a-J6b-J9	?

??? c. 多級節流管匯在壓井作業中節流級數的選擇

??? 節流級數的選擇應當保證壓井作業的安全(主要是閥門的安全)，同時又要便于調節壓力，滿足套壓變化規律。據此應遵循以下原則：壓井時，額定工作壓力105MPa的節流閥一般在70MPa左右可以實現正常有效工作，超過此壓力則有可能出現閥桿斷裂、閥板刺壞等情況，引發溢流、井涌、井噴事故。由此，對節流閥而言，其承壓能力要保證在額定工作壓力的60%～70%以內；流動通道中的第一個固定節流閥和第二個液動節流閥按60%和40%進行節流壓力分配，調節液動節流閥時壓力變化比較敏感。

??? 在一級節流情況下，采用的節流閥J4b和J1都是液動節流閥，其額定工作壓力都是70MPa。按設計要求，其允許的套壓必須滿足：p_套＜70×(60%～70%)=40～50MPa。

??? 由上述可知，套壓小于50MPa可采用一級節流；套壓在50～105MPa時，可二級或三級節流；套壓高于105MPa則需要通過三級或更多級節流控制。

??? 在三級節流情況下，流動通道將分別經過固定節流閥G2、液動節流閥J1以及液動節流閥J4b，其額定工作壓力分別為105MPa、70MPa、70MPa。由此可以推出，三級節流套壓不能超過160MPa。

? ??d. 多級節流系統操作

? ??根據壓井節流操作規程，并參考常規節流管匯閥門開關轉換順序，多級節流管匯在實現流動通道的轉換時，閥門開關轉換原則為：先執行由關到開，再執行由開到關；執行由關到開時，由遠而近；執行由開到關時，由近而遠。閥門編號越靠后越遠，越靠前越近。

為了便于操作，新型多級節流管匯在不同流動通道時閥門開關狀態見表2-3-3。

表2-3-3 新型多級節流管匯閥門開關狀態表

閥門編號	閥門類型	規格	一級節流(備用)	一級節流(正常情況)	二級節流(備用)	二級節流(正常情況)	三級節流	放噴
J0	手動平板閥	105	開	開	開	開	開	開
J1	液動節流閥	70	開(1/4)	關	開(1/4)	開(1/4)	開(1/4)	關
J2a	液動平板閥	70	開	開	關	開	開	開
J2b	液動平板閥	105	關	關	開	開	開	關
G2	固定節流閥	105	開	開	開	開	開	開
J3a	手動平板閥	105	開	關	關	關	關	關
J3b	手動平板閥	70	開	開	開	開	開	開
J7c	液動平板閥	70	關	開	開	關	開	開
J4a	手動節流閥	105	開	開	開	開(1/4)	開	開
J4b	液動節流閥	70	開(1/4)	開(1/4)	開(1/4)	開(1/4)	開(1/4)	開(1/4)
J5a	手動平板閥	70	開	開	開	開	關	開
J5b	手動平板閥	70	關	關	關	關	開	關
J5c	液動平板閥	70	關	關	開	關	關	關
J5d	手動平板閥	105	開	開	開	開	開	關
J6a	手動平板閥	105	關	開	開	開	關	開
J6b	液動平板閥	105	關	關	關	關	關	開
J7a	手動平板閥	105	開	開	開	開	開	關
J7b	手動平板閥	70	開	關	關	關	關	關
J7d	手動平板閥	70	開	開	開	開	開	開
J8a	手動平板閥	70	關	關	關	關	關	關
J8b	手動平板閥	105	開	開	開	開	開	關
J9	手動平板閥	105	關	關	關	關	關	開
J10a	手動平板閥	105	開	開	開	開	開	關
J10b	手動平板閥	70	開	開	開	開	開	開

?? (3) 鉆具內防噴工具

??? 鉆井過程中，當地層出氣后井底流壓超過鉆柱內流體注入壓力時，井內流體將推動鉆柱內的流體沿鉆柱水眼上竄，此時需要使用鉆具內仿噴工具。鉆具內防噴工具包括上部和下部方鉆桿旋塞閥、鉆具止回閥、鉆具旁通閥和防噴鉆桿。

?? ?1) 方鉆桿上、下旋塞閥

? ??方鉆桿上、下旋塞閥一般采用球閥結構，其開啟和關閉一般采用手動方式。上旋塞也有采用氣動遠程控制方式的。聯合使用上、下旋塞時，無論方鉆桿處于任何位置，都有一個可以使用，而且，當一個發生故障時，另一個可起作用。欠平衡鉆井應聯合使用上、下旋塞，且上旋塞采用氣動遠程控制開關。

??? 2) 鉆具止回閥

??? 鉆具止回閥主要有彈簧式碟形止回閥、箭形止回閥、浮閥和投入式止回閥，其使用方法不同。

??? 在常規鉆井中，因鉆井液的沖蝕和腐蝕，鉆具止回閥容易損壞，一般將鉆具止回閥(投入式止回閥除外)放在鉆臺上備用(油氣層鉆井除外)，需要時再連接到鉆柱上?，F場應用情況表明，箭形止回閥性能優于彈簧式碟形止回閥，其受鉆井液的沖蝕作用小，表面有較高硬度，密封墊采用耐沖蝕、抗腐蝕的尼龍材料，整體性能好。

??? 投入式止回閥由止回閥組件和一個聯頂接頭組成。聯頂接頭預先裝在靠近鉆鋌的鉆柱部位上，當發生井涌、井噴或進行不壓井起下鉆作業時，投入止回閥組件將自動鎖緊在聯頂接頭處即可封堵水眼，需要時還可通過投入止回閥循環。

??? 根據鉆具止回閥的原理和使用方法，鉆具止回閥的連接形式有：

??? a. 在近鉆頭處安裝一個箭形止回閥。

??? b. 當液體欠平衡鉆井時，在靠近鉆鋌的鉆柱部位安裝一個投入式止回閥。

??? c. 鉆進過程中，在井口處安裝強制回壓閥隨鉆入井，隨著井深每增加200m左右，在井口又加接一只同樣的下旋塞和強制式回壓閥。需要測斜時，在安全許可的前提下可起鉆將鉆柱上部的回壓閥取出，然后下鉆到底進行測斜作業。

?? ?3) 鉆具旁通閥

? ??鉆具旁通閥主要用于壓井作業中鉆頭水眼被堵時建立循環。

?? ?鉆井時，將鉆具旁通閥接在鉆鋌頂部，當鉆頭水眼被堵而無法解堵時，卸掉方鉆桿投球后再接方鉆桿使球落至鉆具旁通閥閥座處，開泵憋壓剪斷固定銷，使閥座下行直到排泄孔全部打開，建立循環。

? ??4) 防噴鉆桿

? ??起下鉆作業時，準備一根防噴鉆桿單根，該防噴鉆桿單根應接上與鉆鋌連接螺紋一致的配合接頭和鉆具止回閥。

? ??5. 套管鞋處的地層破漏壓力試驗及地層承壓試驗

? ??一般在下表層套管或技術套管后，在鉆開套管鞋以下第一個砂體進行地層破漏壓力試驗，測定砂巖層的破漏壓力梯度，為一旦發生井噴關井提供控制井口壓力的依據。