- 中國戰略性新興產業研究與發展·海洋油氣裝備
- 段夢蘭 趙志明主編
- 1112字
- 2022-05-07 18:40:34
1.3.4 防噴器及水下防噴器組
防噴器是用于試油、修井、完井等作業過程中關閉井口,防止井噴事故發生的安全密封井口裝置。在鉆井時,防噴器安裝在井口套管頭上,當井內油氣壓力很高時,防噴器能把井口封閉(關死)。從鉆桿內壓入重泥漿時,其閘板下有四通,可替換出受氣侵的泥漿,增加井內液柱的壓力,控制高壓油氣噴出。
防噴器分普通防噴器(單閘板、雙閘板)、環形(萬能)防噴器和旋轉防噴器等。普通防噴器有閘板全封式和閘板半封式之分,閘板全封式的可以封住整個井口,閘板半封式的可以封住有鉆桿時的井口環形斷面。環形防噴器可以在緊急情況下起動,應付任何尺寸的鉆具和空井。旋轉防噴器可以實現邊噴邊鉆作業。在深井鉆井和海上鉆井中,通常是除安裝兩種普通防噴器外,再加上萬能防噴器、旋轉防噴器,使三種或四種防噴器組合裝于井口。
由于深水鉆井對井控有較高的要求,因此其一般采用水下布置防噴器組的方式。水下防噴器組一般由若干環形防噴器、變徑閘板防噴器、剪切閘板防噴器組成,根據水深不同,可以配置不同形式的水下防噴器組。水下防噴器組以安全、可靠為首要目標,能夠在各種情況下迅速有效地關閉井口。
陸地和淺水防噴器組等井控設備的設計和工藝技術以及使用經驗已相當成熟。但當將防噴器組安裝在深水海底時,由于作業環境的特殊性,不僅防噴器組本身的性能和結構有變化,而且控制系統、鉆井作業程序以及設備的使用程序也要做相應的改動。與陸地和淺水防噴器組相比,水下防噴器組主要有四個方面的工作特點。
1)工況更加惡劣,設計、安裝和使用時需要考慮的因素較多。因為在深水中使用,必須考慮外部靜水壓力的影響。由于要安裝在海底,其安裝作業的難度、成本與陸地和淺水鉆井作業相比都急劇增加,一般到達300m水深以后,就必須考慮氣體水合物的影響。
2)深水鉆井的風險和投資十分巨大,對水下防噴器的性能提出了更高的要求,為適應這一點,防噴器的尺寸(壁厚、體積等)明顯增加。
3)由于使用了細長(長度一般與作業水深相同)的節流壓井管線,所以進行井控作業時,必須考慮流體在其中流動產生的壓耗。由于水下防噴器組體積的增加,需要更多的流體來實現對防噴器組的控制,因此,對液壓控制系統的工作能力和響應時間提出了更高的要求。
4)為避免液壓控制液在返回管線中產生較大壓降,一般將液壓控制液排放到海水中而不使其返至水面,這就要求使用的液壓控制液是一種無腐蝕性、無污染的環保流體。另外,為保證液壓控制系統有足夠短的響應時間,這種工作液的黏度應該盡量小,并具備很好的潤滑性。
防噴器組在深水鉆井過程中的作用是在發生井噴或者井涌時控制井口壓力,在臺風等緊急情況下鉆井裝置必須撤離時關閉井口,保證人員和設備的安全,避免造成海洋環境污染和油氣資源破壞。