钻具内防喷工具

2钻具内防喷控制装置钻井过程中，当井发生溢流井涌时，为了防止地层流体以及钻井液沿钻柱水眼向上喷出损坏水龙带而导致井喷，需要使用钻具内防喷工具来控制钻柱内压力。钻具内防喷工具主要有方钻杆上下旋塞、钻具止回阀、钻具旁通阀等。2.1方钻杆上、下旋塞阀方钻杆旋塞阀也叫做方钻杆考克或钻杆安全阀。方钻杆上旋塞阀位于方钻杆的上部，左旋螺纹；方钻杆下旋塞阀位于方钻杆的下部，右旋螺纹。上下旋塞的结构相同，都采用球阀结构，控制方式采用手控（用扳手），按要求转动90°即可以实现开关。目前塔里木探区所使用的旋塞规格见表2.1。表2.1塔里木探区旋塞规格一览表规格in外径mm公称通径扣型额定工作压力(Mpa)备注65/8Φ200±0.575Φ71.4±0.3765/8REG630×631双反70上旋塞65/8Φ200±0.575Φ71.4±0.3765/8REG630×631双反105上旋塞51/2Φ184±0.575Φ82.5±0.3751/2FH520×52170下旋塞51/2Φ184±0.575Φ82.5±0.3751/2FH520×521105下旋塞51/4Φ175±0.575Φ71.4±0.37NC50411×41070下旋塞51/4Φ175±0.575Φ71.4±0.37NC50411×410105下旋塞5Φ168±0.575Φ71.4±0.37NC50411×41070下旋塞31/2Φ135±0.575Φ53±0.37NC38311×31070下旋塞27/8Φ121±0.575Φ53±0.37NC38311×31070下旋塞方钻杆旋塞的使用要求其额定工作压力与现场防喷器工作压力级别相一致；为防止钻柱内部压力损耗，旋塞内径应大于或等于方钻杆内径；试压标准为在额定工作压力状态下进行密封试压，稳压30分钟，压降不小于0.5Mpa为合格。旋塞主要结构如图2.1。方钻杆旋塞示意图2.2钻具止回阀钻具止回阀是一种重要的钻具内防喷工具。一般主要有以下几种：箭型止回阀、投入式止回阀、活门式止回阀（浮阀）、浮球式止回阀等。2.2.1箭形止回阀产品型号表示法（SY5215-87）结构与特点箭形止回阀顶开装置这种回压阀由本体、压帽、盘根盒、密封箭、下座等组成，如图2.2。当发生回流时，箭形阀芯紧压阀座，液体不能通过止回阀向上流。钻井液正常循环时，箭形阀芯落到下支座，钻井液无压降地通过止回阀。目前塔里木探区所使用的箭型止回阀规格见表2.2。表2.2塔里木探区箭型止回阀规格一览表规格(in)外径内径扣型额定工作压力51/2Φ184±0.575Φ88.9±0.40551/2FH521×52035Mpa5Φ168±0.50Φ26±0.37NC50411×41035Mpa31/2Φ127±0.50Φ57±0.37NC38311×31035Mpa27/8Φ121±0.50Φ57±0.37NC38311×31035Mpa2.2.2投入式止回阀投入式止回阀是一种钻柱内防喷器。它不仅用于防喷，也可用于海上各种钻井浮动装置上切割钻杆的作业。该工具带有一个就位接头，接在钻柱需要的部位下入井内，一便回压阀就位。投掷式回压阀是一只重型单流阀，具有一定重量，只要投入就能自动地在就位接头处就位。主要包括阀体、卡瓦体、牙块、堵塞器、钢球和弹簧等，其结构如图：钢球弹簧投入式止回阀使用方法：1.钻开高压油气层之前将就位接头接到钻柱的预计位置。在接到钻柱上之前，应上紧止动环。2.钻开高压油气层时必须将回压阀总成组装好，放在钻头上备用。3.为了防止卸开方钻杆时发生井涌，可关闭方钻杆下旋塞，卸方钻杆放入回压阀，接方钻杆之后开下旋塞使回压阀下落，就位4.为了不至于因高压油气流损坏回压阀，方钻杆上或下旋塞不能随意打开（停泵时）5.投掷阀就位后可以进行井控作业6.井控作业完成之后，起出钻柱卸下就位接头的止动环，即可取出回压阀总成工作原理就位接头与止动环上紧扣后与钻柱连接下入井内，在未投入回压阀时相当于钻柱中的一个接头。当地层高压流体将要来临或已经发生，将回压阀从钻杆水眼内投入（也可以用泵送入），回压阀下落到就位接头底部的止动环台肩处。当高压流体上涌时，阀的锥体上行，就位接头的锯齿形牙和回压阀上部的牙块相互锁定。由于锥体上行迫使堵塞器涨大密封就位接头内孔，阀体下部孔内的钢球受弹簧的作用托在阀体的密封座上形成密封。这时，就位接头和回压阀总成组成了一套内防喷器装置。因为钢球被弹簧承托而密封阀体的内孔，实际上又是一个单流阀。从钻柱内向井下循环液体时很容易启开，而井下高压流体则不能进入阀体水眼。流体压力越大推动阀体向上的力越大，堵塞器的密封性能越好。维护保养1.工具从井内取出后冲洗干净，拆卸检查，涂润滑脂，重新组装待用2.要保证牙块在阀体的导槽内运动灵活自如3.堵塞器要防止油浸和有腐蚀性化学物质的侵蚀，不得有脆裂、老化和损伤密封面等情况4.阀体螺母组装后应调整适当5.回压阀总成应妥善保管，堵塞器要保护物包裹，牙块不被碰坏，储存在不受日晒雨淋和通风良好的地方6.库存时除堵塞器外，均应涂好防锈油7.橡胶件储存期限一年半表2.3塔里木探区投入式止回阀规格一览表规格（in）外径内径扣型额定工作压力阀体胶筒外径5Φ168±0.50Φ28.5±0.29NC50411×41035MpaΦ68±0.0131/2Φ127±0.50Φ19±0.29NC38311×31035MpaΦ51.5±0.012.2.3活门式止回阀（浮阀）钻具浮阀是一种全通径、快速开关的浮阀。当循环被停止时能紧急关闭。由浮阀芯及本体组成，其中浮阀芯是由阀体、密封圈、阀座、阀盖、弹簧、销子组成，产品结构如图浮阀示意图本体浮阀芯本体浮阀芯产品型号表示方法：FZF□/□————□接头螺纹代号最大压力（Mpa）浮阀外径（mm）型式代号基本参数和主要尺寸型号最大工作压力水眼(mm)接头规格上端螺纹下端螺纹浮阀芯型号A型B型A型B型FZF280/70-730×83070Mpa80111/32×9157307318305F-6RFZF241/70-730×73170Mpa76.291/2×915730731730FZF241/70-730×63170Mpa76.291/2×915730631630FZF229/70-730×73170Mpa76.29×915730731730FZF203/70-730×63070Mpa728×915730731630FZF203/70-630×63170Mpa72.68×915630631630FZF178/70-410×41170Mpa71.47×6104104114304R31/2IFFZF165/70-410×41170Mpa71.461/2×610410411430FZF165/70-410×43070Mpa6561/2×610410411430FZF121/70-310×31170Mpa38.143/4×6103103113303FIF-2RFZF121/70-310×33170Mpa38.143/4×610310331330使用方法一般情况下，浮阀均安装在近钻头端，通过阀体与钻柱连接，连接时应注意浮阀钻入阀体一端（既浮阀有三个缺口个一端应向上）。在正常钻井情况下，泥浆冲开阀盖（阀盖分为普通阀盖和带喷嘴阀盖）进行循环。当井下发生井涌或井喷时，阀盖关闭达到防喷的目的。通常浮阀组装的是普通阀盖，在特殊作业时则装带喷嘴阀盖。更换阀盖的方法：首先将浮阀从阀本体中取出，清洗干净；取出橡胶销子；更换阀盖；插入橡胶销子，注意应穿过弹簧孔；涂抹黄油后浮阀装入阀本体，应组装到位。2.3钻具旁通阀钻井中发生溢流，并且钻头水眼被堵塞无法进行压井时，可以打开旁通阀进行循环或压井。在钻开油气层之前，须将旁通阀接到钻头上或钻头附近。其主要由止推接头、本体、阀座、导流板、内套、O型密封圈、梯型键、削钉等组成。结构如图钢球旁通阀示意图使用方法：当发生溢流，且开泵泵压太高或不通时，按下述步骤操作打开旁通阀。1.卸方钻杆投入一只50mm钢球（或尼龙球）；2.接方钻杆3.循环送球入座4.当水眼被密封时，泵压比原泵压增加0.5-1.5Mpa既可剪断销钉5.当销钉被剪断之后，阀座下移，排泄孔打开，泵压下降，既可进行正常循环或压井作业