内防喷工具经验分享课件.ppt

1、内防喷工具使用经验分享 该井是一起严重的内防喷工具使用不当造成的井喷失控吐孜吐孜1 1井是吐孜勒克构造上的一口预探井，该井由第四勘井是吐孜勒克构造上的一口预探井，该井由第四勘探公司总包，探公司总包，6015960159队承钻。队承钻。本着本着“先治漏再压井先治漏再压井”的施工原则，采取正循环泵入堵的施工原则，采取正循环泵入堵漏泥浆堵漏，受钻头水眼影响，堵漏材料的浓度和体积受到漏泥浆堵漏，受钻头水眼影响，堵漏材料的浓度和体积受到限制，限制，；然后配制浓度为；然后配制浓度为40%40%的从环空堵漏浆的从环空堵漏浆反挤堵漏。反挤堵漏。反挤堵漏前，立压反挤堵漏前，立压1.5-6.5MPa,1.5-6.

2、5MPa,套管压力套管压力6.2-6.5MPa6.2-6.5MPa，堵，堵漏施工时，关闭方钻杆下旋塞，施工中无法观察立压变化。漏施工时，关闭方钻杆下旋塞，施工中无法观察立压变化。2929日反挤堵漏压井后，开下旋塞，立压日反挤堵漏压井后，开下旋塞，立压9MPa9MPa，套压套压4.3MPa4.3MPa1010分钟后立压升至分钟后立压升至14MPa,14MPa,抢抢,立立压上升至压上升至24MPa24MPa将一号泵将一号泵保险凡尔销子蹩断保险凡尔销子蹩断,强大的气流冲出造强大的气流冲出造成成。事故直接原因：在不了解钻杆内压力的情况下，事故直接原因：在不了解钻杆内压力的情况下，。在带压情况下，方钻杆

3、下旋塞又无法关闭。在带压情况下，方钻杆下旋塞又无法关闭。抢险经过抢险经过 ：1 1、关闭方钻杆下旋塞，发现已经刺坏。、关闭方钻杆下旋塞，发现已经刺坏。2 2、关方钻杆上旋塞，液压扳手、关方钻杆上旋塞，液压扳手680kg.m680kg.m的扭矩无法关闭。的扭矩无法关闭。3 3、反循环压井，由于无法控制钻杆回压失败。、反循环压井，由于无法控制钻杆回压失败。4 4、采用、采用。下旋塞编号：下旋塞编号：97090129709012，9797年年9 9月出厂产品月出厂产品图中，该下旋塞开关内六方孔呈图中，该下旋塞开关内六方孔呈痕迹，痕迹，。分析认为，该下旋塞在分析认为，该下旋塞在吐孜吐孜1 1井发生钻具

4、内井井发生钻具内井喷后，在开关工具有磨喷后，在开关工具有磨损和钻具损和钻具内的条件下，进行的条件下，进行。后来后来在抢险中尽管最后在抢险中尽管最后将旋塞将旋塞，但球，但球体、上阀座等已先期刺体、上阀座等已先期刺坏，坏，。旋塞、球体、阀座旋塞、球体、阀座上旋塞编号：上旋塞编号：96030179603017，是，是9696年年3 3月出厂产品。月出厂产品。图中，图中，分析认为，该上旋塞长期分析认为，该上旋塞长期处于大半开位置使用，旋处于大半开位置使用，旋塞球腔与钻具内泥浆窜通，塞球腔与钻具内泥浆窜通，泥浆中的泥浆中的使旋塞几乎没有使旋塞几乎没有旋转空间，导致开关旋塞旋转空间，导致开关旋塞的摩擦阻力

5、增大，在抢险的摩擦阻力增大，在抢险过程中过程中上旋塞开上旋塞开关的关的2006年9月16日迪那迪那2-9井教训井教训 在对现场井控装备检查过程中发现，许在对现场井控装备检查过程中发现，许多井队对于内防喷工具台账记录混乱、班组多井队对于内防喷工具台账记录混乱、班组活动保养维护记录不清晰；备用内防喷工具活动保养维护记录不清晰；备用内防喷工具放置区离井口太近，以至于在起下钻时泥浆放置区离井口太近，以至于在起下钻时泥浆会喷在内防喷工具上，长时间不清理会造成会喷在内防喷工具上，长时间不清理会造成泥浆凝固，会严重影响使用性能。泥浆凝固，会严重影响使用性能。内防喷工具使用中存在问题内防喷工具使用中存在问题1

6、 1、现场对内防喷工具维护保养不到位、现场对内防喷工具维护保养不到位内腔严重锈蚀内腔严重锈蚀 塔里木油田内防喷工具管理规定塔里木油田内防喷工具管理规定对于如何正确使用内防喷工具已有详尽的对于如何正确使用内防喷工具已有详尽的说明，但现场依然存在不规范的动作：备说明，但现场依然存在不规范的动作：备用旋塞开关处于半开半关状态，极易进入用旋塞开关处于半开半关状态，极易进入泥浆凝固以至于备用旋塞活动不灵活；箭泥浆凝固以至于备用旋塞活动不灵活；箭型回压阀的顶开装置未打开；顶开装置的型回压阀的顶开装置未打开；顶开装置的顶开杆倒装。顶开杆倒装。2 2、现场人员对内防喷工具使用不正确、现场人员对内防喷工具使用不

7、正确干裂的泥浆颗粒干裂的泥浆颗粒 内防喷工具使用中存在问题内防喷工具使用中存在问题 如果现场存在上述情况，则会造成整如果现场存在上述情况，则会造成整个井口震荡幅度较大，钻具摆幅增大，个井口震荡幅度较大，钻具摆幅增大，势必会加大方钻杆上部接头处的承受力，势必会加大方钻杆上部接头处的承受力，过早引起上旋塞产生交变应力疲劳发生过早引起上旋塞产生交变应力疲劳发生刺漏。刺漏。3 3、现场钻机安装不正，井口偏斜幅度大、现场钻机安装不正，井口偏斜幅度大,增加了增加了 旋塞本体承受的交变应力旋塞本体承受的交变应力交变应力疲劳交变应力疲劳 内防喷工具使用中存在问题内防喷工具使用中存在问题 个别井队钻井参数与邻井

8、相差较大，在摸个别井队钻井参数与邻井相差较大，在摸索阶段中持续时间较长，对内防喷工具使索阶段中持续时间较长，对内防喷工具使用方法没有充分了解，间接的缩短了其使用方法没有充分了解，间接的缩短了其使用寿命；钻具组合对于浮阀起着至关重要用寿命；钻具组合对于浮阀起着至关重要的总用，如果安装浮阀部位形成一个瓶颈的总用，如果安装浮阀部位形成一个瓶颈段，在钻进过程中交变应力就会集中在浮段，在钻进过程中交变应力就会集中在浮阀上，加快疲劳破坏阀上，加快疲劳破坏 。4 4、钻井参数或钻井组合选择不合理、钻井参数或钻井组合选择不合理浮阀公接头断裂浮阀公接头断裂哈哈15-215-2井井 浮阀浮阀 内防喷工具使用中存在

9、问题内防喷工具使用中存在问题内防喷工具失效情况分析内防喷工具失效情况分析 2010年年6月月1日至日至12月月10日内防喷工具总共累计日内防喷工具总共累计报废报废48只，其中非正常报只，其中非正常报废废27只，占总报废比例为只，占总报废比例为56.3%：22只为试压不合只为试压不合格，格，5只为内防喷工具部件只为内防喷工具部件损坏。损坏。1 1、失效综述、失效综述2 2、失效汇总表、失效汇总表名名 称称规格型号规格型号 失效数量失效数量上旋塞上旋塞 6 5/8-203mm-70MPa 6下旋塞下旋塞 5 1/2-178mm-105MPa 05 1/4-178mm-70MPa 15-168mm-

10、70MPa 13 1/2-135mm-105MPa 03 1/2-135mm-70MPa 6箭型止回阀箭型止回阀5-168mm-70MPa 13 1/2-127mm-70MPa 4浮阀浮阀 5-168mm-70MPa 14 3/4-121mm-70MPa 13 1/2-127mm-70MPa 43 1/2-127mm-35MPa 2内防喷工具失效情况分析内防喷工具失效情况分析非正常失效内防喷工具主要为旋塞，占51.8%内防喷工具非正常失效主要原因为 内部部件被卡死，占41%失效失效原因原因旋钮旋钮卡死卡死 阀芯卡阀芯卡死死 密封密封失效失效 阀盖损阀盖损坏坏 本体刺本体刺漏漏 试压不试压不合格

11、合格 失效失效数量数量1165212内防喷工具失效情况分析内防喷工具失效情况分析哈哈15-215-2旋塞刺漏旋塞刺漏DN2-9DN2-9球阀刺坏，内六方变形球阀刺坏，内六方变形克深克深7 7井旋塞本体断开井旋塞本体断开旋塞阀技术改进旋塞阀技术改进在本体位置加向内球腔注油孔，减少泥浆进入该腔，防止泥浆在本体位置加向内球腔注油孔，减少泥浆进入该腔，防止泥浆进入该腔引起腐蚀及泥浆固化后旋塞无法打开进入该腔引起腐蚀及泥浆固化后旋塞无法打开在球阀和与本体间添加橡胶，占据泥浆位置，防止泥浆固化后在球阀和与本体间添加橡胶，占据泥浆位置，防止泥浆固化后无法打开无法打开密封面及弹簧采用进口件，阀座密封面焊接特殊

12、合金材料（密封面及弹簧采用进口件，阀座密封面焊接特殊合金材料（HRC3740），球阀经镀铬和热处理（），球阀经镀铬和热处理（HRC4852）所有产品均在塔里木油田进行气密封检测，达到了国家标准所有产品均在塔里木油田进行气密封检测，达到了国家标准弹簧材质及性能问题阀芯橡胶密封问题哈哈7-47-4井弹簧失效井弹簧失效大北大北5 5井盘根密封失效井盘根密封失效采用加粗进口不锈钢弹簧丝，经采用加粗进口不锈钢弹簧丝，经2万多次开关试验，弹簧没万多次开关试验，弹簧没有出现疲劳现象，其抗冲蚀和抗腐蚀能力也有很大提高有出现疲劳现象，其抗冲蚀和抗腐蚀能力也有很大提高阀盖上密封面焊镶硬质合金环，提高其抗冲蚀及抗腐

13、蚀能力阀盖上密封面焊镶硬质合金环，提高其抗冲蚀及抗腐蚀能力将阀体内孔密封环骨架改成具有一定锥度，进而改变泥浆喷将阀体内孔密封环骨架改成具有一定锥度，进而改变泥浆喷射角度，防止泥浆冲蚀弹簧和支架，提高浮阀使用寿命射角度，防止泥浆冲蚀弹簧和支架，提高浮阀使用寿命1 阀芯体阀芯体 2 密封圈密封圈 3 阀座阀座 4 阀板阀板 5 定位针，带定位针复位弹簧定位针，带定位针复位弹簧6 减震圈减震圈 7 销子销子 8 复位弹簧复位弹簧 在高密度泥浆钻井作业中，箭型阀接入钻具使用，阀芯容易冲在高密度泥浆钻井作业中，箭型阀接入钻具使用，阀芯容易冲蚀刺坏，因此箭型阀一般是在起下钻中发生溢流时使用蚀刺坏，因此箭型

14、阀一般是在起下钻中发生溢流时使用而在氮气欠平衡钻井作业中，箭型阀接入钻具中使用，对于其而在氮气欠平衡钻井作业中，箭型阀接入钻具中使用，对于其密封性能提出更高要求密封性能提出更高要求密封面及阀座均铺焊特殊合金层密封面及阀座均铺焊特殊合金层1.5mm，硬度分别为：大于，硬度分别为：大于HRC55及及HRC3740，确保较高的抗冲击及抗腐蚀能力，确保较高的抗冲击及抗腐蚀能力顶开装置螺纹上方加密封圈，防止泥浆进入螺纹，易于拆卸及保顶开装置螺纹上方加密封圈，防止泥浆进入螺纹，易于拆卸及保养维护养维护所有密封圈均采用进口件，提高了其使用寿命所有密封圈均采用进口件，提高了其使用寿命为满足氮气欠平衡作业需要，

15、产品均在塔里木油田进行气为满足氮气欠平衡作业需要，产品均在塔里木油田进行气密封检测，达到了国家标准密封检测，达到了国家标准箭型止回阀技术改进箭型止回阀技术改进改变顶开装置的导流方向，提高箭型抢接时的安全性和可靠性改变顶开装置的导流方向，提高箭型抢接时的安全性和可靠性老式箭型及顶开装置老式箭型及顶开装置新式箭型及顶开装置新式箭型及顶开装置箭型止回阀技术改进箭型止回阀技术改进外置通道旋塞阀外置通道旋塞阀 序号针阀状态35MpPa旋钮开关状态平衡时间(mim)序号针阀状态70MPa旋钮开关状态平衡时间(min)泵表压(MPa)管线表压(MPa)泵表压(MPa)管线表压(MPa)1关350打开1-21

16、关700打不开开00开2824关3502关120打开1-2开61开732关350打开1-23关203打开1-2开73开12103关353打开14关3010打开1-2开1815开20175关4017打开1-2开28246关7024打开1-2开45407关7040打开1-2开55508关7550打开1-2开62569关8056打开1-2开706410关700打不开开2419试验结果试验结果 1 1）35MpPa35MpPa外置通道旋塞阀进行了三次外置通道旋塞阀进行了三次试验，在各种压差条件下均能顺利打试验，在各种压差条件下均能顺利打开。开。2 2）70MpPa70MpPa外置通道旋塞阀进行了十次外

17、置通道旋塞阀进行了十次试验，有八次能顺利打开，有二次未试验，有八次能顺利打开，有二次未能打开。能打开。3 3）未能打开的原因可能是：由于泥浆）未能打开的原因可能是：由于泥浆粘度大、流动性差、泥浆中的固相物粘度大、流动性差、泥浆中的固相物质容易沉淀，堵塞通道，不能有效的质容易沉淀，堵塞通道，不能有效的进行压力传递。说明外置通道旋塞阀进行压力传递。说明外置通道旋塞阀的可靠性不稳定，还需进一步改进。的可靠性不稳定，还需进一步改进。高压气井旋塞阀研究高压气井旋塞阀研究测压式旋塞阀测压式旋塞阀 技术方案：在旋塞阀的下端加装压力计，通过压力计准确测量旋塞阀下技术方案：在旋塞阀的下端加装压力计，通过压力计准

18、确测量旋塞阀下端的压力值，在旋塞阀上端施加等值压力建立压力平衡。在零压差条件端的压力值，在旋塞阀上端施加等值压力建立压力平衡。在零压差条件下，通过转动轴调节球形阀芯，安全快速的打开旋塞阀。下，通过转动轴调节球形阀芯，安全快速的打开旋塞阀。测压式方钻杆旋塞阀结构方案测压式方钻杆旋塞阀结构方案1 1阀体阀体 2 2球形阀芯球形阀芯 3 3转动轴转动轴 4 4压力计压力计高压气井旋塞阀研究高压气井旋塞阀研究测压式旋塞阀测压式旋塞阀 本方案的关键是：方钻杆旋塞阀用压力传感器。基本要求：本方案的关键是：方钻杆旋塞阀用压力传感器。基本要求：l压力传感器外形尺寸完全满足安装在方钻杆旋塞阀下端管壁上的压力传感

19、器外形尺寸完全满足安装在方钻杆旋塞阀下端管壁上的要求。要求。l压力传感器的安装方法完全满足管内高压密封和管柱振动防脱的压力传感器的安装方法完全满足管内高压密封和管柱振动防脱的要求。要求。l压力传感器的结构功能完全满足压力测量数据的传输要求。压力传感器的结构功能完全满足压力测量数据的传输要求。l结构合理，成本低廉，安装方便，测量准确。结构合理，成本低廉，安装方便，测量准确。压力传感器结构、安装、实物压力传感器结构、安装、实物高压气井旋塞阀研究高压气井旋塞阀研究u正确选用：降低井控风险，保障安全作业正确选用：降低井控风险，保障安全作业 例如：对于利用例如：对于利用泥浆泥浆钻井，可以选用性能稳定的钻

20、井，可以选用性能稳定的浮阀浮阀；对于利用对于利用空气空气钻井，可以选用密封良好的钻井，可以选用密封良好的箭型箭型u正确保养：提高内防喷工具寿命，减少更换频率、节约成本正确保养：提高内防喷工具寿命，减少更换频率、节约成本 例如：利用废柴油润滑阀腔，阻止泥浆颗粒凝固例如：利用废柴油润滑阀腔，阻止泥浆颗粒凝固u正确安装：减少应力集中，提高使用寿命正确安装：减少应力集中，提高使用寿命 例如：在钻柱瓶颈段尽量勿装内防喷工具，改善内防喷工具工作环境例如：在钻柱瓶颈段尽量勿装内防喷工具，改善内防喷工具工作环境 正确使用内防喷工具正确使用内防喷工具u旋塞旋塞旋塞在送井前，必须经过密封试压和带压开关试验。旋塞在

21、送井前，必须经过密封试压和带压开关试验。旋塞到井后，应进行外观检查、开关试验和试压检查。旋塞到井后，应进行外观检查、开关试验和试压检查。带压条件下的打开作业带压条件下的打开作业最佳工况应该是旋塞两端压力相等时打开旋塞，旋塞两端压力差最佳工况应该是旋塞两端压力相等时打开旋塞，旋塞两端压力差越小，开启旋塞所需力矩越小越小，开启旋塞所需力矩越小，因此，在带压情况下，必须先，因此，在带压情况下，必须先注平衡压，再用旋塞扳手打开旋塞注平衡压，再用旋塞扳手打开旋塞钻具内发生井喷时的关闭作业钻具内发生井喷时的关闭作业随着旋塞的关闭所需扭矩增加，应采用专用工具实施强行关闭。随着旋塞的关闭所需扭矩增加，应采用专

22、用工具实施强行关闭。如果无法完全关闭，应迅速打开旋塞，防止旋塞刺坏如果无法完全关闭，应迅速打开旋塞，防止旋塞刺坏 正确使用内防喷工具正确使用内防喷工具u旋塞准确记录使用时间及受力状态，确定合理的使用时间使用中，防止旋塞处于半开和半关状态u浮阀每次起钻后，对阀芯进行检查，发现损坏及时更换，浮阀本体寿命可达800h，而阀芯寿命只有300h左右，所以按1：3配套控压钻井时，旋塞+浮阀配套使用，安装在起钻至套管鞋相对位置处采用精细控压钻水平井时，在近钻头处使用双芯结构浮阀u箭型下步钻井中需要堵漏作业，不宜选用箭型止回阀在高密度钻井液条件下使用之后，及时检查密封性能 正确使用内防喷工具正确使用内防喷工具

23、 正确使用内防喷工具正确使用内防喷工具u编写内防喷工作现场使用手册方钻杆旋塞阀维修使用手册方钻杆旋塞阀维修使用手册箭形止回阀维修使用手册箭形止回阀维修使用手册投入式止回阀维修使用手册投入式止回阀维修使用手册钻具浮阀维修使用手册钻具浮阀维修使用手册井控取证培训中，内防喷工具的使用、维护、管理作为专项培训在井控装备现场培训工作中，内防喷工具领用、使用、维修、维护、管理作为重点培训内容在油田举办的技能培训中，内防喷工具的配套、拆装、维护、保养作为重要考核内容之一 正确使用内防喷工具正确使用内防喷工具内防喷工具的管理内防喷工具的管理u建立健全管理机制塔里木油田内防喷工具管理组织机构塔里木油田内防喷工具

24、管理组织机构勘探开发部（行业管理部门）业主单位（需求方）勘探公司（使用方）工程技术部（检验、管理）物资采办事业部（采购方）内防喷工具的管理内防喷工具的管理塔里木油田内防喷工具管理流程塔里木油田内防喷工具管理流程购买（订货技术条件）验收（检验规程）领用（ERP程序）使用（使用维护管理规定）淘汰（判废条件）u建立健全管理机制内防喷工具的管理内防喷工具的管理u建立健全管理机制塔里木油田内防喷工具管理办法塔里木油田内防喷工具管理办法的历程的历程19991999版版 吐孜1井发生井喷后，塔里木油田公司意识到内防喷工具的关键性作用，由此塔里木油田公司初步建立了对内防喷工具的统一管理办法。采取甲方统一采购，

25、乙方队伍从甲方购买的方式。20072007版版 迪那2-9井内防工具事故后，发现了原有内防喷工具的不足之处，由此油田公司完善了内防喷工具订货技术要求、试压检验规程、现场使用及维护规范、判废技术条件。采取甲方指定供货商，乙方自行购买的方式。20102010版版 大北202井控险情后，为了进一步的提高内防工具现场使用的可靠性。规范供货方式：甲方统一购买，无偿提供乙方使用；细化订货技术要求；完善检验操作规程、使用维护管理规定、判废技术条件等。内防喷工具的管理内防喷工具的管理编写、完善的编写、完善的塔里木油田内防喷工具管理办法塔里木油田内防喷工具管理办法u建立健全管理机制内防喷工具的管理内防喷工具的管

26、理u完善订货技术条件内防喷工具的管理内防喷工具的管理u规范检验规程内防喷工具的管理内防喷工具的管理u规范内防喷工具领用程序内防喷工具的管理内防喷工具的管理u细化现场维护使用管理规定内防喷工具的管理内防喷工具的管理u明确修复、判废指标内防喷工具的管理内防喷工具的管理u建立塔里木油田常用内防喷工具技术参数表链接：链接：常用内防喷工具参数表常用内防喷工具参数表内防喷工具的管理内防喷工具的管理u统一标准填写表格内防喷工具的管理内防喷工具的管理u统一标准填写表格内防喷工具的管理内防喷工具的管理u加强使用中的探伤检查内防喷工具的管理内防喷工具的管理u制定钻井现场内防喷工具选配原则方钻杆上旋塞2只；各种规格的钻杆分别配套旋塞、箭形止回阀各1-2只；试油、井下作业的内防喷工具只配套3 1/2和2 7/8外加厚油 管扣旋塞各1-2只;各种规格的钻铤浮阀各2只，其中每只浮阀配套阀芯2只；工程设计中对内防喷工具的其他要求。每口井开工前，按照工程设计并参照以下标准选配内防喷工具：