井口防噴器組固定方法探討

趙鳳凱(大慶鉆探工程公司鉆井一公司HSE監督站， 黑龍江 大慶 163411)

井口防噴器組固定方法探討

趙鳳凱(大慶鉆探工程公司鉆井一公司HSE監督站， 黑龍江 大慶 163411)

本文針對淺井、中深井、深井等不同井口防噴器組合，分析了鉆具撞擊井口防噴器引起的振擺對井口防噴器連接的影響，提出了不同壓力級別井口防噴器組的固定方法。

防噴器組；振擺；固定

在鉆井過程中，井內鉆具在起下、旋轉等操作中，不可避免地要經常與防噴器刮碰，這將導致井口防噴器組產生振擺。隨鉆具與防噴器重復式的刮碰，使防噴器組振擺力增大，而周期性振擺是導致井口防噴器組的連接螺栓松動的主要因素。因而對井口防噴器組進行有效的固定，削減吸收井口防噴器組的振擺力，是非常必要的。

1 現場井口防噴器組固定效果的分析

1.1 井口防噴器組振擺的成因及后果

因為多種因素的影響，井口防噴器組不可能完全與井口居中，大慶油田鉆井井控細則中規定：防噴器主體安裝平整，天車、轉盤、井口中心的最大偏差不能超過10mm。由于井口防噴器組與井口存在偏差，在鉆進、起下鉆具過程中，井口防噴器組頻繁受到鉆具的撞擊刮碰，周期性的撞擊必然引起井口防噴器組的振擺晃動。鉆井用防噴器的質量都很大，隨壓力級別、通徑的增大，防噴器的質量也相應的增大，如華北榮盛公司生產的防噴器FH28—21重2950kg；FH28—35重4675kg；FH35—35重6745kg；FZ28—21重1890 kg； FZ28—35重2190 kg；FZ35—70重6445 kg；井口防噴器組中防噴器的數量隨井口壓力級別的升高而增多，座于所連接套管上的重力也相應增大。當井口防噴器組振擺晃動時，由于應力集中現象，在井口防噴器組底端與套管聯接處受到非常大的振擺載荷；嚴重時，使井口套管強度降低，密封完整性受到破壞。周期性的振擺晃動也是導致井口防噴器間聯接螺栓松動，破壞井口防噴器組連接密封完整性的主要原因。通過正反花籃螺栓和鋼絲繩將井口防噴器組與井架底座繃緊固定，是保證井口防噴器組居中，防止井口防噴器組振擺晃動的有效手段。

1.2 井口防噴器組受力分析及固定對策

通過井口防噴器組所受外力分析看：可把井口防噴器組看作一受力桿件，該受力桿件的頂端為自由端，底端為限制端。施加在該桿件上所有外力，使該桿件失穩的作用力可分解為水平分力和垂直分力。防止該桿件失穩只需將其自由端水平、垂直兩個方向限制固定；垂直方向的固定已由防噴器間聯接螺栓完成，只要完成水平方向限制固定，就可保證該受力桿不失穩。即在井口防噴器組頂端通過正反花籃螺栓和鋼絲繩與井架底座繃緊。

由上述分析結果得出：通過正反花籃螺栓和鋼絲繩在井口防噴器組頂端與井架底座繃緊固定，是限止井口防噴器組振擺晃動所必須的；正反花籃螺栓和鋼絲繩將井口防噴器組與井架底座繃緊固定方向與井口垂直可最大限止井口防噴器組振擺晃動(如圖示)。現場實施時，綜合考慮防噴器的維護保養、安裝是否方便等因素，正反花籃螺栓和鋼絲繩的繃緊固定方向可小角度上傾方向，下傾方向與井架底座固定。

2 井口防噴器組的固定方法

2.1 淺層開發井

該類型井的鉆機井架底座高度有限，井口一般安裝一個單閘板防噴器或一個雙閘板防噴器，壓力級別一般在14MPa內，井口組合常見為鉆井四通+單閘板+防溢管；鉆井四通+雙閘板+防溢管。該類井口防噴器組的固定方法：在防噴器上端部與防溢管連接處對稱擰入四個固定螺環通過鋼絲繩、正反花籃螺栓按要求四角繃緊。

2.2 中深層開發井或探井

該類型井的建井周期相對深井較短，井口壓力級別在35MPa內，一般安裝一個單閘板防噴器或一個雙閘板防噴器和環形閘板防噴器，井口組合常見為套管頭+鉆井四通+單閘板+環形防噴器+防溢管；套管頭+鉆井四通+雙閘板+防溢管；套管頭+鉆井四通+雙閘板+環形防噴器+防溢管。該類井口防噴器組的固定方法：在環形防噴器上端部與防溢管連接處對稱擰入四個固定螺環通過鋼絲繩、正反花籃螺栓按要求四角繃緊。缺點是當更換環型膠芯時，需拆下井口防噴器組的固定。

2.3 深層探井、欠平衡井

該類型井的鉆機井架底座高度高、空間廣闊，井口壓力級別高，在35MPa以上，安裝的防噴器數量與類型多。井口組合常見為套管頭+鉆井四通+雙閘板+單閘板+環形防噴器+防溢管；套管頭+單閘板+鉆井四通+雙閘板+環形防噴器+防溢管；套管頭+鉆井四通+雙閘板+單閘板+環形防噴器+防溢管。

該類井口防噴器組的固定方法：由于該類型井的建井周期較長，環形防噴器或需更換膠芯或需上部與旋轉防噴器連接，在環形防噴器上端部擰入固定螺環固定的方法影響膠芯的更換。可在環形防噴器殼體中部將兩個與殼體直徑一致的半圓固定環卡用螺栓在殼體中部卡緊；半圓固定環卡的端部加工出與鋼絲繩、正反花籃螺栓的聯接孔。通過鋼絲繩、正反花籃螺栓按要求四角繃緊。

[1]孫振純.井控設備[M].北京：石油工業出版社，1997-09.

[2]大慶石油管理局.大慶油田鉆井井控實施細則[S].2010.

趙鳳凱(1963-),1987年畢業于齊齊哈爾大學石油工程專業，現從事HSE鉆井監督工作。