钻井及井口装置

钻井井口装置钻井井口装置，也称作顶部钻井安装，是钻井操作中非常重要的部分。

它位于井口上方，是钻井设备的主要接口，它可以控制井口上方和井下的深度，控制钻杆和钻头的进出，从而保证整个钻探过程的正常进行。

钻井井口装置的结构一个标准的钻井井口装置由数个主要部分组成：钻杆、旋转头、钻杆卡环、过滤器和负压福特管。

这些部件的主要功能是：钻杆钻杆是钻井井口装置的主要组成部分之一。

它通过旋转头与往返运动的钻头相结合完成钻井任务。

钻杆的尺寸和长度是根据钻井目的、地层条件和用途而定的。

常用的钻杆长度为9米、10米和12米，并且在使用之前需要进行定期检查和维护。

旋转头旋转头与钻杆配套使用，主要用于控制钻杆的旋转方向和速度。

它的作用是把车钩上的扭矩传递到钻杆，将旋转的力量传递到地面上。

钻杆卡环钻杆卡环是钻井井口装置的另一部分，也是钻杆支撑的重要组成部分。

钻杆卡环可以通过曲轴机构和手动装置来控制，它的作用是固定钻杆，从而控制钻杆的上下运动。

过滤器过滤器是防止钻井液污染和粘附钻杆的重要部分。

它是由许多网孔构成的筛子，当钻井液通过时，可将固体颗粒和泥沙过滤掉，保证钻井液的质量。

负压福特管负压福特管，也称作静荷福特管，用于控制钻井液在钻井井口上方的液位。

当液位高于正常水位时，负压福特管可以吸走多余的钻井液，从而保证井口的安全并避免钻井液溢出。

对钻井井口装置的重视钻井井口装置对钻井工作的质量和效率有着非常大的影响，如果钻井井口装置出现故障或操作不当，将会导致各种问题。

首先，如果钻井井口装置不稳定，可能会导致钻杆断裂或其他严重事故的发生。

其次，如果换杆或取杆不及时，将会导致钻井液污染，影响钻井效率和质量，甚至可能导致地层油层受到污染。

因此，正确操作钻井井口装置是非常重要的。

钻井工人必须经过专业培训才能掌握正确的操作技能，还要定期检查和维护钻井井口装置的各个部分，保持其稳定可靠运行。

结论钻井井口装置是钻井过程中不可缺少的部分。

它的正常运行不仅影响着钻井工作的质量和效率，还涉及到地下水资源的利用和保护问题。

钻井装置的安装、试压检验、使用和管理第十五条现场装置的安装是指井口装置（包括套管头、变径或升高法兰、钻井四通、分流器、防喷器组）、防喷器控制系统、管汇（包括节流管汇、压井管汇、防喷管线、放喷管线及回收管线）、液气分离器等。

套管头、钻井四通、防喷器、节流压井管汇及其配件的额定工作压力必须与设计的防喷器额定工作压力相匹配。

第十六条钻井井口装置的安装执行以下规定：（一）钻井井口装置包括防喷器组（分流器）、四通及套管头等。

各次开钻井口装置要严格按照设计安装，防喷器闸板尺寸应与作业钻具或套管的外径相匹配。

（二）防喷器安装、校正和固定应符合SY/T 5964《钻井装置组合配套、安装调试与维护》中的相应规定。

防喷器安装完毕后，应校正井口、转盘、天车中心，其偏差不大于10mm，用Ф16mm钢丝绳在井架底座的对角线上将防喷器绷紧固定。

（三）防喷器主体安装时要遵循上全下半的原则，使液控管线安装在同一面。

海洋平台钻井闸板防喷器应采用液压锁紧机构，人工岛钻井闸板防喷器推荐采用液压锁紧机构。

配备手动锁紧装置时，手动锁紧杆尽可能接出钻机底座外，手轮上要标明开、关方向和到底圈数，靠手轮端应支撑牢固，操作杆与锁紧轴中心线的偏斜角不大于30。

，并安装计数装置。

手动锁紧杆离地面超过1.6米应搭操作台。

（四）防喷器顶部安装防溢管时用螺栓连接，不用的螺孔用丝堵堵住；防溢管与防喷器的连接密封可用金属密封垫环或专用橡胶圈。

防溢管处应装挡泥伞，保证防喷器组及四通各闸阀清洁，井口圆井应安装防护盖。

冬季施工，防喷器装置应采取保温措施，保证开关灵活。

（五）四通、套管头的配置与安装应符合SY/T 5964《钻井装置组合配套、安装调试与维护》中的相应规定。

第十七条分流器系统的配套、安装要求：（一）海洋分流器类型应根据井身结构中隔水管尺寸进行选择，其蓄能器的容量应与所选用的分流器关闭性能相匹配。

两侧管线原则上直径不小于254mm；排出管线出口设在平台尾部季节风的下风口或远离平台的两舷艉后安全地方；至少有一个侧向排出口长期处于开启状态。

第三章井口装置第一节概述井口装置是油气井最上部控制和调节油气生产的主要设备，包括套管头、油管头和采油(气)树三大部分，是悬挂井下油管柱、套管柱，密封油套管和两层套管之间的环形空间以控制油气井生产，回注(注蒸汽、注气、注水、酸化、压裂、注化学剂等)和安全生产的关键设备。

本章着重介绍采油树、阀门及辅助装置。

下图是井口装置结构：井口装置的作用1）连接井下的各层套管，密封各层套管环形空间，悬挂套管部分重量。

2）悬挂油管及下井工具，承挂井内的油管柱的重量，密封油套环形空间。

3）控制和调节油井生产。

4）保证各项井下作业施工，便于压井作业、起下作业等措施施工和进行测压、清蜡等油井正常生产管理。

5）录取油套压。

一、套管头套管头是在整个井口装置的最下端，是连接套管和各种井油管头的一种部件，用以悬挂技术套管和生产套管并确保密封各层套管间的环形空间，为安装防喷器和油管头等上部井口装置提供过渡连接，并通过套管头本体上的两个侧口，可以进行补挤水泥和注平衡液等作业。

1、型号表示方法套管头尺寸代号(包括连接套管和悬挂套管)是用套管外径的英寸值表示；本体间连接型式代号是用汉语拼音字母表示，F表示法兰连接，Q表示卡箍连接(图9-28)。

双级套管头表示方法见下图。

最大工作压力MPa上部悬挂套管尺寸代号，in中部悬挂套管尺寸代号，in下部悬挂套管尺寸代号，in连接套管尺寸代号，in本体连接型式代号套管头代号三级套管头表示方法2、结构型式分类套管头由本体、套管悬挂器和密封组件组成。

套管头按悬挂套管的层数分为单级套管头、双级套管头和三级套管头。

按本体间的连接形式分为卡箍式和法兰式。

按套管悬挂器的结构型式分为卡瓦式和螺纹式。

技本体的组合型式分为：a单体式：一个本体内装一个套管悬挂器。

单级套管头示意图1—油管头；2—套管头；3—套管悬挂器（卡瓦式）；4—悬挂套管；5—连接套管双级套管头示意图1—上部套管头；2—下部套管头；3—油管头；4—上部套管悬挂器（卡瓦式）；5—上部悬挂套管；6—下部套管悬挂器（卡瓦式）；7—下部悬挂套管；8—连接套管（表层套管）三级套管头示意图1—油管头；2一上部套管头；3—中部套管头；4—下部套骨头；5—上部套臂悬挂器(卡瓦式)；6—上部悬挂套管；7—中部套管悬挂器(卡瓦式)；8—中部悬挂套管；9—下部套管悬挂器(卡瓦式)；10—下部悬挂套管；11—表层套管b组合式：一个本体内装多个套管悬挂器。

钻井井控装置的安装试压和使用第十九条井控装置的安装（一）井口装置1.防溢管一律采用两半式法兰密封连接。

其直径应比所用套管加大一级，管内不应有台肩。

2.防喷器每次安装完毕后，应校正井口、转盘、天车中心线，其偏差不大于10mm。

用直径16mm钢丝绳和正反螺丝在井架底座的对角线上固定绷紧。

3.具有手动锁紧机构的闸板防喷器应安装手动操作杆，靠手轮端应支撑牢固，操作杆中心线与锁紧轴之间的夹角不大于30°，挂牌标明开、关方向和圈数。

手轮离地高度超过2m，其下方应安装操作台。

4.安装完后，绘制井口装置示意图，图中应标注各半封闸板和剪切闸板距转盘面的距离。

5.远程控制台（1）安装在面对井架大门左侧、距井口不少于25m的专用活动房内，距放喷管线应有1m以上距离，10m范围内不应堆放易燃、易爆、腐蚀物品。

（2）控制管汇安放并固定在管排架内，管排架与放喷管线应有一定的距离，车辆跨越处应装过桥盖板，不应在管排架上堆放杂物和以其作为电焊接地线或在其上进行焊割作业。

（3）总气源应与司钻控制台气源分开连接，并配置气源排水分离器，不应强行弯曲和压折气管束，气源压力保持在0.65MPa～1.00MPa。

（4）电源应从总配电板处直接引出，用单独的开关控制，并有标识。

（5）非工作状态下，液压油油面距油箱顶面200mm；工作状态下，液压油油面距油箱底面不小于200mm。

气囊充氮压力7.0MPa±0.7MPa。

（6）蓄能器压力17.5MPa～21.0MPa，环形防喷器压力8.5MPa～10.5MPa，管汇压力10.5MPa±1.0MPa，并始终处于工作压力状态。

（7）各控制阀的操作手柄应处于与控制对象工作状态相一致的位置。

控制剪切闸板的三位四通阀应安装防误操作的防护罩和定位销，控制全封闸板的三位四通阀应安装防误操作的防护罩。

（8）半封闸板防喷器的控制液路上均应安装防提安全装置，其气路与防碰天车气路并联。

（9）控制管汇安装前应逐根检查，确保畅通，所有管线应整齐排放；拆除控制系统时，防喷器液压管线接口应用堵头堵好，气管束接口应包装密封好。

完井井口装置
在钻井完井后,地面井口装置是非常重要的采油设备。

井口装置的重要作用是控制井的油、气流，完成测试、试油以及投产后的油、气正常生产。

完井井口装置主要由套管头、套管短节、四通、油管挂、采油树等部件组成。

一、套管短节与套管头
套管短头与套管头是连接安装在完井套管的最顶部，固井完成后，在地面安装套管头，长度为一般300～500mm不等，之上连接专用法兰，合称套管头（见图案1—9所示）。

套管短节规格与完井套一致，法兰有螺纹式与焊接式两重。

套管头的主要作用是下与完井套管连接，上与地面四通、采油树连接，是重要的过渡部件。

图1-9 套管头结构示意图
二、四通与油管挂
四通是井口装置中重要组成部件，上接采油树，下连套管头，完井的采油、试油等工艺管柱连挂坐在四通内的油管挂上，修井等作业时四通又与作业井口连接，因此它是重要的部件。

四通常与油管挂合装，一般通称油管头（与图1—10所示）。

图1-10 四通与油管挂（油管头）示意图
a—CQ—250型（1—密封圈；2—压帽；3—顶丝；4—“O”型圈；5—油管挂；
6—油管短结；7—特殊四通）b—CYb—250型（1—油管锥管挂；2—顶丝；3—垫片；
4—顶丝盘根；5—压帽；6—紫铜圈；7—“O”型圈；8—紫铜圈；9—特殊四通）常用特殊四通基本技术参数见表1—1。

三、完井井身结构及井口装置
完井井身结构及井口装置间图1-11。

图1-11 射孔完成法井身结构及井口示意图。

油田钻井井控装置的安装试压使用和管理实施细则第1条井控装置的安装包括钻井井口装置的安装、井控管汇的安装、钻具内防喷工具的安装等。

第2条钻井井口装置的安装规定：（一）钻井井口装置包括防喷器、防喷器控制系统、四通及套管头等。

各次开钻要按设计安装井口装置。

（二）防喷器安装完毕后，应校正井口、转盘、天车中心，其偏差不大于10mm。

用Ф16mm钢丝绳和反正螺丝在井架底座的对角线上将防喷器绷紧固定。

防喷器顶部安装防溢管时，不用的螺孔用丝堵堵住。

（三）防溢管处应装挡泥伞，保证防喷器组及四通各闸阀清洁。

（四）冬季施工（11月1日至次年3月1日或最低温度低于0℃），井口装置及井控管汇应采取保温措施，保证开关灵活。

（五）具有手动锁紧机构的闸板防喷器应装齐手动操作杆，操作杆手轮应接出井架底座，靠手轮端应支撑牢固。

使用单万向节的操作杆与水平方向夹角不大于30°；使用双万向节操作杆应满足手轮转动灵活。

手动锁紧杆离地面高度超过1.6m应安装手轮操作台。

挂牌标明开、关方向、到位圈数和闸板类型。

手轮处应有计量开关圈数的计数装置。

（六）防喷器控制系统控制能力应与所控制的防喷器组合及管汇等控制对象相匹配。

防喷器远程控制台安装要求：1、安装在面对井架大门左侧（侧钻井、老井加深井宜安装在面对井架大门左侧）、距井口不少于25m的专用活动房内（稠油井如受场地限制，距井口距离不宜少于20m处），距放喷管线或压井管线有2m以上距离，周围留有宽度不少于2m的人行通道，周围10m内不得堆放易燃、易爆、腐蚀物品；使用电动钻机，摆在钻台后方或井场左后方，距井口25m以远。

2、管排架（液压管线）与放喷管线的距离不少于1m，车辆跨越处应装过桥盖板；不应在管排架上堆放杂物和以其作为电焊接地线或在其上进行焊割作业；在液控管线处应设立高压警示标志；井口处应使用耐火液压软管。

3、远控台总气源应与司钻控制台气源分开连接，配置气源排水分离器，并保持工作压力；远程控制台应使用通径不小于16mm专用供气管线，不应强行弯曲和压折气管束。

钻井的八大件：天车，大钩、游车、井架、泥浆泵、水龙头、绞车、转盘钻井作业的八大系统（起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、动力驱动系统、钻机底座、钻机辅助设备系统循环系统包括钻井泵，地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等，其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括震动筛、除砂器、除泥器、离心机等。

钻井泵将泥浆从泥浆罐中吸入，经钻井泵加压后的泥浆，经过高压管汇、立管、水龙带，进入水龙头，通过空心的钻具下到井底，从钻头的水眼喷出，经井眼和钻具之间的环行空间携带岩屑返回地面，从井底返回的泥浆经各级泥浆净化设备，除去固相含量，然后重复使用。

起升系统是为起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具服务的，钻具配备有起升系统。

起升系统包括绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等各种工具。

起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。

下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升，下放时，钻具或套管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速度。

在正常钻进时，通过刹车机构控制钻具的送进速度，将钻具重量的一部分作为钻压施加到钻头上实现破碎岩层。

旋转系统是转盘钻机的典型系统，其作用是驱动钻具旋转以破碎岩层，旋转系统包括转盘、水龙头、钻具。

在钻井现场我们观察到的钻具包括：方钻杆、钻杆、钻铤和钻头，此外还有扶正器以及配合接头等。

其中钻头是直接破碎岩石的工具，有刮刀钻头，牙轮钻头、金刚石钻头等类型。

钻铤的重量和壁厚都很大，用来向钻头施加钻压，钻杆将地面设备和井底设备联系起来，并传递扭矩。

方钻杆的截面为正方形，转盘通过方钻杆带动整个钻柱和钻头旋转，水龙头是旋转钻机的典型部件，它既要承受钻具的重量，又要实现旋转运动，同时还提供高压泥浆的通道。

关于井口装置，你必须知道这些…概述井口装置是指采油树、油管头、套管头及相关配件，是用于悬挂、支撑、控制、调节等的采油设备。

作为油气生产的重要设备，其性能的优劣关系到油气井能否安全、高效地生产。

==套管头专题==套管头是套管和井口装置之间的重要连接件。

它的下端通过螺纹与表层套管相连，上端通过法兰或卡箍与井口装置或防喷器相连。

△常用的套管头套管头的特点•套管连接既可采用螺纹连接，也可采用卡瓦连接，悬挂套管既快速又方便；•套管挂采用刚性与橡胶复合密封结构，还可采用金属密封，増强了产品的密封性能；•设计有防磨套及试压取出工具，方便防磨套的取出和对套管头进行试压；•上法兰设计有试压、二次注脂装置；•套管头侧翼阀门配置，根据用户需求设计；套管头的作用套管头安装在表层套管柱上端，用来悬挂表层套管以外的各层套管和密封套管环形空间的井口装置部件，主要作用有以下几点1、通过悬挂器悬挂除表层套管之外的各层套管的部分或全部重量；2、连接防喷器等井口装置；3、在内外层套管柱之间形成压力密封；4、为释放可能积聚在两成套管柱之间的压力提供出口；5、在紧急情况下，可由套管头侧孔向井内泵入流体，如压井液或灭火剂；6、特殊作业：a.固井质量不好可众侧孔补注水泥，b.酸化压裂时，可从侧孔注入压力平衡液。

△各层套管头结构补充 | 知识为了好记忆，将套管头的作用和用途归纳为四句话：•悬挂各层套管重量；•支撑套管头以上防喷器；•为各层套管之间提供密封；•为特殊作业提供通道；套管头的分类1. 按悬挂套管层数按悬挂套管层数可分为：单级套管头、双级套管头、三级套管头；其中单级套管头一般用在低压浅层地层生产井当中；双级套管头适用于大多数地层压力较为明确的区域，使用量较多；三级套管头一般用在高压深井或勘探井中；△单级套管头△双级套管头△三级套管头2. 按套管悬挂器的结构型式按套管悬挂器的结构型式可分为卡瓦式套管头、芯轴式(螺纹式)套管头、整体式(焊接式)套管头；△卡瓦式套管头△芯轴式套管头△整体式(焊接式)套管头3. 按本体间连接方式按本体间连接方式分为法兰式套管头、卡箍式套管头、独立螺纹式(悬挂套管柱上端和油管头本体下端用螺纹连接的套管头)；4. 按本体的结构型式按本体的结构型式分单体式套管头(一个本体内装一个悬挂器)、组合式套管头(一个本体内装多个悬挂器)；套管头的型号表示法套管头的结构及密封1. 套管头的结构套管头由四通、套管悬挂器、顶丝总成、法兰式平行闸阀、连接件、压力显示机构等组成；2. 橡胶密封工作原理套管头密封由套管头本体、BT形橡胶密封圈、套管悬挂器、燕尾形橡胶密封圈、顶丝V形密封圈、密封垫环构成，套管悬挂器座挂在套管头本体台阶上，由于套管的悬重，金属与金属的接触就产生刚性被动密封，套管悬挂器与套管的密封为螺纹密封。