自均衡地面控制的井下安全阀的可靠性和简化设计的发展

普光气田地面安全控制系统应用及关断预防措施四川省达州市宣汉县邮编： 636156摘要：为保证气田安全开发及平稳生产，采用地面安全控制系统与ＳＣＡＤＡ系统相关联，实现对井下安全阀和地面安全阀远程和就地控制。

对普光气田所使用的三种地面安全控制系统的特点和功能分别进行了分析。

控制系统的安全性、有效性是高含硫气井能否安全平稳生产运行的关键。

关键词：普光气田集气站控制系统关断措施普光气田是目前国内规模较大的海相整装气田具有储量丰度高、气藏压力高、H2S和CO2含量高、气藏埋藏深的特点。

目前，普光气田主体共有46口开发井每口井均安装有井下安全阀和地面安全阀，22座集气站分别采用FST气控液型、FST液控液型、Ｃａｍｅｒｏｎ液控液型三种控制柜。

每座集气站只采用1套井口控制柜对该集气站所有井下安全阀和地面安全阀进行控制和操作。

１、地面安全控制系统简介该气田所使用的井口控制柜有三种类型，根据不同的设计理念和原理，其组成部件也不尽相同，以Ｃａｍｅｒｏｎ液控液型为例介绍如下。

1.1组成Ｃａｍｅｒｏｎ液控液型控制柜主要包括井口控制系统（PLC），供电系统，供油系统（液压油箱、蓄能器、气动液压泵、手动增压泵、液控三通阀、压力开关），外接仪表辅件（高低压限压阀＋各仪表）等。

1.2工作原理Ｃａｍｅｒｏｎ液控液型控制系统通过2台电动液压泵（或手动增压泵）将常压的液压油增压至地面安全阀或井下安全阀开启所需要的压力储存蓄能器内，低压泵最大输出压力约为41.4MPa，高压泵最大输出压力约为68.9MPa。

低压泵的液体经减压阀减压后作为逻辑控制压力（0.55～0.83MPa），此压力有三种通路：操作压力、高低压限位阀先导压力、易熔塞先导压力。

这三种压力均作为逻辑控制压力来控制液控三通阀，从而达到控制高压的地面安全阀（或井下安全阀）的目的。

同时，在地面安全阀（或井下安全阀）逻辑控制回路上有一个和液控三通阀串联的电磁三通阀，用来控制地面安全阀（或井下安全阀）远程关断。

（新版）井下作业井控考试题库（含答案）一、单选题1.发生溢流关井时,其关井最高压力不得超过井控装备额定工作压力和()强度8 0%两者中的最小值。

A、套管抗内压B、井口套管抗内压C、各处套管抗内压D、套管抗外挤答案：A2.环形防喷器关闭时:()。

1)直至橡胶被挤出抱紧钻具或全封闭井口,最终实现对井筒的密封;2)由于胶芯受大盖的限制,迫使胶芯在上行过程中向井口中心移动;3)推动活塞上行,活塞推动胶芯上行4)液压油从壳体下部油道口进入防喷器的关闭腔。

A、1)3)2)4)B、1)2)3)4)C、3)2)1)4)D、4)3)2)1)答案：D3.()的功能是:完成井口装有采油树或防喷器时对油管的封堵,消除在更换井口时油管内发生井喷的安全隐患,有效杜绝井喷事故的发生。

A、箭形止回阀B、投入式止回阀C、钻具浮阀D、油管密封堵塞器答案：D4.下图是()。

A、防磨套顶丝顶紧B、加长防磨套C、平底型取送工具D、钻柱型取送工具答案：A5.酸化压裂施工时套压不允许超过()强度的80%。

A、套管抗内压B、井口套管抗内压C、井口套管抗外挤D、套管抗外挤答案：A6.硫化氢监测仪在使用过程中要定期校验。

固定式硫化氢监测仪一年校验一次,携带式硫化氢监测仪()校验一次,在超过满量程浓度的环境使用后应重新校验。

A、半年B、一年C、一年半D、二年答案：A7.某试油队与钻井队配合进行某井的试油工作,该试油队应执行()。

A、《石油与天然气井下作业井控规定》B、《石油与天然气钻井井控规定》C、SY/T6120《油井井下作业防喷技术规程》D、SY/T6690《井下作业井控技术规程》答案：B8.当蓄能器钢瓶中的油压升至()MPa时,电泵或气泵停止运转,始终维持所需的压力油。

A、10.5B、19C、21D、30答案：C9.中油工程字(2006)274号《中国石油天然气集团公司关于进一步加强井控工作的实施意见》中规定:“三高”油气井的施工过程中,每班每月防喷演习不少于()次。

井下工艺试题 1、井控是指实施油气井（A）的简称。（1；1） A、压力控制 B、油气控制 C、地层控制 2、井控中三早的内容：早发现、（A）、早处理。（1；1） A、早关井 B、早压井 C、早放喷 3、当井底压力（C）地层压力时，井口返出液量大于泵入液量或停泵后井液自动外溢的现象称为溢流。（1；1） A、大于 B、等于 C、小于 4、根据井喷流体喷出的位置不同，井喷可分为地面井喷和（B）两种。（1；1） A、作业井喷 B、地下井喷 C、起管柱井喷 5、（C）是利用静液压力来平衡地层压力的一种井控技术。（1；2） A、三级井控 B、二级井控 C、一级井控 6、同等条件下发生2m3溢流比发生3m3溢流套压（B）。（1；2） A、高 B、低 C、相等 7、若圈闭内同时聚集了石油和游离态天然气（气顶气），则称为（C）。（1；2） A、气藏 B、油藏 C、油气藏 8、井控技术按控制方式分可分为（B）级井控。（1；1） A、二 B、三 C、四 9、发生溢流防止井喷唯一正确的操作是（A）。（1；1） A、及时按照关井程序关井。 B、根据施工工况作出决策。 C、循环观察根据情况关井。 10、溢流量（C），越便于关井控制、越安全。（1；1） A、无所谓 B、越多 C、越少 11、二级井控是指溢流或井喷发生后，通过及时关井与压井重建井内压力平衡的井控技术。（1；1） A、油气层压力 B、井内压力 C、地层压力 12、油气藏是指单一圈闭中具有（B）的油气聚集，是油藏和气藏的统称。（1；2） A、不同压力系统 B、同一压力系统 13、关井是利用(A)和井口回压共同平衡地层压力的井控技术。（2；1） A、静液压力 B、井底压力 C、立管压力 14、发生溢流的根本原因是井底压力（B）地层压力。（2；1） A、大于 B、小于 C、等于 15、射孔完井法包括套管射孔完井和（A）射孔完井。（1；2） A、尾管 B、管柱 C、裸眼 16、裸眼完井法又分先期裸眼完井法和（A）裸眼完井法。（1；1） A、后期 B、中期 17、砾石充填法又分为（B）砾石充填完井法和套管砾石充填完井法。（1；1） A、管柱 B、裸眼 C、油管 18、正常情况下，地下某一深度的地层压力等于（B）作用于该处的静液压力。（2；1） A、上覆岩层 B、地层流体 C、地层水 19、上覆岩层压力是某深度以上的（A）和其中流体对该深度所形成的压力。（2；1） A、岩石 B、矿物 C、油气 20、地层破裂压力是指某一深度处地层抵抗（C）的能力。（2；2） A、油气压裂 B、地层压裂 C、水力压裂 21、井底压力是指地面和井眼内作用在井底的各种（B）的总和。（2；1） A、气体 B、压力 C、液体 22、作业时构成井底压力和维持井内压力平衡的主要部分是（C）。（2；2） A、激动压力 B、井口回呀 C、静液柱压力 23、压力系数是某点压力与该点静压力之比，无因次，其数值等于该点（D）当量密度。（2；2） A、油柱 B、水柱 C、气柱 D、井液 24、静液压力是由静止液柱的(A)产生的压力。（2；1） A、重量 B、密度 C、质量 25、静液压力的大小只取决于(C)和液柱垂直高度。（2；1） A、液体的重量 B、液体的浓度 C、液体密度 26、地层压力当量密度在(B)为正常地层压力。（2；3） A、0.07～0.15g/cm3 B、1.0～1.07g/cm3 C、1.07～1.21g/cm3 27、地层压力是指作用在地层孔隙中（A）上的压力，也称地层孔隙压力。（2；1） A、流体 B、岩石 C、油气 28、所有正常工况下只有（A）时的井底压力低于静液压力。（2；1） A、起管柱 B、下管柱 C、空井 29、油井当量井液密度的附加范围是：油井（B）g/cm3或控制井底压差(B)MPa； （3；2） A、0.07～0.15；3.0～5.0 B、0.05～0.10；1.5～3.5 30、气井当量井液密度的附加范围是：气井（A）g/cm3或控制井底压差(A)MPa。（3；2） A、0.07～0.15；3.0～5.0 B、0.05～0.10；1.5～3.5 31、已知某井测深2200m，垂直井深为2000m，地层压力为28MPa，平衡地层压力所需要的井液密度为（B）g/cm3。（3；2） A、1.42 B、1.43 C、1.50 32、井控设计应依据(A)提供的地层与压力情况、当前作业技术水平、井控设备能力、作业地区环境及气候状况等资料。（3；1） A、地质设计 B、工程设计 C、施工设计 33、井控设计的目的是满足作业施工中对(C)的控制要求，防止井喷及井喷失控事故的发生。（3；1） A、油气压力 B、井底压力 C、井下压力 34、井漏的原因是由于井底压力高于(B)导致的。（4；1） A、地层压力 B、地层破裂压力 C、上覆岩层压力 35、起管柱过程中主要产生(B)，它使井底压力降低，其值过大会导致溢流。（4；1） A、激动压力 B、抽吸压力 C、流动压力 36、下管柱过程中主要产生（A），它使井底压力升高，其值过大会导致井漏。（4；1） A、激动压力 B、抽吸压力 C、流动压力 37、某井测深3500m，垂深3000米，井液密度1.60克/厘米3,循环时环空流动阻力为1MPa，循环时的井底压力为（C），停泵时的井底压力为（B）。（4；2） A、54.88MPa B、47.04 MPa C、48.04 MPa 38、起管柱前应充分循环，进出口密度差不能高于(B)。（4；1） A、0.03 g/cm3 B、0.02 g/cm3 C、0.04 g/cm3 39、等量的气体压力增高，其体积（C）；气体压力减小，其体积（A）。（4；2） A、增加 B、不变 C、减小 40、气体侵入井内后井液密度由上而下有何变化（C）。（4；1） A、不变 B、降低 C、升高 41、气侵井液必须经过（C）才能重新入井。（4；1） A、稀释 B、加重 C、除气 42、没有经过除气的气侵井液重新泵入井内，会使井底压力有何变化?（B）（4；1） A、不断升高 B、不断下降 C、不变 43、关井后气体在井内滑脱上升过程中气体压力，井口压力，井底压力有何变化？(B）（4；3） A、气体压力升高；井口压力升高；井底压力升高。 B、气体压力不变；井口压力升高；井底压力升高。 C、气体压力不变；井口压力下降；井底压力升高。 D、气体压力升高；井口压力下降；井底压力下降。 44、在将井内气侵井液循环出井口时，为了不使井口和井内压力过高，必须（A）天然气膨胀。（4；1） A、允许 B、不允许 45、关井后气体在上升的过程中套压的升高值与（B）的升高值相等。（4；1） A、地层压力 B、立压或井底压力 C、静液压力 46、软关井操作如下哪项操作是正确的？（A）（5；1） A、开通节流管汇；关防喷器；关节流管汇。 B、关防喷器；开通节流管汇；关节流管汇。 C、关节流管汇；关防喷器；开通节流管汇。 47、溢流报警信号为不少于(B)钟的一声长鸣。（5；1） A、20秒 B、30秒 C、50秒 48、软关井过程中关闭防喷器前应打开（C）一侧的平板阀。（5；1） A、防喷管线 B、压井管汇 C、节流管汇 49、关井过程中应先关闭节流阀再关闭节流阀（A）的平板阀。（5；1） A、前 B、后 50、一般情况下应在关井后（B）井口压力趋于稳定的时候录取关井关井立压和套压。（5；1） A、5—10分钟 B、10--15分钟 C、20—25分钟 51、关井压力稳定后从立管压力表上读到的立管压力值，是(C)之差。（5；1） A、地层压力与环空压力之差 B、地层压力与井底压力之差 C、地层压力与管柱内静液压力 52、关井压力稳定后从套管压力表上读到的套管压力值，是（C）之差。（5；1） A、地层压力与井底压力之差 B、地层压力与管柱内静液压力 C、地层压力与环空静液压力 53、关井后立压与套压之间的差值能够反映的是（A）。（5；1） A、环空受污染程度 B、管柱内受污染的程度 C、整个井眼内受污染的程度 54、在抢装旋塞阀的过程中旋塞阀应处于(B)。（5；1） A、关位 B、开位 55、某井溢流后测得关井立压为6MPa，垂直井深3000米，溢流前井液密度1.4克/厘米3，若产层为油层时，应把压井液密度加重到多大？(A) （5；2） A、1.66～1.71g/cm3

一、生产管柱中的井下工具
一、生产管柱中的井下工具
（三）滑套
1．结构和用途 结构如图所示，由上、下短节、流动口、关闭套、密封件等组成，其 中上短节有锁定槽，以坐挂井下工具。下图为CMD滑套关闭、平衡、打开 状态。 2.滑套主要用来提供油管和环空之间的流动通道，有下列用途。 1）完井后诱喷。 2）循环压井 3）气举。 4）挂射流泵。 5）多油层井内，选择性对不同的油层进行生产、测试或增产措施。 6）多层混采。 7）下入堵塞器关井或油管试压。 8）循环化学剂防腐等。
一、生产管柱中的井下工具
一、带水力锚结构的单卡瓦液压坐封式单管封隔器。 l）结构及坐封原理 以“FH”型液压坐封单管封隔器为例说明这类封 隔器在下井、坐封和释放解封三种状态。 在封隔器以下的球座上投入密封钢球或在工作筒 内坐人堵塞器，从油管内加压，当油管压力与环空压 力达到一定差值（剪切销钉材料、数量不同，则坐封 压力不同。各产品都有坐封压力规定，也可按用户要 求设计）时，剪断坐封销钉，活塞向下（有些产品向 上）移，拉（或推）锥形体、密封件、内卡瓦等部件 ，使卡瓦张开咬住套管壁、密封件受压缩径向膨胀， 密封环形空间，内卡瓦与心轴棘齿锁住，使活塞在油 管压力释放时不能复位，保持坐封状态。图b水力锚1 的内腔有一液压孔与密封胶筒下部的环行空间连通， 当环空压力升高时，水力锚向外扩张，咬住套管壁， 防止封隔器上移解封。
封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一，其主要功能如下： 1）分隔生产层段，防止层间流体和压力的串通、干扰； 2）分隔压井液和生产液； 3）满足采油（气）生产和修井作业的各种要求； 4）保留住套管环空中的封隔液，起到保护套管和安全生产的作用。 用于海上油（气）田完井的封隔器可分为可回收式和永久式两大类型 ，而按坐封方式，可分为液压坐封、机械坐封和电缆坐封。