当前位置：文档之家 › 溢流关井时的水击压力及其影响因素

溢流关井时的水击压力及其影响因素

  • 格式：pdf
  • 大小：185.30 KB
  • 文档页数：3

为Ａ ， 而渡阵 面 Ｓ将 以波 速 口 向下推 进 。 ，
阀 门
阀
管
管
井” 则担 心关井 时 水 击 压 力将 对 防 喷器 造 成 冲 击 。 ，
换言 之 ， 要想 比较 好 地选 择 关 井 方 式 就需 要 搞 清 楚 关井 时 的水击 问题 。本 文在 对水 击压 力 的基 本计 算 方法 进行 讨论 的基 础 上 ， 一 分 析 了井 口流 速 和 水 逐 击波 速对水 击压 力 的影 响 ， 为 解 决 这一 问 题 提 供 这 了合 适 的思路 。
的 突增 ， 于是产 生水 击压 力 。水击压 力使套 管 膨胀 ，
在 Ｓ下侧 ， 流速仍 为 ｕ ， 积仍 为 Ａ 即仍 为井 口 面 ， ，
‰ Ｓ。 膨胀 段 与非膨胀 段 的 界面 ， 是水 ＋ 的波 阵面 ＋＿ 就 击波
未 关闭前 的 状 态 。在 Ｓ 上 侧 ， 速 变 为 零 ， 积 变 流 面
一
Ａ０
， —
ｊ
阀 门开 启
．
阀 门 开启

、
水 击 压 力 计 算
图 １ 水 击 压 力发 生 时 的 井 口 示 意 图
在 井 底发 生 溢 流 的情 况下 ， 由于 突然关 井 会造 成井 内产 生水 击 压 力 。设 井 口阀 门瞬 时关 闭 ， 即井 口处 的流速 瞬时 变 为零 ， 时液 体 惯 性却 企 图维 持 此 原来 的流速 前进 。 这 样 ， 流速 的 降低 必 然导 致 压 力
骆发前 何世 明 ” 黄 桢 李 荣 ， 一， ， ， 王 铭４范兴亮。 ，
（ １塔里木 油田分公 司 ２西南 石油 大学 ３四川 石油 管理局 川 东开发 公 司
４中石 化 河南 油 田分公 司勘 探 开发研 究 院）
骆 发前 等 ． 流 关 井 时 的 水 击 压 力 及 其 影 响 因 素 ． 采 工 艺 ，０ ６ ２ （ ）１ 溢 钻 ２ ０ ，９ ３ ： —３ 摘 要 ：溢 流 关 片 的 水 击 压 力 关 系 到 能 否关 井 ， 及关 井 方 式 的选 择 。在 对 水 击 压 力 的 基 本 计 算 方 法 进 行 讨 以
基 金 项 目 ：本 文 系 中 国 石 油 天 然气 集 团公 司科 技 攻 关 项 目“ 杂 条件 下 高压 高产 气 井 压 力 控 制 系 统 研究 ” 复 的部 分 内容 （ ３ ２ ９ ２ ０ ０Ｂ０ １０） 作 者 简 介 ：骆 发 前 （ ９ ５一） 高级 工 程 师 ，９ ８年 毕 业 于 西 南 石 油 大学 钻 井工 程 专 业 ， 为 西 南 石 油 大 学 在 读 博 士 ， 期 从 事 钻 井 技 术 研 １６ ， ｌ８ 现 长
超压 ， 而且 易在 井 内最 薄 弱 的 环节 （ 套管 鞋 ） 生 如 产
压漏 地层 事故 ， 而影 响正 常钻井 施工 。 因此 ， 击 从 水 问题 得到 越来越 广 泛 的重视 。钻 井工程 中尤 其关 心 套管 鞋处 和井 口的 水 击情 况 。 现 场实 践 表 明 ， 果 如 采取 “ 软关 井 ” 方式 ， 虽然 关 井 时 的水 击压 力 对 地 层 损 害较小 ， 会引起 地层 流体 进一 步侵 入井 眼 ， 致 但 导 附加 压降 的产生 ， 而增 大 套 管 鞋 处地 层 被 压 裂 的 从 危险 ， 利 于 下 一 步 的压 井 作 业 ； 果 采 取 “ 关 如 硬
维普资讯
第２ ９卷 第 ３期
Ｖ ｆ ９ １２ ｌ ＮＯ ３
钻
采
工
岂
ＤＲＩ Ｎ（ ＩＩＩ ；＆ Ｐ ＲＯＩ ＵＣ－ Ｉ Ｆ ） ｒ ＯＮ ＥＣＨＮ０ Ｉ ） ； ＿ （Ｙ （
溢 流 关 井 时 的水 击 压 力及 其 影 响 因素
中 图分 类 号 ：Ｔ ８ Ｅ２４ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ ７ ８ ２ ０ ）３ ０ ０ 一０ ０ ６ ６ Ｘ（０ ６ ０ ０ ｌ ３
关 井时将 产 生 压 力 突 变与 流 量 突 变 问题 ， 而这 两种 突变 ， 都会 产 生 危 害很 大 的水 击 现 象 。因 为水 击会 在瞬 间产生 很 大 的压 力 ， 防 喷 器 内部 及 井 内 使
论 的 基 础 上 ， 导 出 了直 接 水击 压 力 汁算 式 ， 析 了井 Ｌ流 速 和 水 击 波 速 对水 击 压 力 的 影 响 规 律 。研 究 表 明 ， 击 推 分 Ｊ 水 压 随 着 水 击 波 速 、 口流 速 的增 大 而增 大 ；硬 关 井 ” “ 关井 ” “ 软 关 井 ” 种 关 井 方 式 中 ，硬 关 井 ” 生 的 水 井 “ 、软 、半 三 “ 产 击 力最 大 ，软 关井 ” 小 ； 状 流 时 的 水 击压 力 小 于 段 塞 流 时 的 水 击 压 力 。这 些 认 识 对 溢 流 关 井 水 击 压 力 的 计 “ 最 泡 算 、 流 关 井 方 式 的选 择 等 具 有 指 导作 用 。 溢 关 键词 ：关 井 ； 击 压 力 ；井 【流 速 ； 击 波 速 水 ｌ Ｊ 水
究 与 生 产管 理 工 作 。 地 址 ：（４ ０ ０ ８ １０ ）新 疆 库 尔 勒 市 ７ ８号 信 箱 钻 井 技 术 办 公室 ， 电话 ：９ ６ ２ ７ ３ ８ Ｅ—ｍａ ； ｏｑ ｚ ｐｔ ｃｉａ ＣＨ．ｎ ０ ９ １６ １ ， ｌｌ ｆ—ｔ ｅｒ ｈｎ ＯＩｃ ｌｕ ＠ ｏ
收 稿 日期 ：２ ０ ｉ ０ ；修 回 日期 ：２ ０ ０ ２ ０５ ２ ８ ０６ ４ Ｉ
为了分 析方 便 ， 坐 标 系 建 立 在 波 阵面 Ｓ上 ， 将 则 ｓ下侧 相对 速度 为式 （ ） １。
１ ｆ ＋ｄ ＝ ０ （） １
ｓ上侧相 对 速 度 ＝“ 。设 密度 不 变 ， 根 据 则

合集下载

液体输送管道水击现象的产生及防控

液体输送管道水击现象的产生及防控

ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ化工设计２０２１，３１（１）液体输送管道水击现象的产生及防控雷鸣远 北京石油化工工程有限公司西安分公司　西安　７１００７５摘要　本文简要介绍压力液体输送管道发生水击现象的原因，以及可能导致的后果。

揭示管道水击计算方法和影响因素，并且基于设计层面阐述避免水击现象发生的有效措施。

关键词　压力管道　水击现象　防控措施雷鸣远：工程师。

２０１１年毕业于西安交通大学热能动力专业。

现在从事火电厂热力系统设计工作。

联系电话：１５３１９７５４１７５，Ｅ－ｍａｉ：１５３１９７５４１７５＠１６３ ｃｏｍ。

在实际工程中，带压液体输送管道作为压力管道的一个类型，是电力、化工、钢铁、水泥等行业工艺流程中不可或缺的重要部分之一。

在有压液体管道实际运行中，由于阀门快速开闭、泵启停、气体混入、流体相变等因素，造成管内液体流速发生激变，因此流体动能随之也发生激变，这种激变导致管内产生“压力波”，以接近音速的传播速度在管内流速发生突变的界面之间来回折返，从而在瞬间造成管内压力的急剧波动，对管道、阀门、连接件以及设备产生短暂且巨大的力学冲击，这种现象被称为水击现象。

使管道压力升高的水击现象叫做正水击，使管道压力降低的水击现象叫做负水击。

其破坏程度足以造成管道破裂或瘪塌、附件损坏、部件疲劳寿命缩短、环境噪音等危害。

１　水击现象的几个过程水击现象既然是一种“压力波”，那么利用波的传播速度求出特征时间，就可将水击问题按照时间划分，便于对此问题展开研究。

另外，讨论水击现象时，必须考虑水的压缩性和管壁的弹性，这是产生水击现象的基本条件［１］。

假设某压力源头（如水泵、水箱、水池等）压力值恒定为Ｐ０，有一长度Ｌ、内壁光滑、材质均匀的出水管道，管道设置一个阀门作为控制水流的开关。

阀门开启时管内流速为Ｖ０，当Ｂ点阀门突然快速关闭之后，管内产生水击“压力波”，波速为ａ，按照时间划分，有以下４个典型过程：（１）ｔ＝０～Ｌａ。

燕山大学钻井工程 第六章 油气井压力控制-幻灯片

燕山大学钻井工程 第六章 油气井压力控制-幻灯片

ρ m = ρ p + Δρ
Δp--考虑平衡安全的附加压力. 油井： Δp =1.5 ～3.5MPa， Δ ρ =50 ～100 kg/m3； 气井： Δp =3.0～5.0MPa， Δ ρ =70 ～150 kg/m3。
11
3、平衡压力钻井的优点
提高钻速； 保护油气层； 能实现安全钻进。
4、平衡压力钻井的技术关键
3、关井中应注意的几个问题
（1）关防喷器时要先关环型防喷器，再关闸板防喷器； （2）关节流阀时，速度不要太快，注意套压不要超过允许值； （3）关闸板防喷器时，应使钻具处于悬吊状态，不能坐在转盘 上，以防止钻具不居中而封不住； （4）如确实需要向井内下入钻具，不能在泥浆外溢的情况下敞 着井口抢下钻，而应采用上下两个闸板防喷器强行下钻； （5）当关井套压大于允许关井套压时，则不能把节流阀 全关 死，应在保持尽可能高的套压下进行节流循环。
26
第三节 溢流的控制--压井 Section 3 Kick control
控制溢流主要包括两个步骤： 阻止地层流体继续侵入井眼--关井； 用具有合适密度的钻井液将受污染的钻井液循 环出井眼，重新建立地层与井眼系统的压力平 衡--压井。
27
一、井控装置简介
28
井口防喷器组合
29
二、井涌关井
利用井口防喷器将井口关闭，井口防喷器产生的回压与 环空泥浆液柱压力之和平衡地层压力，阻止地层流体的继续 侵入。
6
第一节 井眼与地层压力系统 Section 1 well and formation pressure
一、井眼与地层压力体系
1、井眼内的各种压力
（1）地层孔隙压力
pp = ρ p gD
ρP--地层孔隙压力的当量泥浆密度。 D---地层垂深，m。
水击现象

水击现象

水击现象水击是有压管道中的非恒定流现象。

当有压管道中的伐门突然开启、关闭或水泵因故突然停止工作，使水流流速急剧变化，引起管内压强发生大幅度交替升降。

这种变化以一定的速度向上游或下游传播，并且在边界上发生反射，这种水流现象叫作水击，交替升降的压强称为水击压强。

产生水击现象的原因是由于液体存在惯性和可压缩性。

水击现象的实质上是由于管道内水体流速的改变，导致水体的动量发生急剧改变而引起作用力变化的结果。

水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。

水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。

水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。

当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。

由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。

在水利管道建设中都要考虑这一因素。

相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。

电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。

由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。

压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。

水锤效应具有很强的破坏作用，可导致管子的破裂或疮陷、损坏阀门和紧固件。

当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命名系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。

为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。

水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。

水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。

水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。

5、井控技能竞赛考试卷-井架工(试题)0908

5、井控技能竞赛考试卷-井架工(试题)0908

井控技能竞赛考试卷单位：岗位：井架工姓名：一、单项选择题（共计30题，每题1分，共计30分）1.现场施工中造成溢流的本质原因是（）。

A、井底压力大于地层压力；B、井底压力小于地层压力C、井底压力等于地层压力；I）、井底压力小于地层破裂压力2.地层流体无控制地涌入井筒，喷出转盘面（）米以上的现象称为井喷。

A、0.5B、1C、1.5D、23.施工队伍应坚持干部（）小时值班制度，采取切实可行的措施，强化对现场的技术支撑和井控管理。

A、8B、12C、24D、364.起钻时发生溢流的显示是：灌入井内的钻井液量（）从井内起出钻具的体积。

A、大于B、小于C、等于D、不确定5.司钻法压井是在（）个循环周内把井压住。

A、1B、2 C>3 D、46.公称通经为346mm,最大工作压力为35MPa的双闸板防啧器，其型号表示为（）。

A、FH35-35B、2FZ346-35C、FZ35-35D、2FZ35-357.公司井控实施细则中规定，正常情况下防喷演习应（）天做一次。

A>3 B、5 C>7 D>98.硫化氢监测仪的第一级报警值应设置在（），达到此浓度时启动报警, 提示现场作业人员应采取相应的措施。

A、IOppmB、20ppmC、50ppmD、IOOppm9.落实坐岗制度，由专人定点观察溢流显示和循环池液面变化，一旦发现异常情况，应立即报告（）。

A、工程师；B、值班队长C、司钻D、平台经理10.软关井操作是（）A、节流阀与防喷器同时关闭B、在节流阀关闭的前提下关防喷器C、先关防喷器再关节流阀实现关井D、先关环形防喷器再关闸板防喷器11.任何防喷装置组合的额定工作压力是由组合中额定工作压力（）的部件所确定的。

A、最高B、较高C、中间值D、最低12.根据公司井控实施细则，井的井控风险级别分为（）级。

A、二B、三C、四D、五13.人体吸入较高浓度的H2S后，将与血液中的溶解氧产生化学反应，这样，H2S夺取了血液中的氧，使人体器官（）而中毒，甚至死亡。