哈明達(dá) 李銀朋 王長(zhǎng)進(jìn) 鄭立輝

（東北石油大學(xué)秦皇島分校 河北秦皇島 066004）

社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)石油需求量逐年增加，我國(guó)海洋石油開(kāi)發(fā)的范圍和強(qiáng)度越來(lái)越大。即帶來(lái)了石油經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也產(chǎn)生了石油污染的風(fēng)險(xiǎn)。由于海上的特殊環(huán)境，治理石油污染的成本昂貴，環(huán)境恢復(fù)遲緩。井噴是危及海洋石油作業(yè)最嚴(yán)重的事故，不僅產(chǎn)生嚴(yán)重的石油污染，還會(huì)造成人員傷亡，處理也非常困難。防噴器就是防止井噴的最后一道防線。防噴器是在鉆井等作業(yè)時(shí)用來(lái)封閉井口防止流體從井中噴出的裝置。論文從防噴器在預(yù)防海洋石油污染中的作用出發(fā)，分析了防噴器的作用及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)預(yù)防海洋石油污染具有一定的借鑒意義。

1 防噴器分類及使用

1.1 防噴器分類

防噴器按結(jié)構(gòu)和工作原理可分為閘板防噴器、環(huán)形防噴器和旋轉(zhuǎn)防噴器等。

閘板防噴器分為全封和半封兩種。全封封閉整個(gè)井口空間，其內(nèi)部裝有對(duì)稱的兩塊半圓形閘板，當(dāng)關(guān)閉閘板時(shí)，倆個(gè)閘板組成圓形正好封住井筒；半封封閉井內(nèi)有鉆柱時(shí)的鉆柱與井筒之間的環(huán)形空間，其內(nèi)部裝有對(duì)稱的兩塊閘板，兩個(gè)閘板相對(duì)各有半圓形的缺口，當(dāng)關(guān)閉閘板時(shí)，倆個(gè)閘板對(duì)稱的缺口組成圓形正好卡住鉆具密封環(huán)形空間。

環(huán)形防噴器又叫萬(wàn)能防噴器，井筒中無(wú)鉆具或有任何尺寸鉆具，它都能關(guān)閉油井。環(huán)形防噴器封閉井口部件膠芯是環(huán)形的，封閉井口時(shí)膠芯在液壓力作用下縮小，由于橡膠的彈性變形，使其與鉆具表面接觸并密封，如果是空井則封死井口。

旋轉(zhuǎn)防噴器主要用在欠平衡鉆井中，允許地層流體進(jìn)入井筒流出地面。

控制防噴器的開(kāi)關(guān)通常有三種：液壓、氣液和電液。液壓控制工作最可靠,防噴能力強(qiáng),由于流體阻力損失，這種控制方式僅在距離近和水淺的防噴器上使用。氣液控制使用壓縮空氣和氣動(dòng)元件進(jìn)行控制和壓力變送,安全性好,適合中距離的防噴器,缺點(diǎn)是空氣中的水在壓縮時(shí)析出，容易產(chǎn)生事故,不適合在水下鉆井。電液控制由電源、電傳感元件和電氣控制元件組成,信號(hào)傳輸速度快,防噴器開(kāi)關(guān)時(shí)間短,適合遠(yuǎn)距離防噴器控制。

1.2 防噴器的使用

正確的使用防噴器才能及時(shí)有效的防止井噴，下面就不同類型的防噴器使用條件及注意事項(xiàng)進(jìn)行介紹：

1.2.1 閘板防噴器

①井筒中有管柱時(shí)，使用半封閘板防噴器關(guān)閉管柱與井筒之間的環(huán)空；②井中沒(méi)有鉆具時(shí)，用全封防噴器封井；③緊急情況下，使用全封/剪切閘板防噴器剪斷管柱封井；④在修井作業(yè)中，使用閘板防噴器進(jìn)行不壓井起下鉆；⑤通過(guò)閘板防噴器的旁側(cè)通道，可以施行循環(huán)和阻流壓井作業(yè)。

1.2.2 環(huán)形防噴器

①井筒中有各種形狀和尺寸的鉆具時(shí)，可以封井；②井口空井時(shí)，可以封閉井口；③環(huán)形防噴器是關(guān)井時(shí)的一個(gè)應(yīng)急裝置，不能通過(guò)它長(zhǎng)時(shí)間關(guān)井，長(zhǎng)期封井應(yīng)用閘板防噴器。

1.2.3 旋轉(zhuǎn)防噴器

①欠平衡鉆井時(shí),密封旋轉(zhuǎn)鉆具與井筒間的環(huán)空，防止井筒中的流體流到鉆臺(tái)，并且起分流作用；②配合液壓防噴器、鉆具止回閥、不壓井起下鉆加壓裝置，進(jìn)行帶壓鉆進(jìn)與不壓井起下鉆。

1.2.4 防噴器組

海上防噴器組由一個(gè)到兩個(gè)環(huán)形防噴器和幾個(gè)閘板防噴器組成，深海浮式鉆井平臺(tái)的防噴器組一般配置組成為：3個(gè)半封閘板防噴器和1個(gè)剪切閘板防噴器,推薦使用2套剪切閘板防噴器,下方的切斷鉆桿,上部的密封壓力。

2 海洋開(kāi)發(fā)防噴器發(fā)展前景

隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，防噴器技術(shù)也應(yīng)改進(jìn)，對(duì)鉆井作業(yè)保駕護(hù)航。從預(yù)防海洋石油污染角度看防噴器的發(fā)展前景，在不久的將來(lái)，海洋開(kāi)發(fā)方向主要是深水鉆井和天然氣水合物鉆井。深水鉆井成本更高、風(fēng)險(xiǎn)更大，要求防噴器具有更好的可靠性。在天然氣水合物鉆井中，防噴器需要考慮天然氣水合物的物理化學(xué)性質(zhì)。另外為了提高防噴器的工作可靠性，海洋鉆井通常使用的是防噴器組，對(duì)液壓控制系統(tǒng)的工作能力和響應(yīng)時(shí)間提出了更高的要求。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述防噴器在海洋鉆井中防止井噴、預(yù)防海洋石油污染上有重要的作用。防噴器的穩(wěn)定性和合理使用是其可靠工作的保證。正確的選擇防噴器可以降低井噴風(fēng)險(xiǎn)。使用新技術(shù)，開(kāi)發(fā)更可靠的防噴器以提高防止井噴的能力。防噴器能否及時(shí)有效關(guān)閉油井，除了自身裝置可靠以外，還需要對(duì)井噴征兆的準(zhǔn)確判斷。

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