石油钻采井汇装置液压控制系统设计
石油在当代众多能源中处于非常重要的地位。在勘探和开采石油过程中，当液体压力过大和操作不当的时候，就会导致井喷的发生，甚至会导致石油钻采井汇设备的损坏，危害到钻井工作人员的生命安全和产生环境污染。为解决上述情况则需要防控设置，防喷器就是防止开采石油的过程中发生井喷现象。本文主要对井控管汇装置进行完整的工艺结构以及液压控制系统的优化设计，提出一套切实可行的石油钻采井汇装置及液压系统自动化控制方案。主要工作如下1、详细设计防喷器组的结构及其工程图；2、设计出便利、安全、自动化的防井喷液压控制系统及系统示意图。这样不仅可以节约成本，提高效率，还可以创造一个安全的工作环境，同时也可以提高我国的钻采井汇装置自动化控制技术水平，推进我国石油开采控制装置的技术的进步。关键词 井喷，防喷器组，液压系统，自动化
目 录
1 绪论 1
1.1 选题的意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本课题研究的内容 3
1.4 完成此设计的社会效应 3
1.5 解决方案和研究路线 3
2 海洋钻井防喷器组的总体设计 4
2.1 海洋钻井防喷器组结构设计和压力选择 4
2.2 防喷器的选配 7
2.3 防喷器材料的选择 7
2.4 环形防喷器的设计 8
2.5 闸板防喷器的选择 13
3 海洋钻井防喷器组的详细设计 17
3.1 减压阀的选择 17
3.2 三位四通电磁换向阀的选择 20
3.3 单向阀的选择 21
4 液压控制系统设计 23
4.1 泵的选择 23
4.2 工作原理 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 绪论
本章主要介绍国内外深海防喷器组控制系统的研究背景和发展现状，提出一种基于液压自动化的海上石油钻井平台防喷器控制系统，本论文对这次研究的目的以及研究的意义进行了论述，也分析了我国现在所拥有技术的不足之处，提出了研究内容和研究方案。
1.1 选题的意义 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
当陆地上的石油资源经过长时间、大规模勘探开发，全世界各地的石油勘探与开发已从陆地转向了一望无垠的海洋，而且慢慢形成了风险很高、投入极高、技术要求也很高的新型的能源工业领域。油气工程产业目前已经直接影响到海洋石油能源的勘探开发，已经影响了各个国家的能源利用情况和国民经济稳定的重要产业。海洋石油产业已经成为现在很多盈利产业之中的一个重要的产业。世界上的一些主要的海洋国家，他们都相继的制定了“海洋发展战略”这一政策，也提出了“必须保证海洋的可持续发展”等政策【1】。
在开采石油的过程中，当地球表层的流体失去控制的时候，就会使井喷失去控制，导致石油钻采井汇设备的损坏，危害到钻井工作人员的生命安全、导致油气资源被破坏、使自然环境得到污染、造成石油井报废等非常严重的后果。当压力很高的流体刺穿地球表层时，流体的某些局部的压力完全超过于它上面的地球表面的液体压力。上述情况就会造成井涌而且还会造成钻井中泥浆的高压井喷。这个时候就需要使用防喷器，防喷器的重要作用就是可以发现和及时控制溢流，这样就可以防止钻井的时候发生井喷，避免浪费石油能源，使钻采井汇装置和工作人员人身安全得到保护的井控装置中的主要部件，可以控制钻井、试油、修井等整个石油开采过程中的井口的压力，当然也可以使井喷事件的发生得以预防，其在此过程中具有及其重要的作用。因此，国内乃全世界都对其产生高度的重视。日本地质调查局制订了石油开采承包商必须要使用防喷器等安全保护装置的法律法规，我国也非常重视石油开采过程中井汇装置等对人身安全保护的装置的使用。在生产过程中，将简单的静态指标转化为动态指标，将现代钻井井口的要求从简单的静态指标转化为动态指标，也就是要求在使用过程中可以保护工作人员人身安全，开关灵活，可以耐得住高温高压，质量轻便简洁，能适应各种环境【2】。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
现在，欠平衡钻井技术成为了大众化的技术，今发展的大致趋势为欠平衡钻井技术，何谓欠平衡钻井技术，即地层流体受到负压差的作用，向井筒连续流动的条件下，所进行的有控制的钻井过程。国外的井控管汇装置经过了八十几年的发展，现在已经发展的相对比较成熟。目前，国外的防喷器的控制技术多为自动化控制技术。世界范围内生产井控设备的国家有美国、罗马西亚等。主要生产厂家有美国欧福尔（SHAFFER）公司、卡麦隆（CAMERON）公司、海德里（HYDRIL）公司、罗马西亚的鲁耶什蒂“五一厂”等【3】。美国是研制钻采井汇防喷装置最长的国家，产品种类繁多，技术也超越其他各国，为井控管汇装置领域的领头羊。
1.2.2 国内发展现状
我国从1974年开始研制井控管汇装置，经过了30多年的磨练，也开始初步的营建起井控管汇装置制造业。当今我们国家的钻井管汇技术正在不断地进步，与外国的技术相差不大了，我们的产品的性能也在不断地完善，与国外的产品相差无几了。我国的井控管汇装置正在逐步的形成标准化产品，也正在进行大规模化的生产，基本上也可以满足国内的钻采井汇控制装置市场的需求。我们已经可以基本上大程度的满足我国在陆地上深井、超深井、复杂井等石油钻采井汇控制技术的要求。虽然我国的井控管汇技术发展迅速，但是国产的井控管汇装置与国外的产品仍有差距，主要体现种类、性能、技术含量等方面。
井汇控制系统具有准确、快速的特点，它可以控制防喷器与设备的联接。在短短的几十秒之内，它就可以很快的将防喷器开闭，真要是遇到进击的情况，它就可以以最快的速度将上部防喷器组与井口分离开来和连接起来，能够有效的保证石油钻采作业的顺利完成和钻采工作人员的人身安全。
我国前期的防喷器组的控制方式基本上为手动控制方式，通过人工的换向来控制石油开采过程中的油液的换向问题；目前我国的防喷器组多跟随外国的防喷器组，变化为自动化控制方式。
图11为海洋钻井示意图，图中的1为钻井船，2为隔水管，3为水下控制箱，4为环形防喷器，5为闸板防喷器【5】；大家都知道的，能保证钻采石油可以顺利开的重要的设备就是防喷器组。但是目前只有美国的几家公司可以生产，从而垄断了技术和市场，也就导致了价格的昂贵和交货期长等问题，不能满足我国的市场需求，所以井控管汇装置及其控制系统的研发迫在眉睫。
图 11 海洋钻井示意图
目 录
1 绪论 1
1.1 选题的意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本课题研究的内容 3
1.4 完成此设计的社会效应 3
1.5 解决方案和研究路线 3
2 海洋钻井防喷器组的总体设计 4
2.1 海洋钻井防喷器组结构设计和压力选择 4
2.2 防喷器的选配 7
2.3 防喷器材料的选择 7
2.4 环形防喷器的设计 8
2.5 闸板防喷器的选择 13
3 海洋钻井防喷器组的详细设计 17
3.1 减压阀的选择 17
3.2 三位四通电磁换向阀的选择 20
3.3 单向阀的选择 21
4 液压控制系统设计 23
4.1 泵的选择 23
4.2 工作原理 23
结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 绪论
本章主要介绍国内外深海防喷器组控制系统的研究背景和发展现状，提出一种基于液压自动化的海上石油钻井平台防喷器控制系统，本论文对这次研究的目的以及研究的意义进行了论述，也分析了我国现在所拥有技术的不足之处，提出了研究内容和研究方案。
1.1 选题的意义 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
当陆地上的石油资源经过长时间、大规模勘探开发，全世界各地的石油勘探与开发已从陆地转向了一望无垠的海洋，而且慢慢形成了风险很高、投入极高、技术要求也很高的新型的能源工业领域。油气工程产业目前已经直接影响到海洋石油能源的勘探开发，已经影响了各个国家的能源利用情况和国民经济稳定的重要产业。海洋石油产业已经成为现在很多盈利产业之中的一个重要的产业。世界上的一些主要的海洋国家，他们都相继的制定了“海洋发展战略”这一政策，也提出了“必须保证海洋的可持续发展”等政策【1】。
在开采石油的过程中，当地球表层的流体失去控制的时候，就会使井喷失去控制，导致石油钻采井汇设备的损坏，危害到钻井工作人员的生命安全、导致油气资源被破坏、使自然环境得到污染、造成石油井报废等非常严重的后果。当压力很高的流体刺穿地球表层时，流体的某些局部的压力完全超过于它上面的地球表面的液体压力。上述情况就会造成井涌而且还会造成钻井中泥浆的高压井喷。这个时候就需要使用防喷器，防喷器的重要作用就是可以发现和及时控制溢流，这样就可以防止钻井的时候发生井喷，避免浪费石油能源，使钻采井汇装置和工作人员人身安全得到保护的井控装置中的主要部件，可以控制钻井、试油、修井等整个石油开采过程中的井口的压力，当然也可以使井喷事件的发生得以预防，其在此过程中具有及其重要的作用。因此，国内乃全世界都对其产生高度的重视。日本地质调查局制订了石油开采承包商必须要使用防喷器等安全保护装置的法律法规，我国也非常重视石油开采过程中井汇装置等对人身安全保护的装置的使用。在生产过程中，将简单的静态指标转化为动态指标，将现代钻井井口的要求从简单的静态指标转化为动态指标，也就是要求在使用过程中可以保护工作人员人身安全，开关灵活，可以耐得住高温高压，质量轻便简洁，能适应各种环境【2】。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
现在，欠平衡钻井技术成为了大众化的技术，今发展的大致趋势为欠平衡钻井技术，何谓欠平衡钻井技术，即地层流体受到负压差的作用，向井筒连续流动的条件下，所进行的有控制的钻井过程。国外的井控管汇装置经过了八十几年的发展，现在已经发展的相对比较成熟。目前，国外的防喷器的控制技术多为自动化控制技术。世界范围内生产井控设备的国家有美国、罗马西亚等。主要生产厂家有美国欧福尔（SHAFFER）公司、卡麦隆（CAMERON）公司、海德里（HYDRIL）公司、罗马西亚的鲁耶什蒂“五一厂”等【3】。美国是研制钻采井汇防喷装置最长的国家，产品种类繁多，技术也超越其他各国，为井控管汇装置领域的领头羊。
1.2.2 国内发展现状
我国从1974年开始研制井控管汇装置，经过了30多年的磨练，也开始初步的营建起井控管汇装置制造业。当今我们国家的钻井管汇技术正在不断地进步，与外国的技术相差不大了，我们的产品的性能也在不断地完善，与国外的产品相差无几了。我国的井控管汇装置正在逐步的形成标准化产品，也正在进行大规模化的生产，基本上也可以满足国内的钻采井汇控制装置市场的需求。我们已经可以基本上大程度的满足我国在陆地上深井、超深井、复杂井等石油钻采井汇控制技术的要求。虽然我国的井控管汇技术发展迅速，但是国产的井控管汇装置与国外的产品仍有差距，主要体现种类、性能、技术含量等方面。
井汇控制系统具有准确、快速的特点，它可以控制防喷器与设备的联接。在短短的几十秒之内，它就可以很快的将防喷器开闭，真要是遇到进击的情况，它就可以以最快的速度将上部防喷器组与井口分离开来和连接起来，能够有效的保证石油钻采作业的顺利完成和钻采工作人员的人身安全。
我国前期的防喷器组的控制方式基本上为手动控制方式，通过人工的换向来控制石油开采过程中的油液的换向问题；目前我国的防喷器组多跟随外国的防喷器组，变化为自动化控制方式。
图11为海洋钻井示意图，图中的1为钻井船，2为隔水管，3为水下控制箱，4为环形防喷器，5为闸板防喷器【5】；大家都知道的，能保证钻采石油可以顺利开的重要的设备就是防喷器组。但是目前只有美国的几家公司可以生产，从而垄断了技术和市场，也就导致了价格的昂贵和交货期长等问题，不能满足我国的市场需求，所以井控管汇装置及其控制系统的研发迫在眉睫。
图 11 海洋钻井示意图
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/830.html
