防喷器在预防海洋石油污染中的作用

哈明达 李银朋 王长进 郑立辉

（东北石油大学秦皇岛分校 河北秦皇岛 066004）

社会的快速发展对石油需求量逐年增加，我国海洋石油开发的范围和强度越来越大。即带来了石油经济的发展，也产生了石油污染的风险。由于海上的特殊环境，治理石油污染的成本昂贵，环境恢复迟缓。井喷是危及海洋石油作业最严重的事故，不仅产生严重的石油污染，还会造成人员伤亡，处理也非常困难。防喷器就是防止井喷的最后一道防线。防喷器是在钻井等作业时用来封闭井口防止流体从井中喷出的装置。论文从防喷器在预防海洋石油污染中的作用出发，分析了防喷器的作用及未来发展趋势，对预防海洋石油污染具有一定的借鉴意义。

1 防喷器分类及使用

1.1 防喷器分类

防喷器按结构和工作原理可分为闸板防喷器、环形防喷器和旋转防喷器等。

闸板防喷器分为全封和半封两种。全封封闭整个井口空间，其内部装有对称的两块半圆形闸板，当关闭闸板时，俩个闸板组成圆形正好封住井筒；半封封闭井内有钻柱时的钻柱与井筒之间的环形空间，其内部装有对称的两块闸板，两个闸板相对各有半圆形的缺口，当关闭闸板时，俩个闸板对称的缺口组成圆形正好卡住钻具密封环形空间。

环形防喷器又叫万能防喷器，井筒中无钻具或有任何尺寸钻具，它都能关闭油井。环形防喷器封闭井口部件胶芯是环形的，封闭井口时胶芯在液压力作用下缩小，由于橡胶的弹性变形，使其与钻具表面接触并密封，如果是空井则封死井口。

旋转防喷器主要用在欠平衡钻井中，允许地层流体进入井筒流出地面。

控制防喷器的开关通常有三种：液压、气液和电液。液压控制工作最可靠,防喷能力强,由于流体阻力损失，这种控制方式仅在距离近和水浅的防喷器上使用。气液控制使用压缩空气和气动元件进行控制和压力变送,安全性好,适合中距离的防喷器,缺点是空气中的水在压缩时析出，容易产生事故,不适合在水下钻井。电液控制由电源、电传感元件和电气控制元件组成,信号传输速度快,防喷器开关时间短,适合远距离防喷器控制。

1.2 防喷器的使用

正确的使用防喷器才能及时有效的防止井喷，下面就不同类型的防喷器使用条件及注意事项进行介绍：

1.2.1 闸板防喷器

①井筒中有管柱时，使用半封闸板防喷器关闭管柱与井筒之间的环空；②井中没有钻具时，用全封防喷器封井；③紧急情况下，使用全封/剪切闸板防喷器剪断管柱封井；④在修井作业中，使用闸板防喷器进行不压井起下钻；⑤通过闸板防喷器的旁侧通道，可以施行循环和阻流压井作业。

1.2.2 环形防喷器

①井筒中有各种形状和尺寸的钻具时，可以封井；②井口空井时，可以封闭井口；③环形防喷器是关井时的一个应急装置，不能通过它长时间关井，长期封井应用闸板防喷器。

1.2.3 旋转防喷器

①欠平衡钻井时,密封旋转钻具与井筒间的环空，防止井筒中的流体流到钻台，并且起分流作用；②配合液压防喷器、钻具止回阀、不压井起下钻加压装置，进行带压钻进与不压井起下钻。

1.2.4 防喷器组

海上防喷器组由一个到两个环形防喷器和几个闸板防喷器组成，深海浮式钻井平台的防喷器组一般配置组成为：3个半封闸板防喷器和1个剪切闸板防喷器,推荐使用2套剪切闸板防喷器,下方的切断钻杆,上部的密封压力。

2 海洋开发防喷器发展前景

随着钻井技术的发展，防喷器技术也应改进，对钻井作业保驾护航。从预防海洋石油污染角度看防喷器的发展前景，在不久的将来，海洋开发方向主要是深水钻井和天然气水合物钻井。深水钻井成本更高、风险更大，要求防喷器具有更好的可靠性。在天然气水合物钻井中，防喷器需要考虑天然气水合物的物理化学性质。另外为了提高防喷器的工作可靠性，海洋钻井通常使用的是防喷器组，对液压控制系统的工作能力和响应时间提出了更高的要求。

3 结语

综上所述防喷器在海洋钻井中防止井喷、预防海洋石油污染上有重要的作用。防喷器的稳定性和合理使用是其可靠工作的保证。正确的选择防喷器可以降低井喷风险。使用新技术，开发更可靠的防喷器以提高防止井喷的能力。防喷器能否及时有效关闭油井，除了自身装置可靠以外，还需要对井喷征兆的准确判断。

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