闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析

２０１０年第３９卷石油矿场机械

第２期第１６页Ｏｉｌ．ＦＩＥＬＤＥＱＵＩＰＭＥＮＴ２０１０．３９（２）：１６～１８文章编号：１００１－３４８２（２０１０）０２一００１６－０３

闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析

王锡洲１’２，付玉坤１，朱海燕３，韩传军

（１．西南白．油大学，成都６１０５００；２．中国７了油化Ｔ股份有限公司科技开发部，北京１００７２８；

３．汀汉石油钻头股份有限公司，武汉４３０２２３）

摘要：以闸板防喷器胶芯为研究对象，通过试验确定了胶芯的本构关系，建立了闸板防喷器胶芯与钻杆的三维简化模型，对胶芯与钻杆进行了接触分析。研究了４种不同冲击载荷作用下胶芯与钻杆之间的接触应力分布规律，结果表明，在胶芯与钻杆的接触面上出现了一个长条形的应力集中区，对密封起主要作用；冲击压力的不断增加，使得胶芯与钻杆之间的接触面积不断减小是导致胶芯密封失效的原因，并将该分析结果与油田现场胶芯密封钻杆的实际情况进行了比较，发现胶芯损坏的部位均处于胶芯接触应力集中处。

关键词：闸板防喷器；胶芯；三维；非线性；接触应力

中图分类号：ＴＥ９２１．５文献标识码：Ａ

ＣｏｎｔａｃｔＳｔｒｅｓｓａｎｄＤａｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＲｕｂｂｅｒＣｏｒｅｉｎＲａｍＢＯＰ

ＷＡＮＧＸｉ—ｚｈｏｕｌ”，ＦＵＹｕ－ｋｕｎｌ，ＺＨＵＨａｌ—ｙａｎ３，ＨＡＮＣｈｕａｎ—ｊｕｎｌ（１．ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０５００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｉｃｉｎｃｅａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｉｎｏｐｅｃ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００７２８，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｉｎｇｄｒｅａｍＰｕｂｌｉｃＬｉｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈａｎ４３０２２３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙＣａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｎｔｈｅｒｕｂｂｅｒｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｐｒｅｓ—ｓｕｒｅｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅ。ｔｈｅｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｂｅ—ｔｗｅｅｎｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅａｎｄｄｒｉｌｌｉｎｇｐｉｐｅｏｆｔｈｅＲｏｍＢＯＰｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔａｃｔａ—ｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅａｎｄｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｐｉｐｅｉｎｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｉｎｇｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈｅｒｅｗａｓａｌｏｎｇｓｔｒｉｐｏｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｚｏｎｅｉｎｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｓｕｒｆａｃｅｗｈｉｃｈｐｌａｙｅｄａ．ｍａｊｏｒｒｏｌｅｏｎｔｈｅｓｅａｌ；ｔｈｅｒｅａ～ｓｏｎｂｙｔｈｅｅｖｅｒ－ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｐａｃｔｆｏｒｓｅａｌｅｄｆａｉｌｕｒｅｏｆｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅｗａｓｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｒｅｄｕｃｉｎｇｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｒｅａ。ａｎｄｗｈｅｎｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｄａｍａｇｅｐａｒｔｓｏｆｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅｗａｓｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓｏｆｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅ，ｗｈｉｃｈｅｘｐｌａｉｎｅｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｌｅｏｆｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｍＢＯＰ；ｒｕｂｂｅｒｃｏｒｅ；ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ；ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒ；ｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｓｓ

防喷器是发生井涌或井喷时起密封或封井作用的关键设备，其封井原理就足靠胶芯唇部橡胶与钻杆之间的接触密封压力来实现，因此，井口防喷器，尤其是高压防喷器，其密封性能就显得特别重要。防喷器胶芯在工作过程中，由于工作条件十分恶劣，胶芯很容易发生冲击损坏、与钻杆之间接触区磨损、

收稿日期：２００９－０８—０７

基金项目：中石化先导性研究项目“钻柱连续循环系统技术研究”（Ｐ０７０４４）｝西南石油大学科技基金（２００７ｘＪＺ０９０）作者简介：王锡洲（１９７０一），男，山东青岛人，高级工程师，博上研究生，１９９４年毕业于西南石油学院钻井工程专业，目前从事石油装备现代没计及仿真技术方面的研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｘｚｈ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ．ｃａ。

万方数据

第３９卷第２期乇锡洲．等：闸板防喷器胶芯镪封及损坏机理分析

。１７’

滑伤、变形过度等形式的失效［１。４］。本文以密封

口１１４．３

ｒａｍ（４％英寸）钻杆为例。建立了闸板防喷器

胶芯与钻杆的三维接触有限元模型，并对胶芯与钻杆之间的非线性接触问题进行了有限元分析，寻找闸板防喷器胶芯与钻杆之间接触应力的分布规律，为闸板防喷器胶芯的设计和优化提供理论参考。

１胶芯的本构关系

胶芯是一种典型的超弹性材料，其橡胶配方的不同对材料性能有相当大的影响，因此，必须通过试验测定橡胶材料的力学性能，主要是应力一应变性能的测定，为胶芯的有限元仿真分析提供必要的材料参数。本次试验采用施加压缩力的金属板经润滑剂润滑的方法，采用某井控公司提供的橡胶试件为试验件（试样直径为０２９．０ｍｍ±０．５ｍｍ，高度为

１２．５ｍｍ±０．５

ｍｍ的圆柱体，试样表面应平整、光

滑，且上下表面平行）来进行试验。试验时，将试验件固定在热一机综合疲劳试验机上、下夹头之间的油池中，通过控制调功器调节加温器的加温温度来控制油池中的试验件的温度；通过控制加压、卸压泵改变热一机综合疲劳试验机的上、下夹头位移来控制对试验件施加的载荷，载荷变化时，读出试验件变形量，获取应力一应变关系及橡胶的压缩模量、杨氏模量等数值。

选取６０℃下的橡胶试验数据，通过有限元分析软件拟合双轴和平面下的相对应力一应变曲线，将该温度下橡胶材料的应力一应变数据代入有限元分析软件进行拟合，得出Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｌｉｎ９常数——Ｃ，。、

Ｃｏ。、Ｃ２０、Ｃ。，、Ｃｏ。、Ｃ３。、Ｃ２，、Ｃ，：、Ｃ…但是其中Ｃｏ?、

Ｃ¨、Ｃｏ。、Ｃ。，、Ｃ。：、Ｃｏ。的值均为零，表明这种橡胶材料适用Ｙｅｏｈ模刑［５－６］，可得到在３０℃和６０℃度下的Ｙｅｏｈ模型橡胶材料常数，如表１。

表１

３０℃和６０℃下橡胶材料的Ｙｅｏｈ模型材料常数

Ｃ２０一一１．８１６１ＭＰａ，Ｃ３０—１．２４６

０

ＭＰａ，硬度Ｈ。

一７０；钻杆设为解析刚体，闸板设为离散刚体。胶芯与胶芯之问的摩擦因数为０．５，胶芯与闸板、钻杆之间的摩擦因数定为０．２５。

２．２

网格划分

对胶芯采用六面体减缩积分Ｃ３Ｄ１０Ｍ单元进

行网格划分，并在胶芯唇部进行网格细分，共划分

７０

３３０个单元；将闸板定义为离散刚体，对其采用

Ｒ３Ｄ３单元进行划分，总共划分了５０２０个单元；将钻杆没置为解析刚体，不需要对其进行网格划分。划分的网格模型如图１。

图１

闸板防喷器胶芯与钻杆的接触网格模型

２．３边界条件

根据闸板防喷器实际工况，将钻杆设为全约束，闸板设置两个方向的约束，使它只能在径向｝运动，胶芯两端约束ｚ方向。沿径向在闸板的两后平面施加井压助封，并同时施加１５ＭＰａ关井液压力（活塞直径０１５０ｒａｍ）的载荷。由于关井时井内压力的不同，分别取１０、３０、５０、７０ＭＰａ４种不同压力施加到闸板的下表面以及胶芯凸出闸板以外的区域。

３计算结果分析

通过对胶芯在４种不同井内压力下的分析，可以得出不同压力下胶芯与钻杆之间的接触应力云图。图２～３分别为１０ＭＰａ和５０ＭＰａ井压下胶芯的接触应力云图。

２闸板防喷器有限元模型

２．１材料性能参数

采用Ｙｅｏｈ模型来模拟胶芯材料，其本构模型系数选取６０℃下的材料常数：Ｃｌｏ一２．５３９

８

ＭＰａ，

图２

ｌＯ

ＭＰ。下的胶芯接触应力

万方数据

石油矿场机械２０１０年２月

力为零的区域也在不断增大，司知，当井压增加到某

个值时，接触压力为零区域将达到整个接触区域，当

该区域厚度大于闸板胶芯厚度时，将导致胶芯密封

失效。

图５的曲线反映的是胶芯唇部圆弧面部分的接

触压力变化情况，其变化规律与图４曲线比较相似，

虽然平均接触应力要小于胶芯平面的平均接触应图３５０ＭＰａ下的胶芯接触应力力，但接触应力极值要大于胶芯平面接触应力极值。

通过对４种不同压力下的接触应力云图进行分因此，随着井内压力的不断增大，圆弧面会因局部接析，可以得出如下结果：触应力过大而首先发生密封失效。

ａ）在胶芯与钻杆的接触面产生了一条ｚ方向４结论

上的应力集中区，该应力集中区分布在唇部平面凸

起和橡胶根部这条不连续接触应力极值线周边，沿通过大量现场的调研，发现９０％以上胶芯损坏该线在胶芯圆弧区域呈小块状分布，并在靠近圆弧都出现在胶芯唇部的圆弧面处，且比平面部分损伤两端角部位出现最大应力集中值；胶芯平面上的接严重，圆弧面与平面之间交汇处的尖角部分损伤也触应力状态要比圆弧面好。很严重，出现ｒ掉胶、撕裂等情况；当胶芯密封面掉ｂ）在胶芯唇部取２条不同的路径Ｓ。、Ｓ：来研胶到一定程度或者撕裂，使上、下密封面贯通，胶芯究不同载荷作用下胶芯不同位置上的接触应力分布即会失去密封能力而失效。

规律，Ｓ，取沿闸板厚度方向并处在平面接触区的中有限元分析显示，在胶芯圆弧面的局部接触应线上，Ｓ。取沿闸板厚度方向并处在圆弧接触区的中力极值要大于唇部平面处，圆弧面与平面的尖角部线上。分出现应力集中；随着井内压力的不断增大，圆弧面通过对Ｓ，和Ｓ。２种路径上不同接触应力值的上的接触压力区域逐渐减小，应力集中现象越来越读取，分别绘制出了２种路径４种不同载荷作用下明显，导致密封失效，这与现场胶芯失效情况是非常的曲线，如图４～５。吻合的。

２０鸯１５

－、ＲＩＯ基ｓ辎

Ｏ

－５

＋１０船ａ

一３０Ⅷ）ａ

－－０－－５０船ａ

—，卜７０姗）ａ

路径距离／呻

图４不同压力下Ｓ－路径的接触应力曲线

６０ｒ

５０｝重４０｝

－Ｒ、３０｝

墨２０｝暴１０｝

ＯＬｌ’

／Ａｋ

。么：：盖撼霉东罴聂：＝：＝。么。．△撼霉东罴五

＋１０Ⅷ）ａ

＋３０Ⅷ）ａ

＋５０Ⅷ）ａ

…一７０Ⅷ）ａ

９．１８２７３６４５５４

路径距离／ｍ

图５不同压力下Ｓｚ路径的接触应力曲线

图４的曲线反映的是胶芯唇部平面部分的接触压力变化情况，可以看出，随着井压不断增大，接触压力产生区域沿冲击力方向不断上移，同时接触压参考文献：

［１３伍开松，林军．闸板防喷器主要结构参数的优化设计［Ｊ］．机械设计，１９９５（１１）：４８—４９．

［２］崔岚．闸板防喷器管子闸板胶芯的失效机理分析［Ｊ］．石油学报，１９９４，５（３）：１０３－１１０．

［３］王志远，赵胜英，赵利，等．防喷器领域的最新进展［Ｊ］．石油机械，２００５，３３（３）：７１－７２．

［４］署恒木，罗文丽．自封式封井器胶ｊ芑：大变形分析ＦＪ］．石油大学学报，１９９７，２１（３）：６８－７２．

［５］李晓芳，杨晓翔．橡胶材料的超弹性本构模型［Ｊ］．弹性体，２００５，１５（１）：５０—５８．

［６］韩传军，张茂，陈珂，等．水龙头耐高压盘根密封及接触压力分析［Ｊ］．石油矿场机械，２００７，３６（９）：５８－

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［７］陈丽霞，刘清友，单代伟，等．防喷器控制系统故障树的建立与定性分析［Ｊ］．石油矿场机械，２００８，３７（１０）：

６４－６７．

［８］ＢｕｓｆｉｅｌｄＪＪＣ，ＤａｖｉｅｓＣＫＬ，ＴｈｏｍａｓＡＧ．ＡｓｐｅｃｔｓｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｉｎｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓＥＪ］．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＲｕｂｂｅｒａｎｄＰｌａｓｔｉｃｓ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９６，１２（３）：１９１—２０７．万方数据

闸板防喷器胶芯密封及损坏机理分析

作者：王锡洲，付玉坤，朱海燕，韩传军

作者单位：王锡洲(西南石油大学,成都,610500;中国石油化工股份有限公司,科技开发部,北京,100728)，付玉坤,韩传军(西南石油大学,成都,610500)，朱海燕(江汉石油钻头股份有限公司,武

汉,430223)

刊名：

石油矿场机械

英文刊名：OIL FIELD EQUIPMENT

年，卷(期)：2010，39(2)

引用次数：0次

参考文献(8条)

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相似文献(4条)

1.会议论文林军.黄茂林闸板防喷器胶芯的变形研究1998

在闸板防喷器胶芯力学分析的基础上，应用橡胶非线性有限大变形理论，研究了闸板胶芯封井失效主要部位即前橡胶的变形情况，据闸板胶芯进行了定性失效分析。

2.学位论文许宏奇闸板防喷器关键密封件设计与研究2006

闸板防喷器是井控系统中最重要的设备，闸板胶芯和侧门密封等是闸板防喷器的关键密封件。目前国内闸板防喷器关键密封件存在的突出问题是

：变径闸板密封范围小；侧门密封不可靠；橡胶材料不耐硫化氢，不能完全满足现场井控工艺要求。本课题针对上述问题开展了设计与研究。以FZ35-70闸板防喷器为研究对象，对其27/8〃～5〃变径闸板前密封进行了结构设计，应用MSC.Marc有限元软件对橡胶变形和应力进行了非线性分析，进行了产品型式试验；对侧门密封的失效原因进行了分析，计算了侧门变形，设计和试验了新型密封结构；对闸板胶芯橡胶材料的耐硫化氢性能进行了全面测试和评价。通过上述研究，研制成功27/8〃～5〃变径闸板前密封，探索了非线性有限元分析用于复杂弹性体模拟计算的新方法；提出了侧门变形的简化计算模型和计算方法，设计了两种新型密封结构，试验效果良好；测试表明氢化丁腈橡胶可用作耐高浓度硫化氢闸板胶芯，常用的丁腈橡胶闸板胶芯可在低浓度硫化氢环境短时间工作。

3.期刊论文刘清友.陈绍伟.艾海提江.王晓菊.李晓明.LIU Qing-you.CHEN Shao-wei.AIHAITIJIANG.WANG Xiao-ju .LI Xiao-ming闸板防喷器液压锁紧装置研究现状-石油矿场机械2007,36(10)

在对国内外液压锁紧装置研究现状进行分析的基础上,介绍了几种不同液压锁紧装置的结构特点和优、缺点.通过资料分析可知,闸板防喷器液压锁紧装置的研制正朝着类型多样、降低闸板胶芯磨损、密封管径范围大、自动化程度及可靠性更高等方向发展.从目前油气勘探开发的需求来看,国内应大力开展液压锁紧装置的研究工作,包括理论研究、检验标准的统一制定、现场应用反馈信息的收集整理等.

4.学位论文王学利高压注水井带压作业防喷密封技术研究2007

通过分析国内外不压井带压作业工艺与设备的研究与应用现状,阐述了不同结构形式的防喷器的工作原理及其密封机理.针对高压注水井带压作业防喷密封的工作特点,提出了一种不压井带压作业的新工艺；研制了一套新型带压作业防喷密封装置.该工艺采用了新型的防喷密封装置,这种装置以闸板防喷器滑动密封副为核心,以接箍探测器和压力平衡系统作为辅助设备,构成井口带压作业防喷密封系统.该工艺原理主要是采用一对闸板防喷器倒出油管接箍,防喷器的开关动作是通过接箍探测器发出的指令信号来控制,压力平衡系统的作用是在防喷器动作前平衡防喷器闸板上、下的压力差,使防喷器闸板在上、下压力平衡的条件下进行开关动作,减少了系统的冲击,减轻了顶部胶芯的摩擦磨损,延长了胶芯的使用寿命.闸板胶芯密封副采用适应水润滑的聚合物材料与高弹性橡胶材料硫化成一体构成密封组件.密封组件设计成低成本,易于更换的结构形式.工作时,耐磨环一方面承担了与油管的接触压力另一方面又配合橡胶实现密封,因此,可以大大减少了密封副橡胶的磨损量,延长了密封副的工作寿命.采用无限长矩形橡胶板的双向大变形理论,推导出橡胶受压变形时力与变形的近似关系,计算出胶芯对油管的密封比压,确定了胶芯结构的主要参数,从而使胶芯的密封比压满足密封要求.防喷器可控柔性密封的控制方式采用电液控制系统,首先详细推导了阀控缸的传递函数,并将其带整个系统中,建立了系统的控制模型.应用姒TLAB软件建立了仿真模型,并进行仿真分析,使所采用的控制系统的动态特性指标满足设计要求.接箍探测装置采用液压桥路结合动静态组合密封实现探测头的静动压平衡,只通过弹簧预紧力与接箍通过时的径向接触力相平衡,并实现探测头的径向位移,从而探知接箍的准确位置,并转换成控制信号,来控制其它部件的动作.压力平衡系统的高、低压平衡阀均采用新研制的电液复合控制开关阀.工作时,先导阀控制液压油驱动主阀实现井口密封空间中压力液体的开通和关断,从而实现闸板防喷器在其上下压力平衡的条件进行开关操作.

本文链接：https://www.360docs.net/doc/dc8290078.html,/Periodical_sykcjx201002005.aspx

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神开闸板防喷器使用手册(中文)

1．概述上海神开石油化工设备有限公司（原上海第一石油机械厂）是制造石油装备和工具的专业公司；自1974年起生产各类防喷器，历史悠久，产品开发和制造能力雄厚；产品质量检测和试验设备齐全。生产的防喷器先后获得原国家经委、原机械工业部和中国石油天然气总公司颁发的“石油设备优秀科技成果奖”，“海上石油设备科技进步二等奖”，“防喷系统技术研究科学技术进步一等奖”。目前我公司生产的防喷器组己形成能适应陆上和海上石油钻井平台使用需要的产品系列。我公司具备完整的质量管理体系，产品设计、制造符合API Spec 16A规范和国家标准，已取得API Spec Q1和ISO 9001质量认证证书并获得API Spec 16A产品会标使用许可证书。 1.1 型号说明：改进序例号：E、F、G… 主通径连接法兰联接形式: A—上、下法兰 B—上栽丝，下法兰 C—上法兰、下栽丝 D—上、下栽丝，省略 Y1表示轴向液压锁紧，Y2表示径向液压锁紧手动锁紧省略 D表示承压件是锻件，铸钢件省略表示额定工作压力，如“70”表示为70MPa 通径尺寸，如28表示通径为279.4mm (11″) 闸板防喷器简称：“FZ” 单闸板省略，双闸板“2”，三闸板“3” 举例：

环形防喷器双闸板防喷器钻井四通单闸板防喷器图1 闸板防喷器安装使用示意图 2．闸板防喷器规格及主要技术参数（见表1）

闸板防喷器主通径法兰连接形式及外形尺寸简图（见图2）

全封闸板管子闸板垫环槽侧门锁紧轴闸板轴锁紧轴密封侧门密封闸板轴密封液缸头液缸侧门螺栓活塞关闭、打开闸板进出油口

防喷器操作规程

文件名称目录 1.介绍2 1.1目的2 1.2适用范围2 1.3法律、法规及相关要求2 1.4定义和缩略语2 1.5意见反馈2 2.职责2 2.1设备监督2 2.2操作人员2 2.3维护人员2 3.操作规程2 3.1启动前检查2 3.2操作错误！未定义书签。 4.相关文件5 5.记录5 6.附件5

文件名称 1. 介绍 1.1 目的为明确防喷器操作责任和确保操作方法、工具的正确使用，特制定本规程。 1.2 适用范围本规程适用于南海九号平台，设备型号： HYDRIL 18-3/4”15K 1.3 法律、法规及相关要求无 1.4 定义和缩略语无 1.5 意见反馈钻井事业部鼓励文件使用者反馈有关本文件的意见和建议，使本文件能够得到持续的改进和更新。相关意见和建议可以直接反馈给文件所有人或文件负责人。 2. 职责 2.1 设备监督负责本程序（或规程）的执行管理。 2.2 操作人员司钻 2.3 维护人员水下工程师、助理水下师 3. 操作规程 3.1 启动前检查 1) 检查内腔有无偏磨，芯子情况； 2) 功能试验，检查梭阀，各管线接头状况和防喷器开闭腔有无泄漏； 3) 检查缓冲瓶的氮气压力为500PSI；

文件名称 4) 按要求试压合格； 1) 检查所有螺杆有无松动及锈蚀；所有螺栓要求上到一定扭拒 3.2 正常操作 1)万能防喷器额定工作压力为10000PSI，地面或水下试压按70%的压力测试。额定操作压力为1500PSI，钻井时一般调节压力为800－1000PSI； 2)按体系和API标准，防喷器材质和密封件必须为防硫化氢产品； 3)压力试验时，使用专用的试压钻杆进行压力测试。专用的试压钻杆选择要求符合防喷器厂家说明书要求，选用钻杆顶部必须为敞开，钻杆的连接上，不允许使用水泥封固的测试短节，也不允许焊接盲法兰；万能防喷器在使用 3-5年内，必须进行全面的检修； 4)万能防喷器主要在下列情况下使用：井喷开始时；需活动钻具及强行起下钻时；下套管或油管时；电测时或其他特殊情形需使用时； 5)万能防喷器使用注意事项： a) 一般不允许使用万能防喷器关闭空井，这样将导致万能防喷器芯子密封严重损坏。 b) 在井内有钻具发生井喷时，可首先考虑使用万能防喷器来控制井口。但尽量不要长时间使用万能防喷器关闭井口，因为这样将导致万能防喷器芯子密封损坏。 c) 关闭万能防喷器后，允许上下活动钻具，但是不允许转动钻具。 d) 关闭万能防喷器后，钻具接头通过时，会损坏芯子。对此要求必须为带18°锥度的接头钻具；且钻具的起下速度不能大于1米/秒，如钻具上带保护胶皮箍应全部卸掉。 e) 防喷器上必须安装缓冲瓶，用于减少液压关闭腔的液压波动力。缓冲瓶的预充氮气压力为500psi。 f) 应随时调节万能的关闭压力，关闭压力应随井内压力的提高而升高，但不能超过额定操作压力；关闭压力的调节标准以恰好能封住井内压力为宜，允许有少量钻井液泄漏，用于润滑钻具。 g) 严禁使用直接打开万能防喷器来进行井内压力泄压。

液压防喷器常见故障判断与排除方法教材

液压防喷器常见故障判断与排除方法一、闸板防喷器密封不严，试不起压故障原因： 1、闸板与钻具封闭尺寸不符。 2、闸板胶芯损伤，密封失效。 3、壳体顶密封面锈蚀严重，如凹坑、深槽、麻坑等影响密封的损伤。 4、侧门盘根密封失效。 5、侧门与闸板轴间漏。 6、闸板防喷器闸板前端被硬物卡住。 7、油压不够。排除方法： 1、更换相同型号尺寸的闸板总成。 2、更换闸板胶芯。 3、回厂大修。 4、更换侧门密封件。 5、更换闸板轴密封件。 6、清除杂物。 7、控制油压在10.5MPa。二、闸板防喷器关闭后打不开故障原因： 1、油路错误或不畅。 2、储能器储备压力油不够，或储能瓶氮气压力不足。 3、检查换向阀是否卡死，不起换向作用，气控换向阀操作时间太短（小于5s)。 4、闸板防喷器手动锁紧轴未解锁，或粘连、锈蚀。 5、闸板总成下部或与侧门之间有水泥或沉沙等。 6、闸板体与闸板轴处挂钩断裂，或闸板体与压块之间螺钉剪断。排除方法： 1、检查管线是否接对，是否堵塞或破裂，回油滤清器是否太脏。 2、补充储能器压力油，给储能瓶冲充足氮气。 3、检查控制台上的换向阀，正规操作。 4、将手动锁紧轴解锁到位。 5、打开侧门清除杂物。 6、修复或更换闸板总成。三、井内介质从壳体与侧门连接处流出故障原因： 1、壳体与侧门之间的密封圈损坏。 2、壳体与侧门连接螺栓未上紧。 3、密封面有污物、泥砂。 4、侧门盘根损伤或尺寸不符。 5、长期使用中，侧门盘根槽锈蚀，尺寸变大。 6、侧门密封面有损伤锈蚀。

7、侧门盘根质量差，回弹力不够。排除方法： 1、壳体与侧门之间的密封圈损坏：更换密封圈即可。 2、壳体与侧门连接螺栓未上紧：紧固该部位全部连接螺栓。 3、密封面有污物、泥砂：除去泥沙污将密封面清洗干净。 4、侧门盘根损伤或尺寸不符：更换侧门盘根，换上尺寸相符的盘根。 5、长期使用中，侧门盘根槽锈蚀，尺寸变大：补焊后重新加工。 6、侧门密封面有损伤锈蚀：补焊后重新加工。 7、侧门盘根质量差，回弹力不够：更换质量好的盘根。四、井内介质窜到油缸内，使油中含水、气故障原因： 1、活塞杆密封圈损坏，活塞杆变形或拉伤。排除方法： 1、更换损坏的活塞杆密封圈，修复操作的活塞杆。五、侧门观察孔（注脂孔）漏（油、水）故障原因： 1、闸板轴密封件老化、变形、损伤：更换密封件 2、闸板轴损伤或变形。 3、观察孔与注脂孔加工位置偏移过大。排除方法： 1、更换闸板轴密封件。 2、更换闸板轴。 3、调节密封件隔环安装位置。六、侧门螺钉拆不下故障原因： 1、螺钉预紧力过大（侧门盘根，高度不够致使上得过紧）加大拆卸力度 2、螺钉与螺孔配合尺寸较差，或螺钉材质（40CrMo）不稳定。排除方法： 1、加大拆卸力度。 2、更换符合要求的螺钉。建议：由于螺栓存在弹余变形，在紧固侧门螺钉时，应不要一次上得太紧，给它一个恢复时间。一般侧门与壳体应有一定间隙。七、油缸内漏故障原因： 1、活塞与缸套、闸板轴间的密封件老化失效。 2、油缸套、活塞变形。排除方法： 1、更换密封件。 2、更换或修复油缸套或活塞总成。

液压防喷器

一、产品名称及型号 2fz18-35液压双闸板防喷器二、主要用途液动双闸板防喷器是为试油（气）过程中有效地控制井喷而设计的，同时也用于低压井口的修井、测数据等。液动双闸板防喷器可以单独使用，也可和单闸板组合使用，还可与环型防喷器配套使用。三、工作原理 1、开关动作原理当液控系统高压油进入左右液缸关闭腔时，推动活塞带动闸板轴及闸板总成沿闸板室限定的轨道分别向井口中心移动，实现封井。当高压油进入左右液缸开启腔时，推动活塞带动闸板轴及闸板总成离开井口中心方向运动打开井口。闸板开关由液控系统换向阀控制防喷器的开、关动作。 2、密封原理：闸板防喷器要有四处密封才能有效地封闭井口，即：闸板顶密封与壳体的密封。闸板前密封与管子及前密封相互之间的密封。壳体与侧门之间的密封。闸板轴与侧门间的密封。闸板的密封过程分为两步：一是在液压油作用下闸板轴推动闸板前密封胶芯挤压变形密封前部，顶密封胶芯与壳体间过盈压缩密封顶部，从而形成初始密封。二是在井口有压力时，井压从闸板后部推动闸板前密封进一步挤压变形，同时井压从下部推动闸板上浮贴紧壳体上密封面，从而形成可靠的密封，称为井压助封作用。具体作业为： 1、当井里有管具时，它可以封闭套管和油管之间的环形空间，可配备2 3/8?、2 7/8?、3 1/2?和全封闸板，能封闭以上规格的管具，还有电缆闸板可供选择。（具体规格按客户要求配置） 2、当井里无钻具时，用全封闸板可以封空井。 3、为了有效控制地层压力，它可以与试油（气）管汇配合使用，实现平衡压力作业。 4、可以在封闭井口的情况下实现压井、洗井等特殊作业。四、防喷器主要技术参数

名称：液动双闸板防喷器型号：2fz18-35 额定工作压力：35mpa 公称通径：180mm（7 1/16?）强度试验压力：52.5 mpa 闸板规格：上腔装2 7/8?、下腔装全封闸板顶部连接：350法兰底部连接：350法兰五、结构简介液动双闸板防喷器主要由壳体、侧门、油缸、活塞、锁紧轴、闸板轴、闸板等主要零部件组成，侧门为平行式结构，方便闸板的更换。胶芯拆装过程如下: 拆缷胶芯： a.先取下顶密封，再取前密封。 b.安装胶芯时，则先装前密封，后装顶密封。闸板锁紧装置：我厂的闸板锁紧装置主要为手动锁紧。手动锁紧装置是靠人力旋转锁紧轴来实现锁紧。其作用是：当需要长时间封井时，在液压关闭闸板时将闸板锁定在关闭位置，此时液压可泄掉。液压关闭闸板后进行手动锁紧时，向右旋转锁紧轴，由锁紧轴台肩抵在缸盖上，不能后退，只能驱动闸板轴向井口中心移动，锁紧闸板。手动锁紧装置只能关闭闸板而不能打开闸板，若要打开已被手动锁紧的闸板，必须先使手动锁紧装置复位解锁，再用液压打开闸板，这是唯一的方法，具体操作如下： a.向左旋转锁紧轴直至终点，然后再向右旋转1/8~1/4圈，以防温度变化时锁紧轴在锁紧位置被卡住。

液压防喷器控制装置

北京石油机械厂地面防喷器控制装置培训教材 2008版

目录地面防喷器控制装置 (1) 一、企业简介 (1) 二、产品概述 (1) 二、控制装置工作原理 (3) 三、FKQ640-7控制装置 (7) 四、控制装置主要部件 (10) 五、控制装置的辅助功能 (25) 六、控制装置正常工作时的工况 (26) 七、控制装置常见故障与排除 (27) 八、控制装置在井场安装后的调试 (29) 九、安全需知 (30)

地面防喷器控制装置一、企业简介地面防喷器控制装置（以下简称控制装置）是钻井控制系统的核心设备之一，用于控制防喷器的开启和关闭，其质量和可靠性对钻井作业的安全至关重要。八十年代初，北京石油机械厂生产了国内第一台地面防喷器控制装置。在以后的二十多年中，北京石油机械厂先后研制了几十种型号的控制装置，累计销售控制装置超过3000套，产品覆盖国内的中石油、中石化、中海油等油气田，以及国外42个国家和地区。Nabors、National、Cameron等国际知名公司先后批量采购我厂控制装置产品。北京石油机械厂已经成为世界上生产型号最多、总产量最多、年产量最多的控制装置供应商。我厂生产的控制装置先后获得国家科技进步三等奖、部级优秀科技成果二等奖、部级优秀产品奖、北京市优秀产品奖、全国用户满意产品奖等多项荣誉称号。在国内和国际市场上，北京石油机械厂生产的控制装置产品都处于技术领先地位。产品经过不断地改进和创新，设计与制造已经达到了国内领先、国际先进水平。北京石油机械厂是控制装置行业标准的起草单位，组织进行了控制装置等同采用API Spec 16D的标准编制工作。等同采用API Spec 16D标准，将促进我国控制装置产品技术水平的进一步提升和与国际接轨，提高国产井控装备走进国际市场的竞争力。 2002年1月，北京石油机械厂率先通过了美国石油学会的API认证，成为国内第一家取得API规范16D会标使用权的厂家。2005年5月和2008年1月我厂又通过美国石油学会的认证复评，同时取API规范7、8A和8C认证和复评证书。2007年5月，中国船级社完成了对我厂液控产品的设计认可、制造过程评估及型式认可现场审核，向我厂颁发中国船级社型式认可证书，我厂取得了国内控制装置产品唯一的船级社认证证书（工厂型式认可证书）。北京石油机械厂是国内惟一连续取得国家工业产品生产许可证的控制装置制造厂，也是该许可证惟一覆盖全部型号产品的制造厂。二、产品概述液压防喷器都必须配备相应的控制装置。防喷器的开关是通过操纵控制装置实现的；防喷器动作所需液压油也是由控制装置提供的。同时，控制装置还可以对液动节流阀、压井阀及分流器等进行控制。控制装置的功用就是预先制备与储存足量的液压油并控制液压油的流动方向，使防喷器等得以迅速开关。当液压油由于使用消耗，油量减少，油压降低到一定程度时，控制装置将自动补充储油量，使液压油始终保持在一定的高压范围内。控制装置由远程控制台（又称蓄能器装置、远控台或控制台）、司钻控制台（又称遥控装置或司控台）以及辅助控制台（又称辅助遥控装置）等部件组成，还可以根据需要增加氮气备用系统、报警装置和压力补偿装置及油箱电加热装置等，如图1所示。远程控制台是制备、储存液压油并控制液压油流动方向的装置。它由油泵、蓄能器组、控制阀件、输油管线、油箱等元件组成。通过操作三位四通转阀（换向阀）可以控制压力油输入防喷器油腔，直接使井口防喷器实现开关。远程控制台通常安装在面对井场左侧，距离井口25m远处。

环形防喷器(D型)

使用说明书环形防喷器（D型）河北华北石油荣盛机械制造有限公司地址：河北省任丘市会战道

目录 1.用途...................................................... 错误!未定义书签。 2.产品规格及技术参数 ........................................ 错误!未定义书签。 .环形防喷器型号说明...................................... 错误!未定义书签。 .技术参数................................................ 错误!未定义书签。 3.工作原理.................................................. 错误!未定义书签。 4.结构特点.................................................. 错误!未定义书签。 .结构简单可靠............................................ 错误!未定义书签。 .耐磨圈结构.............................................. 错误!未定义书签。 .唇形密封圈结构.......................................... 错误!未定义书签。 .抗硫化氢性能............................................ 错误!未定义书签。 .球形胶芯................................................ 错误!未定义书签。 5.操作与维护 ................................................ 错误!未定义书签。 .安装.................................................... 错误!未定义书签。 .强行起下钻操作.......................................... 错误!未定义书签。 .正确使用环形防喷器...................................... 错误!未定义书签。 6.零部件拆装 ................................................ 错误!未定义书签。 .拆卸.................................................... 错误!未定义书签。胶芯的更换.......................................... 错误!未定义书签。支持圈与活塞拆卸：.................................. 错误!未定义书签。

FZ35-105闸板防喷器

使用说明书 FZ35-105闸板防喷器河北华北石油荣盛机械制造有限公司

闸板防喷器目录 1.用途 (3) 2.技术参数 (3) 2.1.RS闸板防喷器型号说明 3 2.2.闸板防喷器的技术参数 5 3.工作原理 (9) 3.1.闸板开关动作原理 9 3.2.井压密封原理 10 4.主要零部件结构及特点 (10) 4.1.结构特点 10 4.2.剪切闸板 12 4.3.闸板轴密封机构 14 4.4.二次密封机构 15

4.5.锁紧轴密封机构 16 4.6.闸板手动锁紧机构 17 4.7.油阀开关 18 4.8.侧门密封圈 19 5.产品结构及零部件明细 (21) 5.1.零部件明细 21 5.2.易损件明细表 24 6.安装、使用及注意事项 (25) 6.1.使用前的准备工作 25 6.2.使用方法及注意事项 26 7.维护与保养 (27) 7.1.闸板及闸板密封胶芯的更换 27 7.2.液缸总成的修理与更换

28 7.3.液缸总成的安装 30 7.4.侧门密封圈的更换 30 7.5.开、关侧门活塞杆的拆装 31 8.胶件的存放 (31) 9.常见故障及处理方法 (33)

1.用途闸板防喷器是井控装置的关键部分，主要用途是在钻井、修井、试油等过程中控制井口压力，有效地防止井喷事故发生，实现安全施工。具体可完成以下作业： ?当井内有管柱时，配上相应管子闸板能封闭套管与管柱间环形空间； ?当井内无管柱时，配上全封闸板可全封闭井口； ?当处于紧急情况时，可用剪切闸板剪断井内管柱，并全封闭井口； ?在封井情况下，通过与四通及壳体旁侧出口相连的压井、节流管汇进行泥浆循环、节流放喷、压井、洗井等特殊作业； ?与节流、压井管汇配合使用，可有效地控制井底压力，实现近平衡压井作业。 2.技术参数 2.1. RS闸板防喷器型号说明 ×××××——×× 额定工作压力（MPa）通径代号产品代号产品代号：FZ—单闸板防喷器 2FZ—双闸板防喷器 3FZ—三闸板防喷器

U型闸板防喷器说明7-26

《U 型闸板防喷器使用手册》
U 型闸板防喷器使用手册
上海神开石油设备有限公司
SHANGHAI SHENKAI PETROLEUM EQUIPMENT CO., LTD.
出版日期：2010 年 3 月

《U 型闸板防喷器使用手册》
安全指南
本手册包括应该遵守的注意事项，以保证人身安全，保护产品和所连接的设备免受损坏。这些注意事项都使用符号明显警示，并根据严重程度使用下述文字分别说明：注意表示若不采取适当的预防措施，将可能造成死亡、严重的人身伤害或重大的财产损失。注意引起你对产品的重要信息和处理产品或文件的特定部分的注意。
合格人员
只有合格人员才允许安装和操作这一设备。合格人员规定为具备一定现场井控工作经验，根据既定的安全惯例和标准对设备进行安装、试运行和操作的人员。
正确使用
注意如下：注意本设备及其组件只能用于产品目录或技术说明书中阐述的应用，并且只能与神开公司认可或推荐的其他生产厂的装置或组件相连接。井控设备安全第一，对于在试验中出现任何影响产品安全和性能的易损金属和非金属零件均应及时更换，特别是闸板胶芯。本产品只有在正确的运输、贮存、组装和安装的情况下，按建议方式进行运行和维护，才能正确而安全地发挥其功能。
商标
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环形防喷器

环形防喷器 0 简介环形防喷器（英文：Annular Blowout Preventer）通常是装有闸板式防喷器的大型闸门，运作时会在管柱和井筒之间形成一个密封的环形空间，在井内装有管柱的情况下，也能单独完成封井，但是使用几次就不行了，并且不允许长期关井使用。防喷器的主要作用就是进行封井，当井为空井时，可封整个井口（也叫封零）；当井不为空井时,可封环形空间（也叫封环空），其是利用一种尺寸的胶芯，封各种不同尺寸的环形空间。另外，环形防喷器的重要作用还有在封井的情况下向井里下入钻具（也叫强行起下钻），但要求必须要有减压调压阀或缓冲储能器的配合，并且使用的钻具必须有18°坡度的对焊钻杆接头。 1 研究现状 1.1防喷器研究现状和问题经过几十年的发展，防喷器的体积和质量不断减小，材料性能不断提高，结构功能不断完善，逐渐适应新的井控要求。但其作为钻井作业中的一个重要设备，为避免出现事故，对它的研究和试验需要非常小心谨慎，而这也正制约了防喷器的发展，目前防喷器设计仍然遵循原始的闸板防喷器的基本原理。我国在防喷器设计上虽然取得了一系列成果，但同国外相比发展仍较缓慢。 1.2.1国外研究现状国外的防喷器设计研究经历了三个阶段80多年的发展历史，第一阶段为手动闸板防喷器，第二阶段为液动闸板防喷器和环形防喷器的组合，第三阶段仍为液动防喷器，以高压、大通径、可变通径和不断完善的结构为其主要特征，目前已经具有多种规格的系列化产品。美国在防喷器研究、设计、制造等方面都占据领先地位，其生产的防喷器已能满足从陆上到海洋等各种环境工况的要求。为满足井控设备设计规范化的需要，美国在1986、1999和2004年分别发布了APISpec16A《钻通设备》第一版、第二版和第三版，对防喷器的材料、设计制造、试验检测和质量控制等方面提出了更为详细而严格的要求。美国生产的防喷器通径从65mm到762mm，压力等级从3.45MPa到172.SMpa，品种规格己超出了APISpec16A规范覆盖的范围。其中，著名厂家有美国的Cameron、Hydril、shaffer(verco)三大公司，能够制造压力3.5(SOOpsi)一IOSMpa(1500Opsi)、通径lsomm 一54omm的陆上及水下用防喷器。Cameron公司的闸板防喷器、Hydril公司的整体水下防喷器、Shaffer公司的环形防喷器，成为国外钻井公司的首选。Cameron公司的闸板防喷器多为锻件，体积小、重量轻、拆装方便省力;Shaffer公司的环形防喷器为球形胶芯，储胶量大、高度低、密封可靠，其生产的水下防喷器，可由机械手自动更换闸板;脚dril公司生产的水下防喷器为整体式，高度低、密封安全可靠。国外对于旋转防喷器的研究越来越成熟，品种类型较多，主要厂家有美国WilliamS公司、Sea一tech公司、Varco公司以及加拿大高山公司等。其中，美国WilliamS公司的7000型和7100型旋转防喷器使用了2个环形胶芯，提高了密封的可靠性，属高压旋转防喷器，用于井口回压较高的欠平衡钻井。Varco公司的Shaffer高压型及Sea一tech公司与加拿大高山公司的旋转防喷器也属于高压旋转防喷器;而WilliamS公司普通型、Varco公司的Shaffer低压型则属于低压旋转防喷器，主要用于井口回压较低的充气钻井和泡沫钻井等。国外几大厂家在设计、制造、检测等技术上具有强大的优势，其生产的防喷器关键部件在结构、材料等方面也不断更新改善并取得突破进展，设计的剪切闸板能够剪切168.3mm 的S级钻杆;变径闸板的变径范围达到70mm以上;密封材料的工作温度最高达2300C，最

FZ35-105闸板防喷器

使用说明书 FZ35-105闸板防喷器河北华北石油荣盛机械制造有限公司

闸板防喷器目录 1. 用途 (1) 2. 技术参数 (1) 2.1. RS闸板防喷器型号说明 (1) 2.2. 闸板防喷器的技术参数 (3) 3. 工作原理 (5) 3.1. 闸板开关动作原理 (5) 3.2. 井压密封原理 (6) 4. 主要零部件结构及特点 (7) 4.1. 结构特点 (7) 4.2. 剪切闸板 (8) 4.3. 闸板轴密封机构 (9) 4.4. 二次密封机构 (10) 4.5. 锁紧轴密封机构 (12) 4.6. 闸板手动锁紧机构 (13) 4.7. 油阀开关 (13) 4.8. 侧门密封圈 (15) 5. 产品结构及零部件明细 (16) 5.1. 零部件明细 (16) 5.2. 易损件明细表 (19) 6. 安装、使用及注意事项 (19) 6.1. 使用前的准备工作 (19) 6.2. 使用方法及注意事项 (21) 7. 维护与保养 (22) 7.1. 闸板及闸板密封胶芯的更换 (22) 7.2. 液缸总成的修理与更换 (23) 7.3. 液缸总成的安装 (24) 7.4. 侧门密封圈的更换 (24) 7.5. 开、关侧门活塞杆的拆装 (25) 8. 胶件的存放 (26) 9. 常见故障及处理方法 (27)

海油常用防喷器

防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生以及在紧急情况下切断钻杆的安全密封井口装置。石油钻井时，安装在井口套管头上，用来控制高压油、气、水的井喷装置。在海上使用钻井浮船和半潜式钻井平台钻井时，因钻井浮船和平台是在漂浮状态下工作的，钻井井口和海底井口之间会发生相对运动，必须装有可伸缩和弯曲的特殊部件，但这些部件因不能承受井喷关井或反循环作业时的高压，因此要将钻井防喷器安放在可伸缩和弯曲的部件之下，即要装在几十米至几百米深的海底，我们将它称之为海底井口装置。防喷器将全封和半封两种功能合为一体，具有结构简单，易操作，耐压高等特点。（一）防喷器工作原理在井内油气压力很高时，防喷器能把井口封闭（关死）。从钻杆内压入重泥浆时，其闸板下有四通，可替换出受气侵的泥浆，增加井内液柱的压力，以压住高压油气的喷出。（二）防喷器分类防喷器分普通（单闸板、双闸板）防喷器、环形（万能）防喷器和旋转防喷器等。普通（单闸板、双闸板）防喷器有闸板全封式的和半封式的，全封式防喷器可以封住整个井口；半封式封住有钻杆存在时的井口环形断面。环形（万能）防喷器是可以在紧急情况下启动，应付任何尺寸的钻具和空井；旋转防喷器是可以实现边喷边钻作业。各种防喷器适应井眼内各种不同钻具的情况，为了保证任何时候都能有效地使用防喷器组，根据所钻地层和钻井工艺的要求，可将几个防喷器组合同时使用。在深井钻井和海上中常是除两种普通防喷器外，再加上万能防喷器、旋转防喷器，使三种或四种组合地装于井口。现有钻井防喷器的尺寸共15 个规格，尺寸的选择取决于钻井设计中的套管尺寸，即钻井防喷器的公称通径尺寸，必须略大于再次下入套管接箍的外径。防喷器的压力从3.5～175 兆帕共9 个压力等级，选用的原则由关井时所承受的最大井口压力来决定。防喷器的称呼都是指它的通径，18 3/4“就是它的通径。国内防喷器的称呼是， FZ指单闸板，FH是环形，如FZ35-21是指通径为346mm也就是约350mm，350mm 也就是13 5/8”，防喷器有7 1/16“，9”，11”，13 5/8”，16 3/4”，18 ?”，20 3/4”，21 1/4“，26 3/4”，30”等这几种。水深3000m 的用18 3/4“-15000PSi 的防喷器组in nominal sizes 3 1/16" to 30", with w.p. ratings from 5000 - 20000 PSI。（三）防喷器控制装置防喷器控制装置是防喷器开、关动作的指挥系统, 它须能满足远距离、准确、可靠、快速等要求。目前防喷器主要有三种控制形式, 液压控制、气一液控制和电一液控制。液压控制系统成本低, 工作可靠, 防喷性能好, 技术相对成熟, 但只适用于近距离和浅水钻井防喷器控制。气一液控制采用压缩空气和气动元件的控制方式和压力变送机制, 防火防爆性能好, 适用于中距离控制, 但空气中水分容易析出而引发事故,而且不适合于水下钻井工况。电一液控制采用电源及电气控制元件和电传感元件, 先导控制时间短, 从而缩短了防喷器开、关所需的时间, 适合于远距离

防喷器组(荣盛)

ZJ70D钻机防喷器组及导流器系统技术协议需方：长城钻井公司供方：河北华北石油荣盛机械制造有限公司 2002年12月14日

为保证F35-70防喷器组及F54-14导流器系统的产品性能及可靠性，长城钻井公司（以下简称需方）与河北华北石油荣盛机械制造有限公司已[以下简称供方]就全新防喷器组及导流器系统的技术要求、质量控制与责任、技术文件、技术服务等问题进行充分协商，达成如下协议：一、F35-70防喷器组 1．产品执行标准 API 16A规范（第二版），SY/T5053.1-2000，Q/HEJ023-2000。 2．技术要求（1）防喷器组与井内流体接触部分防硫化氢。（2）垫环密封槽、闸板侧门卡簧槽为不锈钢堆焊。（3）闸板进行磷化处理。（4）铭牌为中、英、西文，公英制，标有API会标。（5）防喷器表面进行喷丸处理后喷底漆，涂红色面漆（天津关西船舶漆）。（6）配齐专用工具及配件，提供全套备用密封橡胶件（环形防喷器胶芯除外）。（7）适应野外工作环境，本体工作温度为-29℃-121℃。（8）防喷器带有便于固定整体运输的拖撬底座。（9）操纵杆手轮外观光滑。 3. 防喷器组联接尺寸及形式（1） FH35-35/70环形防喷器采用上部栽丝联接，压力35Mpa，钢圈尺寸BX160；下部法兰联接，压力70Mpa，钢圈尺寸 BX159。（2）单闸板防喷器采用上部栽丝联接，压力70Mpa，钢圈尺寸BX159；下部法兰联接，压力70Mpa，钢圈尺寸BX159。（3）双闸板防喷器采用上部栽丝联接，压力70Mpa，钢圈尺寸 BX159；下部法兰联接，压力70Mpa，钢圈尺寸BX159。双闸板防喷器壳体侧出口通径4-1/16"，压力70Mpa，钢圈尺寸BX155。两侧出口位于上腔与下腔中部，对称布置。（4）四通上下为法兰连接，压力70Mpa，钢圈尺寸 BX159；侧法兰通径4-1/16"，压力70Mpa，钢圈尺寸BX155。（5）转换法兰、升高法兰高度按需方要求。

闸板防喷器

闸板防喷器闸板防喷器简介：液压闸板防喷器是井控装置的重要组成部分，具有开关灵活、操作省力、使用安全、维修简单等特点。 1、用途能封闭套管与管柱之间的环形空间，能全封闭井口。在封闭情况下，可通过下部四通或壳体旁侧出口所连接的管线，进行钻井液循环、节流放喷、压井等作业。在特殊的情况下，可切断钻具达到封井的目的。可悬挂钻具。使用变径闸板可封闭一定范围的不同规格的管柱与套间的环空。 2、结构特点（1）壳体的结构特点见上图； 1）形状。一般壳体近似方形，中间有通过钻具的垂直通孔闸板水平运动的闸板室。 2）连接方式。上下部有三种连接方式：栽丝连接、法兰连接、卡箍连接。其连接法兰、螺栓、卡箍、钢圈尺寸均按API标准执行。（2）闸板结构及使用特点：闸板结构见下页图。双面用闸板，闸板上下面对称。不同尺寸的钻具只需更换胶密封半环和闸板压快、其余零件可通用互换；单面用闸板不可翻转使用；剪切闸板可切断井口钻具并全封井口；可变径闸板使用于一定范围内不同尺寸的钻具和套管的密封。（3）闸板密封特点闸板浮动、闸板的自动清砂及井压助封、闸板的自动对中及自进作用。闸板防喷器密封井口要同时有四处密封起作用，才能达到有效封井，即：闸板顶部与壳体的密封、闸板前端与管子的密封、壳体与侧门的密封、活塞杆与侧门的密封。

（4）闸板锁紧装置。手动锁紧装置是靠人力旋转手轮关闭或锁紧闸板。使用时应注意手动锁紧装置只用于关闭闸板，不能打开闸板。使用后欲打开闸板首先必须手动锁紧装置复位解锁，再用液压打开闸板。序号名称数量材料备注 1 锁紧轴 4 42CrMo 2 缸盖 4 30CrMo 3 中间法兰 4 25CrNiMo 4 活塞 4 42CrMo 5 闸板 2 25CrNiMo 6 螺钉 16 40CrNiMo 7 壳体 1 25CrNiMo 序号名称数量材料备注 1 闸板体 1 25CrNiMo 2 顶密封 1 丁腈橡胶 3 前密封 1 丁腈橡胶闸板防喷器规格见下表：名称\规格型号 2FZ23-35 2FZ35-21 2FZ18-35 2FZ28-35 FZ18-35 2FZ35-35 垂直通径，mm 230 346 180 280 180 346 工作压力，Mpa 35 21 35 35 35 35 实验压力，Mpa 70 42 70 70 70 70 液控压力，Mpa 8.5-14 8.5-14 8.5-14 8.5-14 8.5-14 10.5 油缸直径，mm 220 220 180 220 180 关闭闸板需油量，l 9.5 13.3 9.7 11 4.85 打开闸板需油量，l 8.2 11.7 8.2 9.6 4.1 所配闸板尺寸，in. 全封、27/8、 31/2、41/2、5、51/2 全封、27/8、 31/2、41/2、5、51/2、7、95/8 全封、27/8、31/2、41/2、全封、27/8、31/2、41/2、5、7 全封、27/8、 31/2、41/2、全封、27/8、31/2、41/2、5、 51/2、7、 95/8 法兰萝栓分布圆直径，mm 393.7 533.4 317.5 482.6 317.5 590.6 螺栓数量及尺寸，个×MM 12×M42 20×M36 12×m36 12×m48 12×m36 12×m42 钢圈槽中径，mm 269.88 381 211.14 323.85 211.14 408 使用要求：（1）井喷时可用全封闭闸板防喷器封闭空井或用半封闸板封闭与闸板尺寸相同的钻具。需长时间关井时，应手动锁紧闸板并挂牌标明，以免误操作。锁紧手轮不得扳得过紧，扳到位后回转1/4-1/2圈。（2）严禁用打开闸板来泄井内压力，每次打开闸板前，应检查手动锁紧装置是否解锁；打开后要检查是否全开，不得停留在中间位置，以防钻具碰坏闸板。（3）打开或关闭侧门时，应先泄掉控制管汇压力，以防损坏铰链座的"O"形圈。侧门未充分旋开或螺栓未上好，不许进行液压开关闸板动作，以免憋环闸板、闸板轴或铰链。不允许同时打开两个侧门维修。

喀麦隆闸板防喷器说明书

OPERATION, MAINTENANCE & SPECIFICATIONS
U BLOWOUT PREVENTERS FOR SURFACE APPLICATIONS

All the information contained in this manual is the exclusive property of Cooper Cameron Corporation, Cameron Division. Any reproduction or use of the calculations, drawings, photographs, procedures or instructions, either expressed or implied, is forbidden without the written permission of Cameron or its authorized agent.
Initial Release A1 March 1999
Copyright ? 1999 all rights reserved By Cooper Cameron Corporation Cameron Division
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PREFACE
The procedures included in this book are to be performed in conjunction with the requirements and recommendations outlined in API Specifications. Any repairs to the equipment covered by this book should be done by an authorized Cameron service representative. Cameron will not be responsible for loss or expense resulting from any failure of equipment or any damage to any property or injury or death to any person resulting in whole or in part from repairs performed by other than authorized Cameron personnel. Such unauthorized repairs shall also serve to terminate any contractual or other warranty, if any, on the equipment and may also result in equipment no longer meeting applicable requirements. File copies of this manual are maintained. Revisions and/or additions will be made as deemed necessary by Cameron. The drawings in this book are not drawn to scale, but the dimensions shown are accurate. This book covers Cameron U Blowout Preventers, which are products of Cooper Cameron Corporation. Cooper Cameron Corporation Cameron Division P.O. Box 1212 Houston, Texas 77251-1212 713-939-2211 https://www.360docs.net/doc/dc8290078.html,
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环形防喷器D型

使用说明书环形防喷器（D型）河北华北石油荣盛机械制造有限公司地址：河北省任丘市会战道

目录 1.用途 (4) 2.产品规格及技术参数 (5) 2.1. 环形防喷器型号说明 (5) 2.2. 技术参数 (10) 3.工作原理 (24) 4.结构特点 (24) 4.1. 结构简单可靠 (25) 4.2. 耐磨圈结构 (25) 4.3. 唇形密封圈结构 (25) 4.4. 抗硫化氢性能 (26)

4.5. 球形胶芯 (26) 5.操作与维护 (28) 5.1. 安装 (28) 5.2. 强行起下钻操作 (31) 5.3. 正确使用环形防喷器 (32) 6.零部件拆装 (33) 6.1. 拆卸 (33) 6.1.1.胶芯的更换 (33) 6.1.2.支持圈与活塞拆卸： (34) 6.2. 装配 (34) 7.FH54-35的零部件拆装 (35)

8.橡胶件的存放 (37) 9.故障判断及排除方法 (38) 9.1. 防喷器封闭渗漏 (38) 9.2. 防喷器关闭后打不开 (39) 9.3. 防喷器开关不灵活 (39) 10.修理包明细 (39) 11.定货说明 (45)

1.用途环形防喷器必须配备液压控制系统才能使用。通常它与闸板防喷器配套使用，但也可单独使用。它能完成以下作业：以密封各种形状和尺寸的方钻杆、钻杆、钻杆接头、钻铤、套管、电缆等工具；当井内无钻具时，能全封闭井口；在使用缓冲贮能器的情况下，能通过18°/35°无细扣对焊接头，进行强行起下钻作业。环形防喷器仅是在关井时的一个过渡设备，不能用它长时间的封井，长时间的封井应采用闸板防喷器；

35-70防喷器技术协议

F35-70防喷器组技术协议甲方：乙方：

技术协议日期，甲方与乙方就购置F35-70防喷器组的技术要求、质量控制、配套范围、售后服务等事宜进行了充分协商，达成如下技术协议：一、防喷器组设计制造执行标准 GB/T20174-2006 石油天然气工业钻井和采油设备钻通设备 SY/T5127-2002 井口装置和采油树规范 API Spec 16A钻井通道设备规范（第三版） API RP53 钻井用防喷系统的推荐做法（第三版） NACE MR 0175-2003 油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料二、技术要求 1、防喷器组适用于碱性、酸性等各种井下工况，满足在H2S浓度10%、CO2浓度10%酸性环境中连续正常工作时间不小于720小时的要求。 2、防喷器组金属材料的温度等级为：T20（-29℃～121℃）。 3、环形防喷器的承压件壳体、顶盖及钻井四通采用精炼钢铸造；闸板防喷器的主要承压件壳体、侧门、闸板体等采用精炼钢钢锭锻造。严格控制S、P、H、O、N等有害成分的含量，S≤0.011%(w/w)、P≤0.015%(w/w)、Ni≤1%（w/w），H≤4ppm，O≤50ppm，N≤50ppm，应在炉前取样进行化学分析。承压件应进行表面及立体无损检测，保证质量符合标准要求。提供相应的化学分析和无损检测报告。 4、防喷器组的承压件金属材料应符合NACE MR 0175-2003要求，材料选用25CrNiMo，机械性能符合API 材料代号75K的力学性能，硬度HRC≤22；化学成分符合API Spec 16A或GB/T20174-2006标准规定的范围。 5、防喷器的法兰连接螺栓、螺母符合SY/T5127-2002的要求，封闭螺栓符合GB/T20174-2006的要求，所有连接螺纹均为公制螺纹。 6、防喷器组采用壳体内腔做抗硫、防腐处理，垫环槽、侧门密封圈槽和挡圈槽堆焊不锈钢等防腐处理工艺。挡圈材料采用高抗硫材料。 7、闸板防喷器的侧门密封采用浮动密封结构。（闸板轴档圈选用抗硫的3YC7不锈钢材料） 8、闸板防喷器采用手动锁紧机构。 9、液缸直径满足安装剪切闸板的需要。 10、环形防喷器可实现对直径不大于346.1mm的任一规格管材的密封，并能实现封零。可以在井内有钻具的情况下更换胶芯。 11、与井内流体介质接触的密封件选用氢化丁睛橡胶材料，闸板胶芯耐温等级-18℃～121℃，环形胶芯耐温-7℃～104℃。 12、剪切闸板在液控压力不高于21MPa的情况下能剪断5-1/2"G105（壁厚10.54mm）钻杆，并能封住70MPa的井内压力。