防喷器系统用户手册.pdf

安安全全指指南南 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： 注注意意 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。 注注意意 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。 合合格格人人员员 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。 正正确确使使用用 注意如下： 注注意意 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。 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。 商商标标RRR 、为神开公司的注册商标。 任何第三方为其自身目的使用与本手册中所及商标有关的其他名称，都将侵犯商标所有人的权益。 神开公司版权所有c2009。保留所有权利。 未经明确的书面授权，禁止复制、传递或使用本手册或其中的内容。 违者必究，保留所有权利包括专利权、实用新型或外观设计专有权。 上海神开石油化工装备股份有限公司郑重声明： 我们已核对过， 本手册的内容与所述产品相符。 但错误在所难免， 不能保证完全的一致。本手册中的内容将定期审查，并在下一版中进行修正。欢迎提出改进意见。 神开公司版权所有c2009，若有改动，恕不另行通知。 上海神开石油化工装备股份有限公司 技术支持部 客服热线：+86(21)64290467传真：+86(21)34030004 英特网： 邮编：201114 使使用用手手册册 环环形形防防喷喷器器 S SHHA AN NGGHHA AI I S SHHE EN NKKA AI I P PE ET TR ROOL LE EU UMM & C CHHE EMMI IC CA AL L E EQQU UI IP PMME EN NT T C COOR RP POOR RA AT TI IOON N L LT TD D. . 出出出出版版版版日日日日期期期期：2 20 00 09 9 年年年年 6 6 月月月月 介绍 原理 作用 认证 订货 型号 规格及主要参数 1-1 1-1 1-1 1-1 1-2 1-2 1-2 球形胶芯环形防喷器工作原理 球形胶芯环形防喷器结构特点 球形胶芯密封原理 球形胶芯结构特点 1-5 1-5 1-6 1-6 锥形胶芯环形防喷器工作原理 锥形胶芯环形防喷器结构特点 锥形胶芯密封原理 锥形胶芯结构特点 1-7 1-7 1-8 1-8 安装前的准备 试压运转 使用方法及注意事项 1-9 1-9 1-9 维护保养 胶芯的更换 零部件明细 球形胶芯环形防喷器的修理更换 锥形胶芯环形防喷器的修理更换 环形防喷器装配 常见故障处理方法 1-10 1-10 1-11 1-17 1-17 1-18 1-18 环环形形防防喷喷器器-概概述述 1-1 介介绍绍 环形防喷器是井控装置的重要组成部分，主要用途是在钻井、修井、试油等作业中控制井口压力,有效 地防止井喷事故发生,实现安全施工。环形防喷器必须配备防喷器液压控制装置方能使用，通常它与闸 板防喷器配套使用，也可单独使用。 图 1 环形防喷器外观 原原理理 环形防喷器由液压控制系统操纵。 关闭时， 高压油从壳体中部油口进入活塞下部关闭腔， 推动活塞上行， 活塞锥面挤压胶芯。 由于顶盖的限制， 胶芯不能上行只能被挤向井口中心， 直至抱紧钻具或全封闭井口， 实现其封井的目的。 当需要开井时， 操纵液压控制系统向阀， 使高压油从壳体上油口进入活塞上部的开启腔， 推动活塞下行， 关闭腔泄压，作用在胶芯锥面上的挤压力消除，胶芯在本身弹性力作用下逐渐复位，打开井口。 作作用用 它可完成以下作业: 当井内有钻具、油管或套管时,能用一种胶芯封闭各种不同尺寸的环形空间； 当井内无钻具时,能全封闭井口 在进行钻井、取心、测井等作业过程中发生溢流或井喷时,能封闭方钻杆、取心工具、电缆及钢丝绳 等与井筒所形成的环形空间； 在使用具有减压调压阀的液压控制装置或缓冲蓄能器控制的情况下，能通过 18台肩的钻杆接头,进行 强行起下钻具作业。 认认证证 神开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。 环环形形防防喷喷器器-概概述述 1-2 订订货货 订购环形防喷器时,请参照表 1“环形防喷器规格及技术参数”,并说明以下内容： 环形防喷器的型号、规格； 工作温度； 密封垫环槽有无堆焊耐腐层要求； 所需备件及其他辅助设备； 其他特殊要求。 注注：若若订订单单上上未未对对上上述述内内容容加加以以说说明明，则则按按制制造造厂厂的的标标准准供供货货。 型型号号 举例： “FH35-35/70” 表示:该环形防喷器为球形胶芯,通径为 346.1mm （13 5/ 8） , 额定工作压力为 35MPa, 底部连接法兰额定工作压力为 70 MPa。 “FHZ54-14” 表示:该环形防喷器为锥形胶芯,通径为 539.8mm(211/4), 额定工作压 14MPa,底部连 接法兰额定工作压力为 14MPa。 规规格格及及主主要要技技术术参参数数 神开公司生产环形防喷器的胶芯有球形和锥形二种形式；球形胶芯的顶盖与壳体连接形式为法兰或楔形 块连接，锥形胶芯的顶盖与壳体连接形式为爪盘连接（详见表 1、图 2、图 3、图 4 ） 。 FH 底部连接法兰代号:当连接法兰与额定工作压 力相同时省略； 额定工作压力:单位为 MPa 胶芯形式代号:锥形胶芯Z；球形胶芯省略 通径代号 环形防喷器代号 环形防喷器 顶盖与壳体为爪盘连接(见图 4) 胶芯形式 球形 锥形 顶盖与壳体为法兰连接(见图 2) 顶盖与壳体为楔形块连接 (见图 3) 35MPa 70MPa 14MPa 环环形形防防喷喷器器-概概述述 1-3 图 2FH35-35/70 环形防喷器 (顶盖与壳体为法兰连接) 图 3 FH35-70/105 环形防喷器(顶盖与壳体为楔形块连接) 接合环 球形胶芯 顶盖 壳体 密封件 活塞 壳体 挡泥环 球形胶芯 压紧环 楔形块 活塞 顶盖 密封件 环环形形防防喷喷器器-概概述述 1-4 图 4 FH54-14 环形防喷器(顶盖与壳体为爪盘连接) 顶盖 防磨耗板 锥形胶芯 爪盘 活塞 密封件 外部体套筒 内部体套筒 壳体 表 1环形防喷器规格及技术参数(注：上下连接法兰尺寸均符合 API Spec 16A 钻井通道设备规范） 型号FH18-35FH18-35/70FH28-35FH28-35/70 FH28-70/105 FH35-35FH35-35/70FH35-70/105FHZ54-14 通径mm(in)179.4(71/16”) 279.4 (11”)346.1 (13 5/ 8)539.8 (21 1/ 4) 额定工作压力 MPa（Psi）35 (5000) 70(10000)35 (5000)70(10000) 14(2000) 液控压力 MPa（Psi） 10.5 (1500) 油缸开启腔容量 L12.858 100.2 71.312472 油缸关闭腔容量 L18.872 124.3 93.5152118 顶盖与壳体连接形式法 兰 楔形块 法兰楔形块爪盘 密封胶芯形式球 形锥形 顶部栽丝 螺栓M363M483 M453 M423M483M423 顶 部 连 接形式 垫环R46R54 BX158 BX160BX159R73 底部法兰 螺栓M363M393M483M453M503M423M483M583 M423 底 部 连 接形式 垫环R46BX156R54BX158BX160BX159 R73 液控连接规格Z1“ 2Z1“(2“)4Z1“(1 1/ 2“)2 净重量kg1572160043004423 10800 65176843147606780 重心（下法兰中心为原点）338391462468 690 496525910744 A73711381448127016401516产品外形 尺寸 mmH7908141081109614201160122716341337 装箱外形尺寸（长 X 宽 X 高） mm 1380940 1195 1380940 1220 15001310 1640 22002200 1700 1560X1380 X1700 1620X1380 X1700 2200 X 2100 X2310 1900 X 1800 X1800 毛重kg17551782456046831145867737138166007500 图 5 球形胶芯环形防喷器外形尺寸图 6 锥形胶芯环形防喷器外形尺寸 球球形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器 1-5 球球形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器工工作作原原理理 当发现井涌需要封井时，从液压控制装置输出的高压油从壳体下部油口进入活塞下部的关闭腔，推动活 塞上行，活塞又推动呈半球状的密封胶芯上行，由于受半球形顶盖的限制，迫使胶芯在上行过程中沿着 顶盖球面向上、 向井口中心运动， 直至支承筋间橡胶被挤出而抱紧钻具或全封闭井口， 达到封井的目的。 当高压油从壳体上部油口进入活塞上部的 开启腔，推动活塞下行，作用在胶芯球面上的挤压力消除， 胶芯在本身弹性力作用下逐渐复位，达到开井的目的。 图 7球形胶芯外形 球球形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器结结构构特特点点 额定工作压力小于等于 35MPa 的环形防喷器，顶盖与壳体为法兰连接，主要由壳体、顶盖、活塞、胶 芯、接合环、密封件等零部件构成。(见图 2) 额定工作压力大于等于 70MPa 的环形防喷器，顶盖与壳体为楔形块连接的环形防喷器主要由壳体、顶 盖、活塞、胶芯、挡泥环、楔形块、压紧圈、密封件等零部件构成。(见图 3) 壳体， 顶盖， 活塞， 接合环等主要零件均采用优质合金结构钢铸造成型， 且材料符合 NACE MR-01-75 规定，适用于酸性介质的工况要求，并经过特定的热处理，在产品制造过程中按 API 16A 规范进行静 水压强度试验，保证在工作压力下使用安全可靠。 活塞的径向断面“Z”形，行程短，高度低，活塞大径圆柱面上装有二道耐磨环，壳体与活塞内径相 配合的圆柱面上也装有一道耐磨环，它避免了活塞运动过程中与壳体的直接接触，保护壳体和活塞。 耐磨环磨损以后，可以更换。 额定工作压力小于等于 35MPa 的环形防喷器，壳体与顶盖采用法兰螺栓连接（如图 2） ，螺母采用盖 形螺母，可防止螺母与螺栓锈死在一起，易于拆装。 环形防喷器的三个动密封部位采用唇形密封圈， 具有压力自封性能， 降低了密封圈的磨损， 密封可靠， 避免泄漏（见图 2、图 3） ， 活塞外径密封部位：在活塞外径上,封隔油缸开关两腔压力； 活塞内径密封部位：在壳体上,封隔井压与关闭腔压力； 接合环密封部位：在接合环上,封隔井压与开启腔压力。 额定工作压力大于等于 70MPa 的环形防喷器，壳体与顶盖采用 12 件楔形块连接（如 FH35-70/105 型，见图 3） ，楔形块连接强度大，壳体受力均匀，装拆方便。 顶盖呈半球形，无应力集中现象。 1-6 球球形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器 球球形形胶胶芯芯密密封封原原理理 环形防喷器的密封过程分为两步，一是活塞在液压油作用下推动胶芯向上运动，迫使胶芯沿球面向上、 向井口中心运动，支承筋相互靠拢，将其间的橡胶挤向井口中心，从而形成初始密封；二是在井内有压 力时，作用在活塞内腔上部环形面积上的井内压力进一步向上推动活塞，促使胶芯封闭更加紧密，从而 形成可靠的密封，此称为井压助封作用。 球球形形胶胶芯芯结结构构特特点点 漏漏斗斗效效应应：环形胶芯从自由状态到封闭状态,各横断面直径的缩小是不相等的，上部缩小的数值大， 下部缩小得少。因此，胶芯顶部挤出橡胶最多，底部最少，形成倒置漏斗状。这种橡胶的流向不仅可 提高密封性能，而且使钻杆接头容易进入胶芯。在下钻时，因井压向上压缩胶芯，使免于受拉应力， 从而提高了胶芯的使用寿命。 胶胶芯芯不不易易翻翻胶胶撕撕裂裂：在封井状态，井压使胶芯中部橡胶上翻，而支承筋的球面上顶板阻止橡胶上翻， 这样使橡胶处于完全受挤状态，可承受较大挤压力，而不至撕裂。 橡橡胶胶贮贮备备量量大大：球形胶芯橡胶贮备较大，在强行起下钻具被磨损后，有较多的备用橡胶可挤出补充， 在起下钻过程中不用更换胶芯。特别适宜钻具与胶芯频繁摩擦的场合使用。 胶胶芯芯呈呈半半球球形形(如如图图 7)：它是由 1214 块沿半球面呈辐射状配置的弓形支承筋与橡胶硫化而成，支承 筋用合金钢铸造。 1-7 锥锥形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器 锥锥形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器工工作作原原理理 锥形胶芯环形防喷器的顶盖与壳体为爪盘连接，主要由壳体、顶盖、活塞、胶芯、爪盘、外体部套筒、 体部套筒、防磨耗板、密封件等零部件构成(见图 4)。 当发现井涌需要封井时，从液压控制装置输出的高压油从壳体下部油口进入活塞下部的关闭腔，推动活 塞上行，活塞又推动呈锥面的密封胶芯上行，由于受防磨耗板的限制，迫使胶芯在上行过程中沿着活塞 锥面及防磨耗板向上、向井口中心运动，直至支承筋间橡胶被挤出而抱紧钻具或全封闭井口，达到封井 的目的。当高压油从壳体上部油口进入活塞上部的开启腔，推动活塞下行，作用在防磨耗板上的挤压力 消除，胶芯在本身弹性力作用下逐渐复位，达到开井的目的。 图 8锥形胶芯外形 锥锥形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器结结构构特特点点 壳体，顶盖，活塞，外体部套筒等主要零件均采用优质合金结构钢铸造成型，且材料符合 NACE MR-01-75 规定，适用于酸性介质的工况要求，并经过特定的热处理，在产品制造过程中按 API 16A 规范进行静水压强度试验，保证在其工作压力下使用安全可靠。 环形防喷器的三个动密封部位采用唇形密封圈， 具有压力自封性能， 降低了密封圈的磨损， 密封可靠， 避免泄漏（见图 4） ， 活塞外径密封部位：在活塞外径上,封隔油缸开关两腔压力； 活塞内径密封部位：在壳体上,封隔井压与关闭腔压力； 顶盖密封部位：在顶盖上,封隔井压与开启腔压力。 顶盖上开有活塞行程测检孔，不断对比活塞行程，以测量胶芯寿命。 壳体与顶盖的连接采用 20 块爪盘连接（如图 4） ，连接可靠，壳体受力均匀，装拆方便，在每件爪盘 螺钉上设有二处“O”形密封圈，可防止爪盘与顶盖锈死在一起。 活塞上部内腔为圆锥形，与胶芯锥面直接接触,由于锥度小，封闭所需活塞推力也小。且外径小于其 他类型环形防喷器。 顶盖内腔顶部与胶芯支承筋顶板相接触的摩擦面装有可拆卸的防磨耗板（见图 4） ，保护顶盖，便于 更换。 锥锥形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器 1-8 锥锥形形胶胶芯芯密密封封原原理理 环形防喷器的密封过程分为两步，一是活塞在液压油作用下推动胶芯向上运动，迫使胶芯沿活塞锥面及 防磨耗板向上、向井口中心运动，支承筋相互靠拢，将其间的橡胶挤向井口中心，从而形成初始密封； 二是在井内有压力时，作用在活塞内腔上部环形面积上的井内压力进一步推动活塞上行，促使胶芯封闭 更加紧密，从而增强了胶芯的密封性能，此称为井压助封作用。 锥锥形形胶胶芯芯结结构构特特点点 胶芯外侧面呈圆锥面，锥面母线与胶芯轴线夹角为 25。胶芯由 22 块支承筋与橡胶硫化而成，支承 筋沿圆环呈径向辐射状配置（见图 8） 。 贮胶量大。胶芯各筋板之间的橡胶均可挤向井口形成密封，其胶量比需要封闭的空间容积大得多。因 此，它可以封闭不同形状、不同尺寸的钻具，也可以全封闭井口。如果液控压力是在减压调压阀或缓 冲蓄能器的控制下，胶芯能强行起下钻具，允许通过 18台肩的钻杆接头。由于贮胶量大，若胶芯损 坏不严重，仍可密封，寿命可测。环形防喷器在工作过程中，胶芯不断磨损，需要靠增加活塞行程， 多挤出贮备橡胶来填补，当活塞行程达最大值（即活塞走到上顶点） ，或者胶芯支承筋的上、下两端 面分别靠紧时，说明胶芯的贮备橡胶已使用完，即使增大液控压力，胶芯也不能可靠密封。因此，可 以通过测量活塞行程来测量胶芯的寿命。 环环形形防防喷喷器器-安安装装及及使使用用 1-9 安安装装前前的的准准备备 环形防喷器在安装前要进行密封试压至额定工作压力，合格后方能运往井场，并根据井控规定要求的防 喷器组合形式进行安装，油管接头方向应和闸板防喷器的接头方向相同。 试试压压运运转转 环形防喷器安装好后应牢靠固定，要和整套井口装置一起进行静水压试验，以检验各连接部位和密封性 能是否可靠，合格后方允许使用。 在司钻台和远程控制台上，对环形防喷器试开关各二次，以检查开关是否与实际一致，管线连接是否正 确，并将油路中的空气排除。正常钻井时，环形防喷器应处于开的位置。 使使用用方方法法及及注注意意事事项项 环形防喷器配有单独的减压调压阀,一般情况下控制压力(关闭油压)应低于或等于 10.5MPa，该压力 与井内压力及所封钻具尺寸有一定的比例关系，钻具直径尺寸大或井内压力低，则应将控制压力相应 调低以延长胶芯的使用寿命。 井涌时可先用环形防喷器封闭井口，但尽量不用作长时间封闭，容易致使胶芯过早损坏，且无锁紧装 置锁死。非特殊情况，不得用作封闭空井。 进入目的层，必须加强对环形防喷器的检查，每天在井内有钻具无井压的情况下，应开关一次，以防 胶芯卡死。 利用环形防喷器进行不压井起下钻作业时，必须使用 18台肩的钻杆接头。在环形防喷器液压控制 系统关闭油路上，除了配用单独的减压调压阀外,若能安装蓄能器，关闭腔内的液压冲击就可以得到 更好的缓冲， 胶芯的寿命即能提高。 强行起下钻过程中， 在保证密封的前提下应将液控压力尽量调低， 同时严格控制起下钻速度，特别是过接头时，要慢提慢放。 每次打开后，必须检查是否全开，以防挂坏胶芯。 严禁用打开防喷器的办法来泄井内压力。 环形防喷器处于关闭管子状态时，允许上、下活动钻具，不准旋转钻具。 注意保持液压油清洁。 1-10 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 维维护护保保养养 每口井用完后，拆开与防喷器连接的液压管线，孔口用丝堵堵好，清除防喷器外部和内腔的脏物，检 查各密封件及配合面，然后在螺栓孔、垫环槽、顶盖内球面、活塞支撑面等处，涂防水黄油润滑防锈。 拆开后的连接件，如垫环、螺栓、螺母、专用工具点齐装箱，以免丢失。 经常检查各处螺钉松动情况，发现松动及时拧紧。 要保持液压油的清洁，防止脏物进入油缸，以免拉坏油缸、活塞。 所有橡胶备件，均应按下列规定合理存放： 根据入库先后、新旧程度编号，先旧后新,依次使用； 必须存放在较暗而干燥的室内，在松驰状态下存放，严禁放于露天，不可受弯受挤压，最好平放于木 箱内。 “O”型圈不得挂于木桩上； 不得接触腐蚀介质，要远离电机、高压电气设备，以免因此产生臭氧腐蚀橡胶件。 胶胶芯芯的的更更换换 胶芯是环形防喷器能否起到封井作用的关键件,一旦损坏严重就起不了封井作用。 因此发现严重损坏就必 须及时更换。更换胶芯应尽量在后勤基地进行。 若若在在井井场场更更换换胶胶芯芯，应应按按下下述述步步骤骤操操作作： 当井口无钻具时，卸开顶盖与壳体的连接，吊开顶盖，在胶芯上装上吊环螺钉，再用绳索将旧胶芯吊 出，换上新胶芯，装上顶盖，上紧螺母。 更换后必须重新试压，检验胶芯的密封能。 当井口有钻具时，应先用割胶刀(借助撬杠，肥皂水润滑刀刃)将新胶芯割开（图 9） ，割面要平整，然 后吊起顶盖，同样用绳索吊起旧胶芯，将旧胶芯割开，换上割开的新胶芯，以解急需。 更换的新胶芯都应修去橡胶飞边，并在顶盖与胶芯接触处涂抹二硫化钼润滑脂。 图 9 井口有钻具时更换胶芯 1-11 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 零零部部件件明明细细 图 10 环形防喷器（球形胶芯）零件分解图 8.盖型螺母 9. O 型密封圈 2.胶芯 10.螺栓 19.Z1”丝堵 1.顶盖 11.卸扣 12. O 型密封圈 13. O 型密封圈 3. 接合环内 密封圈 4. 接合环 18.接头 5. 活 塞 外 密封圈 14.耐磨环 15.活塞 6. 活 塞 内 密封圈16. 耐磨环 7.壳体 17. O 型密封圈 1-12 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 表 2环形防喷器（球形胶芯）零件名称与零件代号对照表 产品型号 序号名称数量 FH18-35FH18-35/70FH28-35FH28-35/70FH35-35FH35-35/70 1顶盖1FH1835-03FH2835-05FH3535-03AFW1305-05A 2胶芯1FH1835-06-00FH2835-11 FH2835.09 -00 FW1305.06-00A 3 接合环 内密封圈 2 FH1835-12 FH1835-13 FH2835-15 FH2835-16 FW1305.11-00 4接合环1FH1835-10FH2835-14FH2835-11FW1305-10A 5 活塞外 密封圈 2 FH1835-19 FH1835-20 FH2835-20 FH2835-21 FW1305.16-00 6 活塞内 密封圈 2 FH1835-14 FH1835-15 FH2835-18 FH2835-19 FW1305.13-00 7壳体1FH1835-02FH1835/70-01 FH2835.03 -00 FH2835/70.01 00 FH3535.04 -00 FW1305-17 8盖形螺母24FH1835-07FH2835-04FH2835-07FW1305-03 9 O型 密封圈 24-855.7 10螺栓24FH1835-08 FH2835.09 -00 FH2835-04FW1305-04 11卸扣4-卸扣6.8卸扣9 12 O型 密封圈 1FH1835-09FH2835-10FW1305-07 13 O型 密封圈 1FH1835-11FH2835-12FW1305-09 14耐磨环2付FH1835-17FH2835-17FW1305-15 15活塞1FH1835-18FH2835-14FW1305-12A 16耐磨环1付FH1835-16FH2835-23FW1305-14 17 O型 密封圈 1-FW1305-08 18接头2-FH2835-13- 19Z1”丝堵2FH2835-22 1-13 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 图 11 FH35-70/105 型环形防器零件分解图 1.拆卸螺钉 12.螺母/螺钉 13.双头螺栓/螺钉 23. 油塞 2.压紧圈 3. 顶盖 4. 密封胶芯 5. 组合密封圈 14. 楔形块 8. 活塞 6. 挡泥环 16. O 型密封圈 10. 减磨环 20. 螺钉M3680 11.壳体 22. 接头 7. 组合密封圈 18. 减磨环 21. 卸扣 9. 组合密封圈 17. 组合密封圈 15. 螺钉M1230 19. 吊耳 1-14 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 表 3FH35-70/105、FH28-70/105 型环形防喷器零件名称与零件代号对照表 零件代号序 号 零件名称数量 FH35-70/105FH28-70/105 1拆卸螺钉12FH3570-19 2压紧圈1FH3570-01FH2870-01 3顶盖1FH3570-06FH2870-04 4密封胶芯1FH3570-07FH2870-05 5组合密封圈1FH3570-09FH2870-07 6挡泥环1FH3570-10FH2870-08 7组合密封圈2FH3570-14-0FH2870-11-0 8活塞1FH3570-17FH2870-14 9组合密封圈2FH3570-12-0FH2870-10-0 10减磨环1FH3570-16FH2870-13 11壳体1FH3570-18FH2870-15 12螺母/螺钉12FH3570-03 13双头螺栓/螺钉12FH3570-02 GB30-76 14楔形块12FH3570-05FH2870-03 15螺钉 M123012GB70-76 16O 型密封圈1FH3570-08FH2870-06 17组合密封圈2FH3570-11-0FH2870-09-0 18减磨环2FH3570-15FH2870-12 19吊耳4FH3570-04 20螺钉 M36808(12.9 级) 21卸扣4JB8112-1999 22接头4FH3570-13 23油塞4F02-15 1-15 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 图 12FHZ54-14 型环形防喷器零件分解图 1.顶盖 12.密封圈 3. 密封胶芯 13. 防磨耗板 14. 螺栓 M1235 4. 活塞 2. O 型密封圈 15.密封圈 5. 螺栓 M2080 16.密封圈 6. 外体部套筒 17. O 型密封圈 18. 螺栓M1245 7. 内体部套筒 8. 爪盘 9. 爪盘螺钉 20. 支护螺钉 19. O 型圈 252.65 21. O 型圈 535.3 10. 螺钉M1270 22. 顶盖夹头 11. 壳体 23. 油塞 24. 转换接头 1-16 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 表 4FHZ5414 型环形防喷器零件名称与零件代号对照表 序号零件名称数量零件代号 1顶盖1FHZ5414-03 2O 型密封圈2FHZ5414-09 3密封胶芯1FHZ5414.02-00 4活塞1FHZ5414-13 5螺栓 M208016GB70-85 6外体部套筒1FHZ5414-14 7内体部套筒1FHZ5414-16 8爪盘20FHZ5414-05 9爪盘螺钉20FHZ5414-06 10螺钉 M12704GB70-85 11壳体1FHZ5414.11-0 12密封圈2FHZ5414-08 13防磨耗板1FHZ5414-01 14螺栓 M12356GB5783-86 15密封圈2FHZ5414-15 16密封圈2FHZ5414-12 17O 型密封圈1FHZ5414-17 18螺栓 M124516GB70-85 19O 型圈 252.6520GB/T 3452.1 20支护螺钉20FHZ5414-07 21O 型圈 535.320GB/T 3452.1 22顶盖夹头4FHZ5414-04 23油塞2F02-15 24转换接头2FHZ5414-10 1-17 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 球球形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器的的修修理理更更换换（见见图图 10） 顶顶盖盖、接接合合环环与与活活塞塞的的拆拆卸卸: : 应将壳体上的二个进出油口上的丝堵卸下， 放尽 剩油， 然后卸掉顶盖与壳体间的连接螺母、 螺栓， 用起吊工具打开顶盖； 楔形块连接的防喷器应先松开 12.螺母，用 1. 拆卸螺钉顶出序 4 压紧圈，然后用撬杠取出 2. 楔形块（见图 11） ； 在胶芯上装上吊环螺钉，用绳索将胶芯吊出； 用起吊工具缓慢吊起接合环； 用油泵或棉布将壳体内的油吸出； 用起吊工具缓慢吊起活塞。 拆拆卸卸后后的的检检查查部部位位和和修修复复方方法法: : 活塞：无论外径或内径磨损量超过公差限 0.5mm，都应进行修复或更换。对耐磨环，其 环外径磨损量超过原外径偏差限， 则应更换耐磨 环； 接合环及密封槽： 检查接合环及密封槽， 若有凹 坑，应用细的砂皮或油石修复； 顶盖内球面： 检查顶盖内球面与胶芯接触之密封 面的伤痕情况， 若伤痕是很浅的线状摩擦伤， 可 用细的砂皮或油石修复；若有严重磨损、裂纹、 凹坑等缺陷， 应按 SY/T6160 标准进行修理或更 换新件； 胶芯： 球形密封胶芯内孔及球面不允许有严重变 形、 撕裂、 支承筋断裂及扭曲、 胶芯老化等现象； 密封圈： 应首先检查密封件的唇边有无受损、 磨 损、切伤、老化情况，当发现密封件有损坏，应 予以更换； 壳体： 壳体密封配合部位尺寸磨损量， 无论是内 径或外径磨损量超过公差限 0.5mm，都应进行 修复。 对耐磨环， 其环外径磨损量超过原外径偏 差限，则应更换耐磨环； 垫环槽： 检查法兰密封垫环槽部位， 不允许有影 响密封性能的缺陷。 锥锥形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器的的修修理理更更换换（见见图图 1212） 顶顶盖盖、活活塞塞的的拆拆卸卸顺顺序序： 首先应将壳体上的二个进出油口上的丝堵卸下， 拆下 10.螺钉和 22.顶盖夹头， 拧出 20.支护螺钉 及 9.爪盘螺钉，用起吊工具打开顶盖； 在胶芯上装上吊环螺钉，用绳索将胶芯吊出； 用油泵或棉布将壳体内的油吸出； 用起吊工具缓慢吊起活塞； 用接长内六角（S=10，S=14）扳手拆下序 5、 18 螺栓； 取出 6.外体部套筒和 7.内体部套筒。 拆拆卸卸后后的的检检查查部部位位和和修修复复方方法法: 活塞内锥面： 检查活塞内锥面与胶芯接触之密封 面的伤痕情况， 若伤痕是很浅的线状摩擦伤， 可 用细的砂皮或油石修复；若有严重磨损、裂纹、 凹坑等缺陷， 应按 SY/T6160 标准进行修理或更 换新件； 检查装在顶盖内的防磨耗板， 如磨损严重应及时 更换； 各密封槽：检查密封槽，若有凹坑，应用细的砂 皮或油石修复； 其余与球形胶芯环形防喷器相同。 1-18 环环形形防防喷喷器器-维维护护保保养养 环环形形防防喷喷器器装装配配 装装配配时时依依照照球球形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器或或锥锥形形胶胶芯芯环环形形防防喷喷器器的的拆拆卸卸反反顺顺序序进进行行，但但要要注注意意以以下下几几点点： 零件有无毛刺或尖棱角，如有应去掉，这样才能保证密封圈的唇边不会被刮伤。并注意保持清洁； 起吊和组装时都应缓慢平稳进行，以防止卡死零件或损坏密封圈，并防止脏物进入密封面； 装入密封圈时，密封圈表面要涂润滑油，相配密封内、外表面也涂油，以利于装配； 注意唇形密封圈的方向，唇边开口对着有压力的方向； 注意使密封圈能顺利地通过油孔部位，不要刮坏； F35-70/105 型防喷器上 M27 螺母（见图 11，序号 12）必须拧紧且受力均匀。 常常见见故故障障处处理理方方法法 序号故障现象可能产生原因排除方法 1 控制油路正常胶芯封闭 不严，封不住井压。 旧胶芯有严重磨损、脱块、 老化。 新胶芯不易关严。 杂物沉积于胶芯沟槽部位。 活塞密封圈窜油。 更换胶芯。 对胶芯进行多次活动。 对胶芯沟槽及其他部位进 行清洗，定期活动胶芯。 更换活塞密封圈。 2 关闭后打不开。 长时间关闭后， 胶芯易产生 永久变形、老化。 用环形防喷器固井， 胶芯下 有凝固水泥浆。 更换胶芯。 拆开顶盖（活塞）后清洗。 3 开关不灵活。 管线油路不畅。 管线油路有漏失。 疏通管线。 修复管线。 4 井内介质窜到油缸内， 或 从壳体与顶盖连接处流 出。 接合环上相应的密封件损 坏。 更换相应的损坏密封件。 5 液动部分稳不住压。壳体油缸、活塞、接合环 密封表面损伤，密封件损 伤。 更换各处密封件， 修复密封 表面。 6 活塞运动方向与控制阀 铭牌标志不符。 控制台防喷器连接油管线 接错。 倒换防喷器本身的油路管 线位置。 使使用用手手册册 闸闸板板防防喷喷器器 S SHHA AN NGGHHA AI I S SHHE EN NKKA AI I P PE ET TR ROOL LE EU UMM & C CHHE EMMI IC CA AL L E EQQU UI IP PMME EN NT T C COOR RP POOR RA AT TI IOON N L LT TD D. . 出出出出版版版版日日日日期期期期：2 20 00 09 9 年年年年 6 6 月月月月 用途 型号 2-1 2-1 闸板防喷器的技术参数 可配备闸板规格 2-3 2-3 U 型闸板防喷器液压控制原理 井压密封原理 主要零部件结构及特点 管柱闸板 剪切全封闸板 变径闸板 主活塞前杆密封机构 二次密封机构 主活塞尾杆密封机构 闸板手动锁紧机构 中间法兰密封圈（侧门密封圈） FZ 35-35闸板防喷器零部件明细 FZ 54-14闸板防喷器零部件明细 2-5 2-6 2-6 2-6 2-8 2-9 2-10 2-10 2-12 2-12 2-13 2-14 2-18 使用前的准备工作 使用方法及注意事项 维护与保养 胶件的存放 常见故障及处理方法 2-20 2-21 2-21 2-22 2-23 闸闸板板防防喷喷器器-概概述述 2-1 用用途途 闸板防喷器是井控装置的关键部件，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的环形空间； 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，实现近平衡钻进。 图 1闸板防喷器外观 型型号号 额定工作压力:单位为 MPa 通径代号： （表 1） 闸板防喷器代号：FZ单闸板防喷器；2FZ双闸板防喷器；3FZ三闸 板防喷器 闸闸板板防防喷喷器器-概概述述 2-2 表 1通径代号 通径代号通径规格通径代号通径规格 187 1/16 4818 3/4 2395320 3/4 28115421 1/4 3513 5/86826 3/4 4316 3/47630 额定工作压力共有以下六个等级： 14MPa(2,000psi)；21MPa(3,000psi)；35MPa(5,000psi)； 70MPa(10,000psi)；105MPa(15,000psi)；140 MPa(20,000psi)。 金属材料的温度等级： 表 2金属材料温度等级 温度等级代号API 代码工作温度范围 T7575-59121( -7550 F) T2020-29121( -20250 F) T000-18121(0250 F) 接触井液的非金属密封件温度等级： 用两个字母组合来代表上限和下限，如下说明: 下限（第一位）上限（第二位） A15F(-26)A180F(82) B0F(-17.8)B200F(93) C10F(-12.2)C220F(104) D20F(-6.7)D250F(121) 如 AB 代表-2693的温度级别，具体的温度级别在密封件上有标记。 闸闸板板防防喷喷器器-技技术术参参数数 2-3 闸闸板板防防喷喷器器的的技技术术参参数数 表 3 项目单闸板防喷器双闸板防喷器 型号FZ35-352FZ35-352FZ54-14 重量上下法兰：5600kg上下法兰：11700kg上下法兰：145000kg 通径346.1mm (13 5/8)539.8mm (21 1/4) 静水压试验压力51.72MPa (7500psi)21MPa (3000psi) 额定工作压力35MPa (5000psi)14MPa (2000psi) 液控额定工作压力21MPa（3000psi） 推荐液控操作压力8.4-10 .5MPa(1200-1500psi) 开启一副闸板所需油量220=40 L420=80 L416.7=66.8 L 关闭一副闸板所需油量221=42 L421=84 L417.7=70.8 L 侧出口规格3 1/8-5000psi 或4 1/16-5000psi法兰3 1/8-2000psi 温度等级T20(-29-121)T0(-18-121) 说明： 防喷器的设计、制造均按照API Spec 16A规范。 防喷器内部接触井液的部位抗硫化氢应力腐蚀，满足NACE MR-0175要求。 可可配配备备闸闸板板规规格格 全封； 2 3/8，2 7/8，3 1/2，4，4 1/2，4 3/4，5，5 1/2，5 3/4，5 7/8，6 ，6 5/8，7，7 5/8， 7 3/4，8 5/8，9，9 5/8，10 3/4，11 3/4； 剪切闸板。 图2FZ35-35型单闸板防喷器 闸闸板板防防喷喷器器-技技术术参参数数 2-4 图3防喷器液缸总成打开状态 图42FZ35-35型双闸板防喷器 图52FZ54-14型双闸板防喷器 闸闸板板防防喷喷器器-工工作作原原理理及及主主要要零零部部件件结结构构 2-5 U 型型闸闸板板防防喷喷器器液液压压控控制制原原理理 当液控系统高压油进入左右液缸闸板关闭腔时，推动主活塞及左右闸板总成沿壳体闸板腔分别向井口中 心移动，实现封井。当高压油进入左右液缸闸板开启腔时，推动主活塞及左右闸板总成向离开井口中心 方向运动，打开井口。闸板开关由液控系统换向阀控制。一般在 35 秒内即可完成开、关动作。 更换闸板时，关闭闸板的压力可以打开缸盖。当卸下缸盖螺栓时，关闭闸板的压力推动闸板向井口方向 移动的同时，也推动液缸总成向远离壳体的方向移动，尽管闸板和液缸总成反方向移动，但液缸总成的 行程足可以将闸板从壳体中拉出来。然后，用起吊螺钉将闸板吊出来。 开启闸板的压力可以关闭液缸总成，利用开启闸板的压力将液缸总成推到与壳体贴平。闸板防喷器的一 个重要特点是， 液缸总成向壳体方向移动之前， 闸板先被高压油拉回到打开状态。 因为设计有这一特点， 液缸总成关闭时，闸板不会和通孔内的钻具相干涉。 闸板关闭，液缸总成打开 闸板打开，液缸总成关闭 图 6闸板开关和液缸总成开关液压油路图 图 7闸板防喷器结构图 闸闸板板防防喷喷器器-工工作作原原理理及及主主要要零零部部件件结结构构 2-6 管管柱柱闸闸板板 闸板采用长跑道圆形整体式，其密封胶芯采用前密封和顶密封组装结构，前密封和顶密封可根据损坏情 况不同单独更换，拆装简单省力。 图 8管柱闸板 前部胶芯 闸板体 顶部胶芯 井井压压密密封封原原理理 闸板防喷器要有四处密封起作用才能有效地密封 井口，即：闸板顶密封与壳体的密封；闸板前密封 与管柱、 壳体及前密封相互间的密封； 壳体与中间 法兰之间的密封；主活塞前杆与中间法兰间的密 封。 闸板的密封过程分为两步： 一是在液压油作用下主 活塞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； 二是在井内有压力时， 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，亦即井压助封作用。 主主要要零零部部件件结结构构及及特特点点 结构特点 ： 壳体、 中间法兰等主要承压件采用高强度、 高韧性 合金钢， 严格控制材料的有害化学成分和非金属夹 杂物，进行炉外精炼锻造成型，并经适当热处理， 保证防喷器使用安全可靠。 壳体闸板腔采用长跑道 圆形，减少应力集中。 中间法兰开关和闸板开关均采用液压驱动， 并且是 同一油路。中间法兰打开和关闭闸板是同一油路、 同一操作；而中间法兰关闭和打开闸板是同一油 路、同一操作。 闸闸板板防防喷喷器器-工工作作原原理理及及主主要要零零部部件件结结构构 2-7 表 42FZ35-35 闸板总成零件 名称（数量） 闸板规格 闸板总成闸板体（2）前部胶芯（2）顶部胶芯（2） 全 封2C02.01A.002C02.01A.012C02.01A.022C02.01A.03 2 3/82C02.01B.002C02.01B.012C02.01B.022C02.01A.03 2 7/82C02.01C.002C02.01C.012C02.01C.022C02.01A.03 3 1/22C02.01D.002C02.01D.012C02.01D.022C02.01A.03 4 2C02.01E.002C02.01E.012C02.01E.022C02.01A.03 4 1/22C02.01F.002C02.01F.012C02.01F.022C02.01A.03 52C02.01G.002C02.01G.012C02.01G.022C02.01A.03 5 1/22C02.01H.002C02.01H.012C02.01H.022C02.01A.03 62C02.01I.002C02.01I.012C02.01I.022C02.01A.03 6 5/82C02.01J.002C02.01J.012C02.01J.022C02.01A.03 72C02.01K.002C02.01K.012C02.01K.022C02.01A.03 7 5/82C02.01L.002C02.01L.012C02.01L.022C02.01A.03 7 3/42C02.01M.002C02.01M.012C02.01M.022C02.01A.03 8 5/82C02.01N.002C02.01N.012C02.01M.022C02.01A.03 92C02.01O.002C02.01O.012C02.01O.022C02.01A.03 9 5/82C02.01P.002C02.01P.012C02.01P.022C02.01A.03 10 3/42C02.01Q.002C02.01Q.012C02.01Q.022C02.01A.03 11 3/42C02.01R.002C02.01R.012C02.01R.022C02.01A.03 4 3/42C02.01S.002C02.01S.012C02.01S.022C02.01A.03 5 3/42C02.01T.002C02.01T.012C02.01T.022C02.01A.03 5 7/82C02.01U.002C02.01U.012C02.01U.022C02.01A.03 注注：数数量量为为一一付付剪剪切切闸闸板板的的数数量量。 表 52FZ54-14 闸板总成零件 名称（数量） 闸板规格 闸板总成闸板体（2）前部胶芯（2）顶部胶芯（2） 全 封2C05.08A.002C05.08A.012C05.08A.022C05.08A.03 52C05.08B.002C05.08B.012C05.08B.022C05.08A.03 13 3/82C05.08C.002C05.08C.012C05.08C.022C05.08A.03 注注：数数量量为为一一付付剪剪切切闸闸板板的的数数量量。 闸闸板板防防喷喷器器-工工作作原原理理及及主主要要零零部部件件结结构构 2-8 剪