环形防喷器的说明书

1、环形防喷器使用手册第13页共19页1.概述1. 1型号说明环形防喷器的型号由5组大写英文字母或数字构成(其中有些可以省略)说明如下：FH I I C3I/II 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： 表示额定工作压力:单位为MPa通径代号 胶芯形式代号:锥形胶芯一Z：球形胶芯一省略环形防喷器代号举例: “FH35-35/70”表示：该环形防喷器为球形胶芯,通径为。346. 1mm, (13%”),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(2T/J ),额定工作压14MPa,底部连

2、接 法兰额定工作压力为14MPa.1. 2用途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。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180台 肩的

3、钻杆接头，进行强 行起下钻具作业。2.环形防喷器规格及主要技术参数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 接形式为法兰和楔形块连接，锥形胶芯的顶盖与壳体连接形式为爪盘连 接（详见表1、图1、图2、图3环形防喷器薯形式W35Mpa270MPa顶盖与壳体为法兰连接（见图1）顶盖与壳体为楔形块连接（见图2）顶盖与壳体为爪盘连接（见图3）6密封件图2 FH35-70/105环形防喷器（顶盖与壳体为楔形块连接）1顶盖图1 FH35-35/70环形防喷器（顶盖与壳体为法兰连接）1顶盖一一 2压紧环一_-3楔形块一-4球形胶芯 5挡泥环'6密封件77 7活塞8壳体2防磨耗板3锥

4、形胶芯- 4爪盘,一 5密封件一一 6活塞一一7外部体套筒8内部体套筒一一一 9壳体图3 FH54-14环形防喷器（顶盖与壳体为爪盘连接）表1环形防喷器规格及技术参数型号FH18-35FH28-35FH28-35/70通径mm(in)179.4(7 1/16)279.4 (11)额定工作压力MPa （psi）35 (5000)液控压力MPa （psi）W10.5 (1500)油缸开启腔容量L12.85858油缸关闭腔容量L18.87272顶盖与壳体连接形式法兰法兰法兰密封胶芯形式球形球形球形顶部 连接 形式顶部栽 丝螺栓M36 X 3M48X3M48X3垫环R46R54R54底部 连接 形式底

5、部法兰螺栓M36 X 3M48X3M45X3垫环R46R54BX158液控连接规格zr X2净重量kg157213004423重心（下法兰中心为原点）338462468产品外形 尺寸mmA73711381138H79010811096装箱外形尺寸（长X宽X高.）mm1380X940X11951500X1310X16401500X1310X1640毛重kg175515604683图4球形胶芯环形防喷器外形尺寸图续表1环形防喷器规格及技术参数型 号FH35-35FH35-35/70FH35-70/105FHZ54-14通径mm(in)346. 1 (13 7s)539.8 (21 71)额定工作压

6、力MPa （Psi）35(5000)70(10000)14 (2000)液控压力MPa<10.5油缸开启腔容量L71.371.312472油缸关闭腔容量L93.593.5152118顶盖与壳体连接形式法兰法兰楔形块爪盘密封胶芯形式球形球形球形锥形顶部顶部栽丝连接螺栓M42 X 3M42X3M48X3M42X3形式垫环BX160BX160BX159R73底部连接底部法兰形式螺栓M42X3M48 X 3M58 X 3M42X3垫环BX160BX159BX159R73液控连接规格Z1”X221"(2")X4zr(i 72*)x2净重量kg65176843147606780重

7、心496525910744（下法兰中心为原点）产品外形尺寸A1270127016401516mmH1160122716341337装箱外形尺寸1560X13801620X138022002100（长X宽X高）mmX1700X1700X2310毛重kg67737138166000A-1n注：上下连接法兰尺寸均符合APIUSpec 16A钻井通道设备规范蜜吩1%IIyX*J1工3.球畅祟籁嬲SWO及主要结构特点3. 1工作原理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1）额定工作压力大于等于70MPa的环形防

8、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2）当发现井涌需要封井时，从液压控制装置输来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而向上、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。3. 2产品结构特点3.2. 1壳体，顶盖，活塞，接

9、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。3. 2. 2活塞的径向断而“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。3. 2. 3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1）, 螺母采用盖形螺 母，可防止螺母

10、与 螺栓锈死在一起， 易于拆装。3. 2. 4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1、图2: 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63. 2. 6顶盖呈半球形，无应力集中现象,3. 3球形胶芯密封原理及结构特点：3. 3.1胶芯密封原理：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

11、初始密封；二是在井内有压力 时，作用在活塞内腔上部环形而积上的 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。3. 3. 2漏斗效应：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。3. 3. 3胶芯不易翻胶撕裂：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

12、全受挤状态，可承受较大挤 压力，而不至撕裂。图6球形放芯外形图3. 3. 4橡胶贮备量大：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。3. 3. 5胶芯呈半球形（如图6）：它是由 12-14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。4.2.1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，

13、保证在 其工作压力下使用安全可靠。4. 2. 3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。4.锥形胶芯环形防喷器工作原理及主要结构特点（如FHZ54-14型见图3）4. 1工作原理4. 1.1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3）4. 1. 2当发现井涌需要封井时，从液压控制装置输来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，活塞又推动呈锥而的密封胶芯上行，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而及防磨耗板向上、向井 口中心运动，直至支

14、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。4. 2产品结构特点4. 2. 2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： 顶盖密封部位：在顶盖上,封隔井压与开 启腔压力。4. 2. 4壳体与顶盖的连接采用20块爪盘连接 （如图3）,连接可靠，壳体受力均匀，装拆方便，

15、在每件爪盘螺钉上设有二处“0”形 密封圈，可防止爪盘与顶盖锈死在一起。4. 2. 5活塞上部内腔为圆锥形，与 放芯锥面直接接触，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；4. 2. 6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3）, 保护顶盖，便于更换。4. 3锥形胶芯密封原理及结构特点4. 3.1胶芯密封原理：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

16、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。4. 3. 2胶芯外侧而呈圆锥面，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7）。图7惟形胶芯外形4. 3. 3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180台肩的 钻杆接头。由于贮胶量大，若放芯损坏不严 重，仍可密封，寿命可测。

17、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。5.安装方法5.1安装：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。5. 2安装后的试压运转：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

18、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。6.使用方法及注意事项6.1环形防喷器配用单独的减压调压阀,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。不得用作封闭空井。6. 4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

19、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。7.维护与保养7.1 维护与保养注意事项6.2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，一则放芯容易过早损坏，二则无锁紧装置。非特殊情况,卡死,6.3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6.5每次打开后，必须检查是否全开，以防挂坏胶芯.6. 6严禁用打开防喷器的办法来泄井内压力。6.7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。6.8注意，

20、保持液压油清洁。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而，然后在螺栓孔、垫环槽、顶盖内球而、活塞支撑而等处，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。匚* 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,所有橡胶务件，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。“0”型圈不得挂于木桩上：# 不得接触腐蚀介

21、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。7. 2胶芯的更换7. 2.1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。722若在井场更换胶芯，应按下述步骤操作：1 .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。2 .更换后必须重新试压，检验胶芯的密封能。3 .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8）,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，

22、换上割开的新胶芯，以解急需。4 .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铝润滑脂。图8井口有钻具时更换胶芯7. 3修理与更换7. 3. 1球形胶芯环形防喷器（见图9环形防喷器零件分解图）顶盖、接 合环与活 塞的拆 卸：L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：3.在胶芯上装上吊环螺钉，用 绳索将胶芯吊出；4 .用起吊工具缓慢吊起接合环;2 .楔形块连接的防喷器应先松开 序2螺母，用序1拆卸螺钉顶出 序4压紧圈，然后用撬杠取出序 5楔形块（见图10 FH35-70/105 环形防喷器零件分解图）:5.

23、用油泵或棉布将壳体内的油吸出：7. 3. 2锥形胶芯环形防喷器(见图11 FHZ54-14型环形防喷器零件分解佟I)1.首先应将壳体上的二个进出油 口上的丝堵卸下，拆下序20螺 钉和序21顶盖夹头，拧出序17 支护螺钉及序16爪盘螺钉，用 起吊工具打开顶盖。3 .用油泵或棉布将壳体内的油吸出.4 .用起吊工具缓慢吊起活塞。5,用接长内六角(S=10, S=14)扳手拆下序13, 9螺钉,2.在胶芯上装上吊环螺钉, 用绳索将胶芯吊出6 ,取出序11外体部套筒 和序14内体部套筒。拆卸后的 检查部位 和修复方 法：L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，

24、可用细的砂皮或油石修复；若有严重磨2.检查装在顶盖内的防磨耗板，如磨损严重应及时更换.损、裂纹、凹坑等缺陷，应按SY/T6160标准进行修理或更换新件。3.各密封槽：检查密封槽，若有凹坑，应用细的砂皮或油石修复。4其余与7. 3. 1球形胶芯环形防喷器相同,7. 4环形防喷器装配图9环形防喷器（球形胶芯）零件分解图表2环形防喷器（球形胶芯）零件名称与零件代号对照表序 号名称数量产 品型号FH18-35FH28-35FH28-35/70FH35-35FH35-35/701壳体1FH1835-02FH2835. 03-00FH2835/70 .01-00FH3535. 04-00FW1305-17

25、2顶盖1FH1835-03FH2835-05FH2835-05FH3535-03AFW1305-05A3活塞1FH1835-18FH2835-14FH2835-14FW1305-12AFW1305-12A-1接合环1FH1835-10FH2835-14FH2835-UFW1305-10AFW1305-10A5胶芯1FH1835-06-00FH2835-11FH2835. 09-00FW1305. 06-00AFW1305. 06-00A6螺栓24FH1835-08FH2835. 09-00FH2835-01FW1305-04FW1305-047盖形螺母24FH1835-07FH2835-04F

26、H2835-07FW1305-03FW1305-038活塞内密封圈2FH1835-14FH1835-15FH2835-18FH2835-19FH2835-18FH2835-19FW1305. 13-00FW-1305.13-009耐磨环1付FH1835-16FH2835-23FH2835-23FW1305-14FW1305-1410活塞外 密封圈2FH1835-19FH1835-20FH2835-20FH2835-21FH2835-20FH2835-21FW1305. 16-00FW1305. 16-0011接合环内密封圈2FH1835-12FH1835-13FH2835-15FH2835-1

27、6FH2835-15FH2835-16FW1305. 11-00FW1305. 11-0012。型密封圈1FH1835-UFH2835-12FH2835-12FW1305-09FW1305-0913。型 密封圈1FH1835-09FH2835-10FH2835-10FW1305-07FW1305-0714耐磨环2付FH1835-17FH2835-17FH2835-17FW1305-15FW1305-1515接头2FH2835-13FH2835-1316Z1"丝堵2FH2835-22FH2835-22FH2835-22FH2835-22FH2835-2217卸扣4卸扣6. 8卸扣6.

28、8卸扣9卸扣9180型 密封圈2485X5.785X5.719。型 密封圈1一一FW1305-08FW1305-08环形防喷器使用手册第13页共19页图11FHZ54-14型环形防喷器零件分解图表3 FH35-70/105型环形防喷器零件名称与零件代号对照表序D名称数量零件代号1拆卸螺钉12FH3570-192螺母12FH3570-033双头螺栓12FH3570-024压紧困1FH3570-015楔形块12FH3570-056顶盖1FH3570-067螺钉M12X3012GB70-768密封胶芯1FH3570-079组合密封圈1FH3570-09100型密封图1FH3570-0811组合密封图2FH3570-11-012挡泥环1FH3570-1013减摩环2FH3570-1514组合密封图2FH3570-14-015螺钉M36X808（12.9 级）16吊耳4FH3570-0417卸扣4JB8112-199918组合密封圈2FH3570-12-019减摩环1FH3570-1620壳体1FH3570-1821接头4FH3570-1322