闸板防喷器.ppt

1、井控设备-闸板防喷器,主要内容,功用 类型 结构和工作原理 密封原理及其特点 主要部件的特点 使用及管理 组合安装 复习题,一、闸板防喷器的功用,、当井内有钻具(或其它管材时)，能封闭套管与钻具之间的环形空间； 2、当井内无钻具时，能全封闭井口； 、可以长期封井,4、在封闭情况下，可通过壳体旁侧出口所连接的管汇，进行钻井液循环、节流放喷、压井作业；,5、在特殊情况下，可切断钻具，并达到封井的目的 6、可悬挂钻具。,7、封井后，在两个单闸板防喷器的配合下，可以进行强行起下钻作业,二、类型,按壳体内闸板室数量分：,单闸板防喷器壳体只有1个闸板室，只能安装一副闸板；,双闸板防喷器壳体有2个闸板室，可

2、安装两副闸板；,三闸板防喷器壳体有3个闸板室，可安装三副闸板。用其代替单、双闸板防喷器可减小安装高度,二、闸板防喷器的结构和工作原理,闸板防喷器的结构和工作原理,闸板防喷器主要由壳体、侧门、油缸、活塞与活塞杆、锁紧轴、端盖、闸板等部件组成。,闸板防喷器的结构和工作原理,闸板防喷器的结构和工作原理,当高压油进入左右油缸关闭腔时，推动活塞、活塞杆，使左右闸板总成沿着闸板室内导向筋限定的轨道，分别向井口中心移动，达到封井的目的。当高压油进入左右油缸的开启腔时，左右两个闸板总成分别向离开井口中心的方向移动，达到打开井口的目的。闸板开和关的方向是由换向阀控制的。一般在38秒内即能关闭，满足钻井工艺的需要

3、。,密封原理及其特点,闸板前部与钻具的密封； 闸板前部装有前部橡胶，依靠活塞推力，前部橡胶抱紧管子实现密封,密封原理及其特点,闸板顶部与壳体的密封 闸板上平面装有顶部橡胶，在井口高压井液作用下，顶部橡胶紧压壳体凸缘，使井液不致从顶部通孔溢出。,井压助封 井液压力作用在闸板底部，推举闸板，使闸板顶部与壳体凸缘贴紧。显然，井液压力愈高闸板顶部与壳体的密封效果愈好，这就是所谓井压对闸板顶部的助封作用。 井液压力也作用在闸板后部，向井眼中心推挤闸板，使前部橡胶紧抱井内管子，这就是井压对闸板前部的助封作用。,壳体与侧门间的密封 侧门与壳体的接合面上装有密封圈。侧门紧固螺栓将密封圈压紧，使井液不致从此处泄

4、漏。该密封圈并不磨损但在长期使用中将老化变质，故应按规定使用期限，定期更换。,壳体与侧门间的密封,侧门腔与活塞杆间的密封 侧门腔与活塞杆之间的环形空间装有密封圈，防止高压井液与液压油窜漏。一旦高压井液冲破橡胶密封圈，井液将进入油缸与液控管路，使液压油遭到污染并损伤液控阀件。闸板防喷器工作时，活塞杆做往复运动，密封圈不可避免地会受到磨损，久之易导致密封失效。在封井情况下密封圈失效时，为了紧急恢复其密封效能，此处又附设有二次密封装置。,侧门腔与活塞杆间的密封,闸板轴与侧门之间的密封装置分为两部分， 一部分是密封井压，一部分是密封液控的油压， 二次密封机构位于这两部分之间。一般情况下， 该处的密封是

5、十分可靠的，因为有多重结构的 密封圈，以及中间O形密封圈的辅助密封。,注意,W形密封圈具有方向，两组密封圈 的安装方向相反,二次密封 活塞杆密封失效时，井内介质或液压油会从观察孔中流出，此时，就可以利用二次密封装置注入塑料密封脂，让其进入密封面，形成强制密封。,操作步骤 卸下六角螺塞，用专用扳手顺时针旋拧孔内螺钉，迫使棒状二次密封脂通过单向阀、隔离套径向孔进入密封圈的环隙,注意事项： 为防止长期不用防喷器时二次密封发生固化失效，所以在防喷器出厂时不装二次密封脂棒，并且在平时防喷器不使用期间也不安装二次密封脂棒。只是在上井前将其装入，并在完井检修时将其取出，将该处清洗干净。 预先填放好二次密封脂

6、，专用扳手妥为存放以免急需时措手不及。 闸板防喷器投入使用时应卸下观察孔螺塞并经常观察有否钻井液或油液流出。 密封圈失效后压注二次密封脂不可过量，以观察孔不再泄漏为准。二次密封脂摩擦阻力大而且粘附砂粒，当活塞杆回程时对活塞杆损伤较大，二次密封脂的压注量切忌多多益善。开井后应及时打开侧门对活塞杆与其密封圈进行检修。,五、主要部件的结构特点,1、壳体 壳体是闸板防喷器的主体，是承受高压的重要零件。一般壳体近似方形，中间有通过钻具的垂直通孔，及闸板水平运动的闸板室。壳体外部有的铸有加强筋，使重量减轻。在壳体中部和下部垂直通孔园筒部位开有旁侧法兰孔，以便需要时进行循环钻井液，当闸板关闭后，可进行封井状

7、态下的其它作业。壳体均采用合金钢铸造和锻造成型。,2、闸板,闸板的类型： 半封闸板（管子闸板）防喷器。使用时应 与管柱本体尺寸一致； 全封闸板（盲眼闸板）防喷器；,剪切闸板,整体式剪切闸板,分体式剪切闸板,剪切闸板防喷器,变径闸板 顶密封和前密封为分 体结构，拆装方便； 设计有防止前密封反 装结构； 可直接与普通闸板总 成互换；,骨架承载面相互搭 接，后部相互钩连， 橡胶始终处于封闭状态，使用寿命长； 骨架材质为不锈 钢，避免锈蚀卡死；,闸板特点 闸板由闸板体、压块、橡胶胶芯等组成。闸板有单面闸板与双面闸板两种类型。闸板胶芯磨损后可以更换。当钻杆尺寸改变时半封闸板亦应更换。更换半封闸板尺寸时，

8、双面闸板可以只换压块与胶芯，闸板体继续留用；单面闸板则需更换全套闸板总成。双面闸板的胶芯其上下面是对称的，在使用中当上平面磨损后，其下平面也必将擦伤，因此双面闸板的胶芯并不能上下翻面，重复安装使用,闸板特点 浮动性 闸板总成与壳体的闸板室有一定的间隙，允许闸板在闸板室内上下浮动。当闸板缩回到全开位置时，闸板上部胶皮不接触闸板室顶部密封面底部高的支承筋和顶部密封面均有渐缓的斜坡，能保证在达到密封位置之前，闸板与壳体间有充分间隙，实现密封时闸板前端橡胶首先接触钻具，在活塞推力下，硫化于前端橡胶上的垫铁将橡胶挤向密封部位，封紧钻具。对于压块与闸板体分成两体的闸板总成，继续施加关闭压力，压块与闸板体间

9、的橡胶被挤压向上突起，贴紧在闸板室顶部的密封突台面，从而完成全部密封。当闸板开启时，顶部密封橡胶脱离壳体凸台面，缩回到闸板平面内，继续打开闸板，闸板沿支承筋斜面退至全开位置。 闸板这种浮动特点，即保证了密封可靠，减少橡胶磨损，延长胶芯使用寿命，又减少了闸板移动时的摩擦力,自动清砂 闸板室底部有两条向井眼倾斜的清砂槽，当闸板开关动作时，遗留在闸板室底部的泥砂，被闸板排入清砂槽滑落井内。闸板防喷器的这种自动清砂作用防止了闸板的堵塞，减少了闸板的运动阻力与磨损。,自动对中 为了保证闸板与钻具间密封可靠，闸板的前端制有相互突出的导向块，可插入对面闸板的凹槽内，这样导向块斜面在关井时钻具不居中的情况下对

10、钻具产生一向心推力，使钻具移向井口中心,闸板防喷器的侧门 闸板防喷器有绕上下铰链座转动的侧门，平时侧门靠螺栓紧固在壳体上。当拆换闸板；拆换活塞杆盘根；检查闸板以及清洗闸板室时，需要打开侧门进行操作。,拆换闸板的操作顺序 由于闸板损坏或是钻杆尺寸更换，常在井场进行拆换闸板作业。拆换闸板操作顺序如下： 检查蓄能器装置上控制该闸板防喷器的换向阀手柄位置，使之处于中位。 拆下侧门紧固螺栓，旋开侧门。 液压关井，使闸板从侧门腔内伸出。,拆下旧闸板，装上新闸板，闸板装正、装平。 液压开井，使闸板缩入侧门腔内。 在蓄能器装置上操作，将换向阀手柄板回中位。 旋闭侧门，上紧螺栓,侧门开关守则 为了安全作业，保护

11、设备完好无损，在需要开关侧门时应遵守以下规定： 侧门不应同时打开。 拆换闸板或其它作业时，须待一方侧门操作完毕，固紧螺栓后，再在另一方侧门上进行操作。这样，闸板防喷器的质量中心偏斜较小，对井口防喷器组法兰连接的密封性影响较小，否则将使防喷器组的的质量中心沿井架前后大门方向严重偏斜，致使防喷器的法兰螺栓一方遭受拉伸，而破坏法兰连接的密封性。,侧门未充分旋开或未用螺栓固紧前，都不许进行液压关井动作。 在这种情况下，如果进行液压关井动作，由于侧门向外摆动，闸板必将顶撞壳体以致蹩坏闸板，蹩弯活塞杆。 旋动侧门时，液控压力油处于卸压状态。 侧门与铰链座连接处装有“O”型密封圈，侧门旋动时，密封圈会受到磨

12、损。虽然侧门的旋动只是缓慢地摆动大于900的角度而已，但在液控油压的高压条件下，密封圈还是容易磨损的。密封圈磨损后将导致液压油剌漏。为了防止密封圈过早损坏，在侧门旋动时，管路里的液控油压尽可能的低，即液控压力油应卸压。,侧门打开后，液动伸缩闸板时须挡住侧门。 闸板伸出或缩入动作时，侧门上也受有液控油压的作用，侧门会绕铰链旋动，为保证安全作业，应设法将侧门稳固住。,闸板防喷器的锁紧装置,所有闸板防喷器均设有锁紧装置。锁紧装置分手动锁紧和液压锁紧两种方式。陆上钻井队所用国产闸板防喷器都带有手动机械锁紧装置。,手动机械锁紧装置的功用 当液压失效时,可以手动关井; 当闸板防喷器进行较长时间封井时 可以

13、锁紧闸板,卸去控制油压.,使用时注意：手动锁紧装置只能关闭闸板，不能打开闸板。 锁紧后要打开闸板，必须手动解锁到底后，再用液压打开闸板。,手动机构锁紧装置的组成 手动机械锁紧装置由锁紧轴、操纵杆、手轮、万向接头等组成。锁紧轴与活塞以左旋梯形螺纹（反扣）连接。平时锁紧轴旋入活塞，随活塞运动，并不影响压关井与开井动作。锁紧轴外端以万向接头连接操纵杆，操纵杆伸出井架底座以外其端部装有手轮。,闸板的锁紧与解锁原理 闸板锁紧的方法是靠人力按顺时针方向同时旋动两个手轮，使锁紧轴从活塞中伸出，直到锁紧轴台肩紧贴止推轴承处的挡盘为止，这时手轮也被迫停止转动。这样，闸板就由锁紧顶住（锁住），封井作用力由锁紧轴提

14、供，而无需液油压。 闸板解锁的方法是靠人力按逆时针方向同时旋转两个手轮，直到锁紧轴完全缩入活塞中，轴上台肩到位为止，这时手轮也被迫停止转动。,锁紧与解锁操作要领,锁紧： 顺旋到位回旋1412圈 解锁： 逆旋到位回旋1412圈,闸板防喷器在现场使用时机械锁紧的判断 国产闸板防喷器的在闸板关井后其机械锁紧情况从外观上是很容易判断的。防喷器的端盖孔内装有密封圈，锁紧轴经常相对于密封圈往复运动磨擦，致使锁紧轴外露端有较长一段无锈蚀、颇为光亮。当闸板防喷器关井后，观察锁紧轴的外露端，如果看到锁紧轴的光亮部位露出，锁紧轴外伸较长即可断定为防喷器业已机械锁紧，关井操作是正确的；如果看到锁紧轴光亮部位隐入，锁

15、紧轴外伸较短则可断定为尚未机械锁紧，这种情况一般是不允许的。 观察操纵杆位置的前井或后退的变化同样可以判断防喷器的机械锁紧情,液压关井操作步骤： 液压关井在钻台上操作空气换向阀进行关井动作。 手动锁紧 液控压力油卸压在蓄能器装置上操作换向阀使之处于中位（这时液控油源被切断，管路压力油的高压被卸掉）。,液压开井操作步骤 手动解锁 液压开井在蓄能器装置上操作换向阀使之处于开位。 液控压力油卸压在蓄能器装置上操作换向阀使之处于中位。,手动关井的操作步骤 操作蓄能器装置上换向阀使之处于关位。 手动关井顺时针旋转两操纵杆手轮，将闸板推向井眼中心，手轮被迫停转后再逆时针旋转两手轮各1/41/2圈。 操作蓄

16、能器装置上换向阀使之处于中位 手动关井操作的实质即手动锁紧操作。,1998年1月5日16:30钻至井深2525.00米时,司钻发现放空0.3m，泵压由15.5MPa降为13MPa，就一边上提钻具，一边组织人员关井，等到关井时才发现远控台压力为零，电动油泵发生故障打不上压。组织人员手动关井 。由于手动关井时远控台三位四通换向阀没有打到“关”位，防喷器不能回油，扳断了几把大管钳都没能把井关上，最终导致失控，后期抢险人员上井后，将三位四通换向阀打到“关”位，轻松实现关井。,王新8井井喷,五 闸板防喷器的正确使用及管理 1、全封闸板最好装在半封闸板之上，当半封闸板在控制溢流、井喷过程中，因损坏而不能发

17、挥其正常功能时，可安全方便地将全封闸板换成半封闸板 2、井中有钻具时，不得用全封闸板封井，应用半封闸板封钻具本体；,3、防喷器中正在使用的闸板，在现场至少要有一副相同规格尺寸的备用件，一旦所装闸板损坏，能及时更换。 4、防喷器用完后，应使闸板处于全开位置，以便检修保养。,5、严禁用打开闸板的方法来泄井内压力； 6、每次打开闸板前，应检查手动锁紧装置是否解锁到底；打开后要检查是否全开(闸板总成后退到体内)，不得停留在中间位置，以防钻具碰坏闸板。 7、若闸板关井遇阻过大，在正常控制压力10.5Mpa关不了井时，可直接用21Mpa关井，若此油压力仍不能驱动闸板，可进行超高压控制强行关井，但等关井后对闸板防喷器要进行全面检修；,8、钻达目的层后，每次起下钻前应对闸板闸板防喷器开关一次，检查开关是否灵活，并检查手动锁紧装置是否开关灵活。 9、闸板防喷器关闭后，在关井套压不超过14MPa情况下，允许以不大于0.2m/s的速度上下活动钻具，但不准转动钻具或过钻具接头。 10、配装有环形防喷器的井口防喷器组，在发生井喷紧急