环形防喷器的说明书.docx
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环形防喷器的说明书
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□II—C3I/I
I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,通径为少346.1mm,(137/),额定工作压力为35MPa,底部连接法兰额定工作压力为70MPa.
•“FHZ54-14”表示:
该环形防喷器为锥形胶芯,通径为539.8mm(217),额左工作压14MPa,底部连接法兰额d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宜方能使用,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:
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〉
””1顶盖
2球形胶芯
—接合环
—^一4活塞
5壳体
6密封件
图1FH35-35/70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_-一3楔形块
一-4球形胶芯5挡泥环
'6密封件
7f7活塞
8壳体
2防磨耗板
3锥形胶芯
-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3FH54-14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
FH18-35
FH28-35
FH28-35/70
通径mm(in)
179.4(71/16)
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L
12.8
58
58
油缸关闭腔容量L
18.8
72
72
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
M36X3
M48X3
M48X3
垫环
R46
R54
R54
底部
连接
形式
底部
法兰
螺栓
M36X3
M48X3
M45X3
垫环
R46
R54
BX158
液控连接规格
Zl"X2
净重量kg
1572
1300
4423
重心
(下法兰中心为原点)
338
462
468
产品外形尺寸mm
A
737
1138
1138
H
790
1081
1096
装箱外形尺寸
(长X宽X(Wj)mm
1380X940
X1195
1500X1310
X1640
1500X1310
X1640
毛重kg
1755
1560
4683
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
FH35-35
FH35-35/70
FH35-70/105
FHZ54-14
通径mm(in)
346.1(137s)
539.8(2171)
额定工作压力MPa(Psi)
35(5000)
70(10000)
14(2000)
液控压力MPa
W10.5
油缸开启腔容量L
71.3
71.3
124
72
油缸关闭腔容量L
93.5
93.5
152
118
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
M42X3
M42X3
M48X3
M42X3
形式
垫环
BX160
BX160
BX159
R73
底部连接
底部
法兰
形式
螺栓
M-12X3
M48X3
M58X3
M42X3
垫环
BX160
BX159
BX159
R73
液控连接规格
Z1"
X2
Z1"(2")X4
Zl"(l72*)X2
净重量kg
6517
6843
11760
6780
重心
(下法兰中心为原点)
496
525
910
744
产品外形尺寸
A
1270
1270
1640
1516
mm
H
1160
1227
1631
1337
装箱外形尺寸
1560X1380
1620X1380
22002100
(长X宽X高)mm
X1700
X1700
X2310
毛重kg
6773
713S
16600
注:
上下连接法兰尺寸均符合API
Spec16A钻井通道设备规范
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)
额左工作压力大于等于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2)
当发现井涌需要封井时,从液压控制装苣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。
当髙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,作用在胶芯球而上的挤压力消除,胶芯在本身弹性力作用下逐渐复位,达到开井的目的。
3.2.2活塞的径向断而“Z”
3.2・3额泄工作压力
形,行程短,高度低,活塞
小于等于35MP&的
大径圆柱面上装有二道耐磨
环形防喷器,壳体
环,壳体与活塞内径相配合
与顶盖采用法兰螺
的圆柱面上也装有一道耐磨
栓连接(如图1),
环,它避免了活塞运动过程
螺母采用盖形螺
中与壳体的直接接触,保护
母,可防止螺母与
壳体和活塞。
耐磨环磨损以
螺拴锈死在一起,
后,可以更换。
易于拆装。
3.2产品结构特点
3.2.1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NACEMR-01-75规定,适用于酸性介质的工况要求,并经过特泄的热处理,在产品制造过程中按API16A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。
3.2.4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,封隔汕缸开关两腔压力:
•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O
3.
2.6顶盖呈半球形,无应力集中现象。
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^NACEMR-01-75规定,适用于酸性介质的工况要求,并经过特泄的热处理,在产品制造过程中按API16A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。
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髙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而及防磨耗板向上、向井口中心运动,直至支承筋间橡胶被挤岀而抱紧钻具或全封闭井口,达到封井的目的。
肖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,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,与胶芯锥而直接接触,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而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,迫使胶芯沿活塞锥而及防磨耗板向上、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。
4.3.2胶芯外侧而呈圆锥而,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巻(见图7)。
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,英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F,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,多挤岀贮备橡胶来填补,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.
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。
2安装后的试压运转:
环形防喷器安装好后应牢靠固泄,要和整套井口装宜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。
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龙的比例关系,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。
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。
寸|
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,一则胶芯容易过早损坏,二则无锁紧装置。
非特殊情况,不得用作封闭空井。
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,以防胶芯卡死。
6.5每次打开后,必须检查是否全开,以防
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,保持液压油淸洁。
匚*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,淸除防喷器外部和内腔的脏物,检査各密封件及配合而,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。
匚>经常检査各处螺钉松动情况,发现松动及时拧紧。
匚》要保持液压油的清洁,防止脏物进入汕缸,以免拉坏汕缸、活塞。
所有橡胶备件•均应按下列规圧合理存放:
#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I:
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,最好平放于木箱内匚“0”型圈不得挂于木桩上:
#不得接触腐蚀介质,要远离电机、髙压电气设备,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),割而要平整,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。
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)
1•应将壳体上的二个进出油口上的绞堵卸下,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:
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10FH35-70/105
环形防喷器零件分解图);
6•用起吊工具缓慢吊起活塞。
7.3.2锥形胶芯环形防喷器(见图11FHZ54-14型环形防喷器零件分解图)
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二10,S=14)扳
手拆下序13,9螺钉。
2.在胶芯上装上吊环螺钉,
用绳索将胶芯吊岀
6•取出序11外体部套筒和序14内体部套简。
拆卸后的检査部位和修复方法:
1•活塞内锥而:
检查活塞内锥而与胶芯接触之密封而的伤痕情况,若
伤痕是很浅的线状摩擦伤,可用细的砂皮或油右修复;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:
检査密封
槽,若有凹坑,应用细
的砂皮或汕右修复。
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
数虽
产品型
号
FH18-35
FH28-35
FH28-
35/70
FH35-35
FH35-
35/70
1
壳体
1
FH1835-02
FH2835.03
-00
FH2835/70
・01-00
FH3535.04
-00
FW1305-17
2
顶盖
1
FH1835-03
FH2835-05
FH2835-05
FH3535-
03A
FW1305-
05A
3
活塞
1
FH1835-18
FH2835-11
FH2835-14
FW1305-
12A
FW1305-
12A
•1
接合环
1
FH1835-10
FH2835-11
FH2835-U
FW1305-
10A
FW1305-
10A
5
胶芯
1
FH1835-
06-00
FH2835-11
FH2835.09
-00
FW1305.06
-00A
FW1305.06
-00A
6
螺栓
24
FH1835-08
FH2835.09
-00
FH2835-01
FW1305-04
FW1305-04
7
盖形螺僚
24
FH1835-07
FH2835-04
FH2835-07
FW1305-03
FW1305-03
8
活塞内
密封圈
2
FH1835-14
FH1835-15
FH2835-18
FH2835-19
FH2835-18
FH2835-19
FW1305.13
-00
FW-1305.
13-00
9
耐磨环
1付
FH1835-16
FH2835-23
FH2835-23
FW1305-14
FW1305-14
10
活塞外
2
FH1835-19
FH2835-20
FH2835-20
FW1305.16
FW1305.16
密封圈
FH1835-20
FH2835-21
FH2835-21
-00
-00
接合环
2
FH1835-12
FH2835-15
FH2835-15
FW1305.11
FW1305.11
11
内密封圈
FH1835-13
FH2835-16
FH2835-16
-00
-00
12
0型
密封圈
1
FH1835-U
FH2835-12
FH2835-12
FW1305-09
FW1305-09
13
0型
密封圈
1
FH1835-09
FH2835-10
FH2835-10
FW1305-07
FW1305-07
14
耐磨环
2付
FH1835-17
FH2835-17
FH2835-17
FW1305-15
FW1305-15
15
接头
2
—
FH2835-13
FH2835-13
—
—
16
Z广丝堵
2
FH2835-22
FH2835-22
FH2835-22
FH2835-22
FH2835-22
17
卸扣
4
卸扣6.8
卸扣6.8
卸扣9
卸扣9
18
0型
密封圈
24
—
—
—
85X5.7
85X5.7
19
0型密封圈
1
—
—
FW1305-08
FW1305-08
表3FH35-70/105型环形防喷器
零件名称与零件代号对照表
序号
名称
数
量
篆件代号
1
拆卸螺钉
12
FH3570-19
2
螺母
12
FH3570-03
3
双头螺栓
12
FH3570-02
4
压紧圈
1
FH3570-01
5
楔形块
12
FH3570-05
6
顶盖
1
FH3570-06
7
螺钉M12X30
12
GB70-76
8
密封胶芯
1
FH3570-07
9
组合密封圈
1
FH3570-09
10
0型密封圈
1
FH3570-08
11
组合密封圈
2
FH3570-11-0
12
挡泥环
1
FH3570-10
13
减摩环
2
FH3570-15
14
组合密封圈
2
FH3570-14-0
15
螺钉M36X80
8
(12.9级)
16
吊耳
4
FH3570-04
17
卸扣
4
JB8112-1999
18
组合密封圈
2
FH3570-12-0
19
减摩环
1
FH3570-16
20
壳体
1
FH3570-18
21
接头
4
FH3570-13
22
油塞
4
F02-15
23
活塞
1
FH3570-17
图10FH35-70/105型环形防器零件分解图
1
2
3
4、
5
2
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
—22
23
24
19
表4FHZ54-14型环形防喷器零件名称与零件代号对照表
一序号
零件名称
数量
零件代号
1
顶盖
1
FHZ5414-03
2
0型密封圈
2
FHZ5414-09
3
密封圈
2
FHZ5414-08
4
防磨耗板
1
FHZ5414-01
5
螺栓M12X35
6
GB5783-86
6
密封胶芯
1
FHZ5414-02-00
7
密封圈
2
FHZ5414-15
8
活塞
1
FHZ5414-13
9
螺栓M20X80
16
GB70-85
10
密封圈
2
FHZ5414-12
11
外体部套简
1
FHZ5414-14
12
0型密封圈
1
FHZ5414-17
13
螺栓M12X45
16
GB70-85
14
内体部套简
1
FHZ5414-16
15
爪盘
20
FHZ5414-05
16
爪盘螺钉
20
FHZ5414-06
17
支护螺钉
20
FHZ5414-07
18
0型圈25X
2.65
20
GB3452-1-82
19
0型圈53X
5.3
20
GB3452-1-82
20
螺钉M12X70
4
GB70-85
21
顶盖夹头
4
FHZ5414-04
22
壳体
1
FHZ5414-11-0
23
油塞
2
F02-15
24
转换接头
2
FHZ5414-10
图11FHZ54-14型环形防喷器
零件分解图
8.常见故障处理方法(参见图9〜11环形防喷零件分解图)
序号
故障现象
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
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