FZ35105闸板防喷器.docx

1、FZ35105闸板防喷器使用说明书FZ35-105闸板防喷器华北石油荣盛机械制造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

2、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三闸板防喷器通径代号见下表表 1通径代号通径规格通径代号通径规格18748182395320281154213513682643167630额定工作压力：共有六个等级，见下表表 214MPa（2,000psi），21MPa(3,000psi)35MPa(5,000psi)70MPa(10,000psi)105MPa(15,000psi)140 MPa(20,000psi)2.金属材料的温度等级：表 3温度等级代号API代码工作温度围T7575-59121(-7550 F)T2020-29121(-20

3、250 F)T000-18121(0250 F)3.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） A 15F(-26) A 180F(82) B 0F(-17.8) B 200F(93)C 10F(-12.2) C 220F(104) D 20F(-6.7) D 250F(121) 如AB代表-2693的温度级别,具体的温度级别在密封件上有代码标记。 2.2.闸板防喷器的技术参数闸板防喷器的技术参数见下表：表 4 闸板防喷器技术参数项目单闸板防喷器双闸板防喷器型号FZ35-1052FZ35-105重量8,260 Kg(18,360

4、lb)14,930 Kg(33,180 lb)通径346.1 mm (13 5/8)静水压试验压力157.5MPa (22,500psi)额定工作压力105 MPa (15,000psi)液控额定工作压力21 MPa（3,000psi）推荐液控操作压力8.410 .5MPa(1,2001,500psi)开启一副闸板所需油量37 L关闭一副闸板所需油量42 L侧出口规格2 9/16-15,000psi温度等级T20(-29121)说明：防喷器的设计、制造均按照API Spec 16A规。防喷器部接触井液的部位抗硫化氢应力腐蚀，满足NACE MR-0175要求。表 5 可配备闸板规格全封,2 3/

5、8,2 7/8,3 1/2,4 1/2,5,5 1/2, 6 5/8, 7,7 5/8,9 5/8,2 7/85变径,剪切闸板。图 1 FZ35-105单闸板防喷器图 2 防喷器侧门打开状态图 3 2FZ35-105双闸板防喷器3.工作原理3.1.闸板开关动作原理图 4 闸板开关和侧门开关液压油路图当液控系统高压油进入左右液缸闸板关闭腔时，推动活塞带动闸板轴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，推动活塞带动闸板轴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秒即可完成开、关动作。图 5 闸板防喷器结构

6、图3.2.井压密封原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。4.主要零部件结构及特点4.1.结构特点壳体、侧门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

7、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。壳体闸板腔采用长圆形，减少应力集中。侧门开关和闸板开关均采用液压驱动，并且是同一油路。侧门打开和关闭闸板是同一油路、同一操作；而侧门关闭和打开闸板是同一油路、同一操作。闸板总成：闸板采用长圆形整体式，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 6 管柱闸板表 6：闸板总成零件表序号123名称闸板总成闸板体顶密封前密封数量闸板规格111全 封RJ11187.26.01RJ11187.26.01.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.01.022 3/8RJ1118

8、7.26.02RJ11187.26.02.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.02.022 7/8RJ11187.26.03RJ11187.26.03.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.03.023 1/2RJ11187.26.04RJ11187.26.04.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.04.024 1/2RJ11187.26.05RJ11187.26.05.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.05.025RJ11187.26.06RJ11187.26.06.03RJ11187.06.01.01R

9、J11187.06.06.025 1/2RJ11187.26.07RJ11187.26.07.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.07.026 5/8RJ11187.26.08RJ11187.26.08.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.08.027RJ11187.26.09RJ11187.26.09.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.09.027 5/8RJ11187.26.10RJ11187.26.10.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.10.029 5/8RJ11187.26.11RJ11187

10、.26.11.03RJ11187.06.01.01RJ11187.06.11.024.2.剪切闸板图 7 剪切闸板表 7 剪切闸板零件明细表：序号件号名称数量备注1RJ11187.06.01.01A剪切闸板顶密封2与普通闸板的顶密封不同2RJ11187.10.05剪切闸板刀体密封13RJ11187.10.03剪切闸板上闸板体14RJ11187.10.01剪切闸板侧密封I25RJ11187.10.02剪切闸板侧密封II26RJ11187.10.04剪切闸板下闸板体1剪切闸板由上下闸板体、顶密封、侧密封I、侧密封II和刀体密封组成。刀体密封装在燕尾槽，两侧挡有侧密封。剪切闸板在防喷器的安装与普通闸

11、板相同，不需要改动防喷器的任何部位。！注意：剪切闸板顶密封与普通闸板的顶密封不同，在安装时注意顶密封与前密封（或侧密封）的两角搭界处就可以明显看出。普通闸板的顶密封与剪切闸板的侧密封的两角搭界处将发生干涉，而剪切闸板的顶密封与普通闸板的前密封不能完全搭界接。剪切闸板操作参数：液控关闭压力14MPa，最大为21MPa；可剪切5，G-105级，壁厚9.19mm的钻杆，剪切液控关闭压力14MPa；可密封最大工作压力105 MPa。！注意：剪切闸板不具有抗硫化氢的能力，在有硫化氢的环境中慎用。4.3.闸板轴密封机构侧门与闸板轴之间采用双向密封，用W形组合密封圈密封井压，用Y形密封圈密封液控压力。参见图

12、8表 8：闸板轴密封机构零件表序号件号名称数量1GB893-86挡圈13522FZ897.1.15支撑环23FZ897.1.12W形密封圈A84FZ897.1.13压圈A25GB1235-76O形密封圈1303.126FZ897.1.14支承密封套17GB1235-76O形密封圈1153.12图 8 闸板轴密封结构4.4.二次密封机构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。但有时由于长期没有检修或其它原因导致该处密封圈损坏，就会在封井时

13、发生泄漏，这时就需要二次密封机构进行紧急处理。在封井工况下，如果观察孔（在侧门的下部）有流体流出，这就表明密封圈已损坏，可以根据流体的性质判断是封井压、还是封油压的密封圈损坏。此时应立即卸开上部的注脂孔的螺塞，用六角扳手顺时针旋转孔的螺钉，将棒状的二次密封脂通过单向阀、支承密封套的径向孔注入到环隙中，实现密封补救。闸板圈的二次密封装置使用注意事项：为防止长期不用防喷器时二次发生固化失效，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。将专用工具预先准备好，以防急需时措手不及。防喷器在使用时应经常观

14、察下部分的观察孔螺塞（其上有小孔）有无钻井液或油液流出。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。二次密封脂磨擦阻力大而且粘附有颗粒物质，当闸板轴回程时对闸板轴损伤较大。表 9：二次密封机构零件表序号件号名称数量1RJ11148.12NPT 1丝堵12RJ11148.13压紧螺塞13二次密封脂14RJ11148.14.00单向阀15RJ11148.21带孔丝堵ZG1/21图 9 二次密封结构4.5.锁紧轴密封机构锁紧轴密封机构参见图10。图 10 锁紧轴密封机构表 10：锁紧轴密封机构零件表序号件 号名 称数 量1GB893-86挡圈13512RJ11187.23止推轴套13R

15、J11187.22W形密封圈34RJ11187.21压圈15RJ11187.20防尘圈座16RJ11187.19防尘圈14.6.闸板手动锁紧机构参见产品结构图。闸板手动锁紧装置由锁紧轴、闸板轴、手控总成组成。手动锁紧装置是靠人力旋转手轮，带动锁紧轴旋转，锁紧闸板。其作用是需要长时间封井时，在液压关闭闸板后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，向右旋转手轮，通过操纵杆带动锁紧轴旋转，由于锁紧轴台阶抵在缸盖上，不能后退，只能驱动闸板轴向井口中心运动，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

16、闸板，这是唯一方法，具体操作方法是：首先向左旋转手轮直至终点，再向回转1/81/4圈，以防温度变化时锁紧轴在解锁位置被卡住，然后用液压打开闸板。4.7.油阀开关油阀装配在缸盖部，主要的作用是控制液压油流入主液缸的闸板关闭腔，阻止闸板的伸出。当用液压打开侧门时，闸板受液压油的作用，将向前伸出，即关闭闸板。为不使闸板伸出，将油阀关闭，即向下拧入拧紧油阀，然后打开侧门，这样就可以使侧门打开而闸板仍处于打开位置，这样就可以取出闸板。具体操作步骤见闸板更换方法。打开油阀时，将油阀顶部拧到和缸盖端面平齐即可。拆卸油阀时，将其一直向外拧就可取出。！注意：在防喷器的正常使用中，油阀应处于打开状态。图 11 油

17、阀结构图 12 油阀关闭状态表 11油阀零件明细表序号名称件号数量备注1阀杆RJ11187.12.0112阀体RJ11187.12.0213O形密封圈21.2X3.55GB3452.1-9214阀芯RJ11187.12.0314.8.侧门密封圈FZ35-105闸板防喷器的侧门密封采用浮动式压力自封结构，见下图。 图 13 侧门密封圈及安装O形密封圈3与壳体表面形成密封，用于密封侧门和壳体之间的间隙；唇形密封圈4用于密封侧门密封圈骨架和侧门密封圈槽的外侧；橡胶弹簧的作用是使侧门密封圈与壳体之间形成压力接触，易于建立初始密封；这样就形成了完整的密封带。当侧门受压时，它与壳体的结合面间将产生间隙，侧

18、门密封圈由于受压差的作用，始终紧贴在壳体表面上，从而补偿这个间隙。这样就形成可靠的密封。因此，这种结构的侧门密封不需要很大的侧门螺栓预紧力。！注意：侧门密封圈是有方向性的，应按照上图的方向安装，即橡胶弹簧应装在骨架端面有横槽的一面，而且这一面在侧门密封圈槽底，唇形密封圈的唇边在侧门密封圈槽底一侧。表 12侧门密封圈总成零件明细表序号名称件号数量侧门密封圈（总成）RJ11187.07.0011侧门密封圈骨架RJ11187.07.0112橡胶弹簧RJ11187.07.0213O形密封圈345X7RJ11187.07.0314唇形密封圈（或O形密封圈345X7）RJ11187.07.04 或RJ11

19、187.07.0315.产品结构及零部件明细5.1.零部件明细参见产品结构图5和图14。图 14表 13零部件明细表序号件号名称数量1RJ11148.02A盖形螺母M39316（32）2RJ11187.01缸盖2（4）3GB3452.1-92O形密封圈32574（8）4见表10锁紧轴密封装置2（4）5RJ11187.16开启侧门活塞杆2（4）6RJ11187.13锁紧轴2（4）7GB3452.1-92O形密封圈505.34（8）8GB3452.1-92O形密封圈1095.38（16）9RJ11187.15缸筒4（8）10RJ11187.09液缸2（4）11ZG3/4丝堵8（16）12RJ111

20、87.04侧门2（4）13RJ11181.14闸板支承杆4（8）14GB3452.1-92O形密封圈715.34（8）15RJ11187.07.00侧门密封圈2（4）16见表6闸板总成17RJ11187.02.00油阀总成2（4）18GB3452.1-92O形密封圈805.34（8）19RJ11187.18关闭侧门活塞杆2（4）20RJ11187.08闸板轴2（4）21RJ11148.15活塞密封圈4（8）22RJ11187.02液缸联接螺栓16（32）24RJ11187.03侧门螺栓8（16）25GB3452.1-92O形密封圈10478（16）26见表9二次密封装置2（4）27见表8闸板轴

21、密封装置2（4）28RJ11703.06.02螺栓M271258（16）29RJ11704.06螺母M278（16）30RJ11187.17盲法兰1（2）31SY5279.3-91垫环BX1531（2）32F9301.29丝堵NPT 1 2（4）33GB/T5781-2000螺栓M16458（16）34F9301.30A油管座2（4）35GB3452.1-92O形密封圈43.73.552（4）36RJ11187.05单闸板壳体137RJ11188.01双闸板壳体138RJ11187.25.00手控总成2（4）注：数量中括号的数字为双闸板防喷器的数量5.2.易损件明细表序号件号名称数量备注1GB

22、3452.1-92O形密封圈32574（8）见表142GB3452.1-92O形密封圈605.34（8）见表143GB3452.1-92O形密封圈1095.38（16）见表144GB3452.1-92O形密封圈805.34（8）见表145GB3452.1-92O形密封圈905.34（8）见表146RJ11148.15活塞密封圈4（8）见表147GB3452.1-92O形密封圈10478（16）见表148GB3452.1-92O形密封圈43.73.552（4）见表149FZ897.1.12W形密封圈A16(32)见表810FZ897.1.13压圈A4(8)见表811GB1235-76O形密封圈1

23、303.14(8)见表812GB1235-76O形密封圈1153.14(8)见表813RJ11187.22W形密封圈6(12)见表1014RJ11187.21压圈2(4)见表1015GB3452.1-92O形密封圈21.2X3.552(4)见表1116RJ11187.07.02橡胶弹簧2（4）见表1217RJ11187.07.03O形密封圈345X72（4）见表1218RJ11187.07.04 或RJ11187.07.03唇形密封圈（或O形密封圈345X7）2（4）见表1219GB1235-76O形密封圈1105.7注：数量中括号的数字为双闸板防喷器的数量关于闸板总成的易损件，参看表6和表7

24、。6.安装、使用及注意事项6.1.使用前的准备工作闸板防喷器安装于井口之后，在使用前应注意检查以下各项工作，进行试运行认为无问题时方可使用。1）检查防喷器是否安装正确：壳体吊装耳在上部；手动锁紧装置要装全，固定好，并在手轮处挂牌标明开关圈数；各处联接螺栓对角依次均匀上紧。2）检查油路连接管线是否与防喷器所标示的开关一致。可由控制台以23MPa的控制压力对每种闸板试开关各两次，以排除油路中的空气，如闸板开关动作与控制台手柄指示不一致，应调整连接管线。3）检查手动锁紧机构是否连接好，手动杆操纵闸板关闭是否灵活好用，并记下关井时手轮旋转圈数，在手轮上挂牌标明。试完后将手轮左旋退回解锁，用液压打开闸板

25、。4）对井口装置进行全面试压，试压标准应按有关井控规程条例执行。试压后对各连接螺栓再一次紧固，克服松紧不均现象，法兰螺栓的上紧力矩见表14或表15。5）检查所装闸板芯子尺寸与井下钻具尺寸是否一致。6）检查各放喷、压井、节流管汇是否联接好。7）防喷器在进行地面检查试验时，应在防喷器加满水，并且开关闸板活动一次，以排除闸板腔闸板后部的空气。表 14螺柱、螺钉连接上紧扭矩推荐值（公制）螺柱、螺钉规格上紧扭矩Nm螺柱、螺钉规格上紧扭矩Nm螺柱、螺钉规格上紧扭矩NmM1280M3331292M5235505M16153M3631737M3837892M20266M3932272M64310885M224

26、24M4232910M70314549M27643M4533654M76318957M303930M4834516M80321565表 15螺柱、螺钉联结上紧扭矩推荐值（英制）螺柱、螺钉规格上紧扭矩ftlb螺柱、螺钉规格上紧扭矩ftlb螺柱、螺钉规格上紧扭矩ftlb1/2-13UNC591 1/4-8UN9532-8UN40605/8-11UNC1131 3/8-8UN12812 1/4-8UN58213/4-10UNC1961 1/2-8UN16762 1/2-8UN80287/8-9UNC3131 5/8-8UN21462 3/4-8UN107311-UN4741 3/4-8UN26953-8UN139821 1/8-UN6861 7/8-8UN33313 1/4-8UN178306.2.使用方法及注意事项1）防喷器的使用要指定专人负责，落实职责，使用者要做到三懂四会（懂工作原理、懂性能、懂工艺流程；会操作、会维护、会保养、会排除故障）。2）当井无管柱，试验关闭管子闸板时，最大液控压力不能超过3MPa，以免损坏胶芯。当井有管柱时，严禁关闭全封闸板。3）需要长时间封井时，应用手动锁紧装置锁定闸板，并在控制台上挂牌说明，以防误操作。4）进入目的层后，每天应开关闸板一次，检查开关是否灵活，手动锁紧是否好用。每次起钻完后还应