环形防喷器D型之欧阳育创编.docx

1、环形防喷器D型之欧阳育创编使用说明书时间：2021.02.04创作：欧阳育环形防喷器（D型）河北华北石油荣盛机械制造有限公司地址：河北省任丘市会战道1.用途环形防喷器必须配备液压控制系统才能使用。通常它与闸板防喷器配套使用，但也可单独使用。它能完成以下作业：以密封各种形状和尺寸的方钻杆、钻杆、钻杆接头、钻铤、套管、电缆等工具；当井内无钻具时，能全封闭井口；在使用缓冲贮能器的情况下，能通过18/35无细扣对焊接头，进行强行起下钻作业。环形防喷器仅是在关井时的一个过渡设备，不能用它长时间的封井，长时间的封井应采用闸板防喷器；2.产品规格及技术参数2.1.环形防喷器型号说明额定工作压力（MPa）通径

2、代号产品代号产品代号：FH球形胶芯环形防喷器 FHZ锥形胶芯环形防喷器额定工作压力：主要有四个等级，见下表表 1额定工作压力等级14MPa（2,000psi），21MPa(3,000psi)35MPa(5,000psi)70MPa(10,000psi)通径代号见下表：表 2通径代号通径代号通径规格通径代号通径规格187481823953202811542135136826431676302.金属材料的温度等级：表 3金属材料的温度等级温度等级代号API代码工作温度范围T7575-59121(-75250 F)T2020-29121(-20250 F)T000-18121(0250 F)3.接触

3、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) A180F(82) B 0F(-17.8) B200F(93)C 10F(-12.2) C220F(104) D 20F(-6.7) D250F(121)如BB代表-17.893的温度级别,具体的温度级别在密封件上有代码标记。 我公司生产的环形防喷器有球形胶芯（D型）和锥形胶芯（A型）密封两种结构。A型又分为A1和A2两种结构，可用于密封各种形状和不同尺寸的管柱，也可全封井口。并可在封井状态下进行强行起下作业。具有承受高压、密封可靠，操作维护方便、开关迅速等优点。本手册

4、只介绍球形胶芯密封结构（D型）的环形防喷器。对于锥形胶芯密封的结构环形防喷器（A型）在另外手册里介绍。表 4 环形防喷器供货规格和型式通径in.工作压力7 1/1691113 5/816 3/420 3/421 1/414MPa(2,000psi)A221MPa(3,000psi)DDDDD35MPa(5,000psi)DDDDDD70MPa(10,000psi)A2A2A22.2.技术参数表 5：环形防喷器（D型）规格及技术参数：项 目参 数规格FH18-21FH18-35FH23-21FH23-35FH28-21FH28-35FH35-21FH35-35FH53-21FH54-35通径mm

5、/i 通径mm/in.179.471/16179.471/16228.69228.69279.411279.411346.113 5/8346.113 5/852720 3/4539.821 1/4额定工作压力MPa/psi213,000355,000213,000355,000213,000355,000213,000355,000213,000355,000静水压试验压力MPa/psi426,0007010,000426,0007010,000426,0007010,000426,0007010,00031.54,5007010,000液控额定工作压力MPa/psi21/3,000封闭管柱

6、推荐液控工作压力MPa/psi10 .5/1,500封闭空井时最大工作压力MPa/psi10.51,50017.52,50010.51,50017.52,50010.51,50017.52,50010.51,50017.52,50010.51,50017.52,500封闭空井推荐液控工作压力MPa/psi10 .5/1,500开启所需最大油量(L)151522.83339566969110181关闭所需最大油量(L)2121344250729494173241吊环（2个）起重重量t16161625252532323264液压油出口联接规格NPT 1金属本体温度级别T20（-29121）接触井内

7、介质材料符合NACE MR-01-75表 6：环形防喷器（D型）技术参数参数型号顶部联接形式底部联接形式整机重量(kg)外形尺寸（mm）ABCDEFFH18-21栽丝7 1/16-3,000 6BR45法兰7 1/16-3,000 6BR45143374576914130937225FH18-35栽丝7 1/16-5,000 6BR46法兰7 1/16-5,000 6BR46152074579716930937225法兰7 1/16-10,000 6BXBX156157074582119330937225FH23-21栽丝9-3,000 6B R49法兰9-3,000 6BR492398902

8、83814834648260FH23-35栽丝9-5,000 6B R50法兰9-5,000 6BR503061101694020059072262法兰9-10,000 6BXBX1573146101697022061072262卡箍9-10,000 6BXBX1572986101686011050072262FH28-21栽丝11-3,000 6B R54法兰11-3,000 6BR533400101486816436154258FH28-35栽丝11-5,000 6B R54法兰11-5,000 6BR5444601146108421643474313法兰11-10,000 6BXBX15

9、846751146111024243474313FH35-21栽丝13 5/8-3,000 6B R57法兰13 5/8-3,000 6BR5757381271110517047080345FH35-35栽丝13 5/8-3,000 6BXBX160法兰13 5/8-5,000 6BXBX16064151271115020047085340法兰13 5/8-10,000 6BXBX15967451271124029047085340FH53-21栽丝20 3/4-3,000 6B R74法兰20 3/4-3,000 6BR7469941375129326056974414FH54-35栽丝21

10、 1/4-5,000 6BXBX165法兰21 1/4-5,000 6BXBX16520230224017183151201140564注:1.法兰型式均采用API 6A标准表 7 环形防喷器（D型）零件明细序号名称数量零件号FH18-21FH18-35FH23-21FH23-35FH28-21FH28-35FH35-21FH35-35FH53-211吊环211168.0111168.0111143.129303.059303.059303.05F35.05F35.05F35.052销铀211168.0411168.0411143.019303.069303.069303.06F35.07F3

11、5.07F35.073开口销82GB91-86GB91-86GB91-86GB91-86GB91-86GB91-86GB91-86GB91-86GB91-864顶盖111827.0211168.0511143.029303.0211150.0211135.01RS11186.02F35-02111100.015螺母1套11143.1311143.1311143.139303.0311150.0311135.11F35-04F35-0411135.116螺栓1套11168.0611168.0611143.149303.0411150.0411135.12F35-03F35-03111100.11

12、7球形胶芯111168.07.0011168.07.009301.10.009301.10.0011150.10.0011135.02.00F35-11F35-11111100.02.008支持圈内O型密封圈111168.0811168.0811143.039303.1111150.1111135.03F751A.13.03F751A.13.03111100.039支持圈111168.09.0011168.09.0011143.04.009303.1211150.12.0011135.04.00F35-12F35-12111100.04.0010支持圈外O型密封圈111168.1011168.

13、1011143.059303.1311150.1311135.05F35-13F35-13111100.0511支持圈用密封圈2组11168.1111168.1111143.069303.15.0011150.15.0111135.06F35-14F35-14111100.0612支持圈耐磨圈111168.09.0111168.09.0111143.04.019303.12.0111150.12.0111135.04.01F35-15F35-15111100.04.0113壳体用密封圈2组11168.1211168.1211143.079303.14.0011150.14.0011135.07

14、F35-16F35-16111100.0714壳体耐磨圈111168.13.0111168.13.0111143.09.029303.01.0111150.01.0111135.09.02F35-17F35-17111100.09.0215活塞用密封圈2组11168.1411168.1411143.089303.16.0011150.16.0011135.08F35-19F35-19111100.0816活塞耐磨圈2组11168.15.0111168.15.0111143.10.019303.17.0111150.17.0111135.10.01F35-18F35-18111100.10.01

15、17活塞111168.15.0011168.15.0011143.10.009303.17.0011150.17.0011135.10.00F35-20F35-20111100.10.0018壳体111827.04.0011168.13.0011143.09.009303.01.0011150.01.0011135.09.0011186.01F35-01111100.09.0011168.13.00A9303.01.00A11135.09.00 AF35-01A19丝堵 NPT129301.299301.299301.299301.299301.299301.299301.299301.299

16、301.2920接头211705.46A11705.46A11705.46A11705.46A11705.46A21防尘圈19303.20注意：表7中序号18壳体的零件号要依据其法兰连接情况而做相应的改变。图 1 环形防喷器（D型）内部结构图 2 环形防喷器（D型）零件序号图 3 FH54-35环形防喷器零件序号表 8 FH54-35环形防喷器零件明细序号件号名称数量1RS11801.01壳体12RS11801.02铭牌13RS11801.03活塞 14031024活塞用外密封圈25RJ11705.46转换接头NPT1-NPT1 1/226F9301.29丝堵NPT127031018壳体用密封

17、圈(下)18031088壳体用密封圈(上)19031025防尘圈用内密封圈(下)110031087防尘圈用内密封圈(上)111RS11801.04防尘圈112150853球形胶芯113RS11801.130形密封圈1138x8.61140310260形密封圈1464x9.5115RS11801.05爪盘2416GB3452.1-920形密封圈53x5.32417RS11801.06爪盘螺钉2418GB3452.1-920形密封圈25x2.652419RS11801.07爪盘支护螺钉2420RS11801.08顶盖121RS11801.090形密封圈1490x9.5122RJ11185.07顶盖

18、夹头423RJ11185.06调节螺钉424GB10603-89卸扣S-BW3243.工作原理发现井涌需要封井时，从控制系统输来的高压油从壳体下油口进入活塞下部关闭腔推动活塞向上运动，迫使胶芯沿球面向上向心运动，支承筋相互靠拢，将其间的橡胶挤向井口中心，实现密封钻具或全封闭井口。打开时，液控压力从壳体上油口进入活塞上部开启腔，推动活塞下行，胶芯在本身弹力作用下复位，将井口打开。4.结构特点具体结构请参见图1和图2。FH54-35参见图3。4.1.结构简单可靠防喷器由壳体、顶盖、支持圈、活塞、胶芯等五个主要件组成。零件数量少，使防喷器更加可靠和易于维修，在现场拆装均匀很方便。液压联接有控制活塞开

19、关两个接口，部分防喷器上的接口有保护座，可以延长壳体接口的使用寿命；高度尺寸小、重量轻；4.2.耐磨圈结构活塞、壳体及支持圈间的运动密封面均加有耐磨圈，避免了活塞运动中金属与金属的直接接触，保护了活塞和壳体；4.3.唇形密封圈结构密封均采用唇形结构的密封圈，最大限度地降低了密封圈的磨损，而且密封可靠，避免了泄漏；图 4环形防喷器唇形密封圈结构FH54-35密封钻井液的动密封均采用Yx形结构的密封圈，除了具有普通唇形密封圈的作用外，还具有刮泥作用，减小了井内泥砂对相对运动零件表面的刮伤与磨损。图 5FH54-35环形防喷器Yx形密封圈结构4.4.抗硫化氢性能防喷器内部接触钻井液的零件具有抗硫化氢

20、性能，满足NACE MR-01-75规范要求。4.5.球形胶芯胶形呈半球形，它是由沿半环面呈辐射状的弓形支承与橡胶硫化而成，支承筋用合金钢制造。在胶芯打开时，这些支承筋将离开井口，回复原位。甚至在胶芯严重磨损时也不会阻碍于井口。不易翻胶：在封井状态，井压使胶芯中部橡胶上翻，而支承在球面上的支承筋阻止上翻，使橡胶处于安全受挤压状态，可承受较大的压力而不至撕裂。漏斗效应：球形胶芯从自由状态到封闭状态，各横断面直径的缩小是不等的，上部缩小的数值大，下部缩小得小，因而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以提高密封性能，而且使钻杆接头易于进入胶芯。在下钻时，因井压向上压缩

21、胶芯免于拉应力而提高了胶芯使用寿命。橡胶贮备量大：这种胶芯的橡胶储量比其他类型的胶芯大得多，在强行起下钻具被磨损之后，有较多的备用橡胶可陆续挤出补充，特别适于海洋浮式钻井船上由于海浪冲击而引起钻具和胶芯频繁磨擦的场合使用。胶芯使用寿命长，可以完成深井的起下作业而无需要更换胶芯。井压助封：在关井时，作用在活塞内腔上部环形面积上的井压向上推活塞，促使胶芯密封更紧密，增加密封的可靠性。弓形支承筋使得胶芯与顶盖间的磨擦为钢对钢的磨擦，大大小于橡胶对钢的磨擦力，从而也减小了关闭压力。当井内有钻具时，可用将胶芯切割开套入井内钻具，然后安装胶芯。图 65.操作与维护5.1.安装在钻井装备中，环形防喷器尚需配

22、备下列设施：液压控制装置；联接到防喷器下端关闭口的控制管线；联接到防喷器上端开启口的控制管线；若进行强行起下钻作业，应配备缓冲贮能器，并且贮能器预先冲一定压力的氮气；为适应各种场合下，调节液压控制压力的调压器。表 9 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NmM1280M3331292M5235505M16153M3631737M3837892M20266M3932272M64310885M22424M4232910M70314549M27643M4533654M76318957M303930M4834516M803215

23、65表 10 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 3/4-8UN107311-8UN4741 3/4-8UN26953-8UN139821 1/8-8UN6861 7/8-8UN33313 1/4-8UN178305.2.强行起下钻操作强行起

24、下钻时胶芯的工作状况比较恶劣，胶芯磨损严重，所以为使胶芯寿命延长，不致过早地损坏，必须依照下面程序进行操作：先以10.5MPa的关闭液压关闭防喷器逐渐减少关闭压力，直到有些轻微渗漏，然后进行起下钻作业。有微小的渗漏可以润滑管柱与胶芯的接触面，防止胶芯温度过高，当胶芯磨损漏失量太大时，可适当增加些液控关闭压力。注意起下钻应使用带18接头的钻具，过接头时起下钻的速度不得大于0.2米/秒；若在起下钻时不允许有渗漏，那么液控关闭压力应调节到刚好满足密封为止。当关闭压力达到10.5MPa，胶芯仍漏失严重，说明该防喷器胶芯已严重损坏，应及时更换胶芯后再进行起下钻作业。5.3.正确使用环形防喷器防喷器在现场

25、安装后，应按照有关标准规范条例要求进行现场试压；进入目的层后，每次下钻两次，要试关防喷器一次，检查效果，如发现胶芯失效或其他问题，应立即更换处理；在井内有钻具发生井喷时，可先用环形防喷器控制井口，但尽量不作长时间封井。一则因为胶芯易过早损坏，再则无锁紧装置。当需要长时间封井时应采用闸板防喷器。非特殊情况，不作封闭空井。要注意：封空井最大井压为额定工作压力的一半！防喷器处于关闭状态时，允许上、下活动钻具，但不允许旋转钻具；严禁用打开防喷器的方法来泄井内压力，以防刺坏胶芯；每次打开后，必须检查胶芯是否全部打开，以防钻具挂坏胶芯；防喷器的开、关应使用液压油，并应注意保持清洁；环形防喷器进行压力试验时，注意所用试验钻杆应与底部的试验盲法兰固定联结，不能让钻杆直接挂在胶芯底部，使胶芯直接承受钻杆向上的作用力。6.零部件拆装以下内容不包括FH54-35环形防喷器，参见图2。6.1.拆卸6.1.1.胶芯的更换卸掉顶盖与壳体的联接螺母（序号5）；吊起顶盖；在胶芯上拧入吊环螺钉、吊出胶芯。若井口有钻具时，应先用割胶刀（借助撬杠，肥皂水润滑口刃）将新胶割开，割面要平整。同样将旧胶芯割开，吊出，换上割开的新胶芯。6.1.2.支持圈与活塞拆卸：卸掉壳体上进、出油口上的丝堵（或管线），然后拆掉顶盖、胶芯（依上面程序），在支持圈内拧入吊环螺钉，平稳吊出