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第二章 环形防喷器


FH28-35 FH35-35
346(13⅝ )
八、环形防喷器的使用注意事项
1、在井内有钻具时发生井喷,可先用环形防喷器控制井口,但 尽量不长时间封井,一则胶芯易过早损坏,二则无锁紧装置。 非特殊情况,不用它封闭空井(仅球形类胶芯可封空井)。 2、用环形防喷器进行不压井起下钻作业,必须使用带18°斜坡 的钻具,过接头时起、下钻速度要慢。 3、环形防喷器处于关闭状态时,允许上下活动钻具,不许旋 转 和悬挂钻具; 4、严禁用打开环形防喷器的办法来泄井内压力,以防刺坏胶芯。 但允许钻井液有少量的渗漏,而起到延长胶芯使用寿命的目的; 5、每次开井后必须检查是否全开,以防挂坏胶芯; 6、进入目的层时,要求环形防喷器做到开关灵活、密封良好。 起下钻具一次,要试开关环形防喷器一次,检查封闭效果,发 现胶芯失效,立即更换;
锥形胶芯:
(12~30块)
更 换 胶 芯 图
井 压 助 封
4、活塞特点:
◆ 密封段长 ◆ 扶正效果好 ◆ 不易偏磨、拉缸 ◆ 高度较高
5、密封部件
密封部位
四处密封:
防尘圈和壳体之间 活塞上部和防尘圈 上下油腔之间 ˜ 活塞下部和壳体 ˜
6、壳体的结构特点:
壳体与顶盖均为合金钢铸造成型。 锥形胶芯环形防喷器的壳体与顶盖连接有三 种形式:螺栓连接、丝扣连接、爪块连接。
7、( ) 球形胶芯环形防喷器封井时,“漏斗效应” 可增加胶芯密封的可靠性。 8、( ) 环形防喷器在封闭井内平台阶钻杆情况下, 根据需要可强行起下钻。 9、环形防喷器的胶芯应放置在干燥常温的暗室内, 环境温度要求在( )。 A.-20℃— -10℃ B.-10- 0℃ C.15℃- 27℃ D.30℃- 40 10、对环形防喷器进行全封闭试验,试验压力等于防 喷器最大工作压力( )。 A、20% B、30% C、40% D、50%

径向大、高度低
稍重
径向、高度均小
特轻
国产环形防喷器的技术规范
常用锥形胶芯防喷器技术规范
型 号
公称通径 最大工作 关井时耗 液控油压 压 力 mm (in) MPa S MPa 230(9) 280(11) 346(13⅝ ) 35 35 21 < 30 < 30 < 30 ≤10.5 ≤10.5 ≤10.5 外形尺寸 mm 外径 Φ 900 Φ1000 Φ1050 高度 1090 1205 1117
11、球形胶芯环形防喷器胶芯呈( ) A、圆台状 B、圆球状 C、半球状 D、锥形 12、环形防喷器试压时,井口压力规定为环形放喷 器最大工作压力的( ) A、60% B、70% C、80% 13、环形防喷器正常关井油压不允许超过( )Mpa. A、8.4 B、10.5 C、15 D、21 14、环形防喷器开启时,高压油从壳体上部油口进 入活塞( )开启腔,推动活塞下行实现开井。 A、上部 B、下部 C、中部 D、侧面
7、固井、堵漏等作业后,要将内腔冲洗干净,保持开关灵活
橡胶件的存放 a.先使用存放时间长的橡胶件。 b.橡胶件尽可能放在光线暗的地方。橡胶件不能存 放在阳光直照的户外。橡胶件在室内应远离窗户 和天窗,避免光照。人工光源应控制在最小量。 c.存放地方尽可能凉爽。要求恒温在27度,橡胶件 不能存放在加热器,蒸汽管道,辐射器,或其他 高温设备附近。 d.橡胶件应远离电动机,开关,或其他高压电源设 备。高压电源设备产生臭氧对橡胶件有影响。 e.橡胶件应尽量在自由状态存放。 f.保持存放地方干燥。(无水、油,无酸、碱环境) g.如果橡胶件必须长时间存放,则可考虑放在密封 环境中。

五、组合胶芯环形防喷器
组合胶芯特点:
组合胶芯结构 ◆内、外两层胶芯 ◆结构复杂 ◆新胶芯封零不理想 ◆整体体积小、重量轻 ◆不能用切割法换胶芯 (有钻具时) ◆内胶芯变形小,操控油量 ◆纯橡胶外胶芯磨损小、寿 命长

封环
封零
内胶芯变形状 况
工作原理 关闭组合胶芯环型防喷器时,操作换向 阀使控制系统的高压油进入关闭腔,推动 活塞和推盘上行,从外胶芯的底部向上挤 压外胶芯。在顶盖的限制下,迫使外胶芯 产生径向变形,同时挤压内胶芯向井眼中 心运动,支撑筋相互靠拢,将其间的橡胶 挤向井口中心,实现密封钻具或全封井口 。打开时,操作其换向阀使控制系统的高 压油进入开启腔,推动活塞和推盘下行, 外胶芯和内胶芯在自身橡胶弹性力作用下 复位,将井口打开。
第二章 环形防喷器
环形防喷器:俗称多效能防喷器、万能防喷器等。 优点:承压高、密封可靠、操作方便、开关迅速 适用于:密封各种形状和不同尺寸的管柱,也可 全封闭井口。 环形防喷器通常与闸板防喷器配套使用,也可 单独使用。
第二章 环形防喷器
一、环形防喷器的作用
二、环形防喷器的类型 三、球形胶芯环形防喷器 四、锥形胶芯环形防喷器 五、组合胶芯环形防喷器 六、三种环形防喷器的比较 七、常用环形防喷器的技术规范范 八、环形防喷器的使用注意事项
六、几种环形防喷器的比较:
防喷器类型
机械结构
封零效果 现场胶芯更换 胶芯寿命 开关一次 需油量的比值
简单
好 无钻具直接更换 有钻具切割更换 短 2 中等
简单
好 无钻具直接更换 有钻具切割更换 长 3 最多
复杂
新芯不理想 用后效果好 无钻具直接更换 有钻具无法更换 长 1 最少
外形特征
重 量
径向小、高度高
1、( )当井内有钻具时,环形防喷器无法更换胶 芯。 2、 ( ) 由于井压助封作用,环形防喷器在关井后 可以将液控油压卸掉。 3、( )FH35-35环形防喷器公称通径346mm(13⅝〞) 4、( )用环形防喷器关井后,可允许小心上下活动 钻具,但不能旋转钻具。 5 、( ) 环形防喷器在封井状态下,井口压力不高时, 可以用微开胶芯的办法 6 、( ) 环形防喷器的上油腔输入高压油,下油腔通 油箱,胶芯立即动作关井。

关井动作: 液压油—关闭腔— 活塞上行—胶芯 上行, 在顶盖的限制下, 胶芯向中心挤压、 收缩 —封住井口
开井动作: 液压油----开启腔 ---活塞下行---胶芯下行 (活塞对胶芯挤 压力消除)胶芯 在自身弹力的作 用下,恢复原状, -----把井打开。

3、胶芯结构特点:
◆ 锥形胶芯 ◆ 储胶量大(多次封井) ◆ 工作后自动恢复原状 ◆ 胶芯更换容易(井场或车间) 无钻具时直接更换 有钻具时切割更换 ◆井压助封
FH23-35 FH28-35 FH35-21
国产环形防喷器的技术规范
常用球形胶芯防喷器技术规范
型 号
公称通径 最大工作 关井时耗 液控油压 压 力 mm (in) MPa S MPa 280(11) 35 35 < 30 < 30 ≤10.5 ≤10.5 外形尺寸 mm 外径 Φ1138 Φ1270 高度 1056 1165
一、环形防喷器的作用
2、在进行钻进、取芯、测井等作业中发生 井涌时,能封闭方钻杆、取芯工具、电缆 及钢丝绳等与井筒所形成的环形空间。 3、当井内无钻具时,能全封闭井口。 4、在使用调压阀或缓冲蓄能器控制的情况 下,能通过18°坡度对焊钻杆接头。强行 起下钻具。
组合胶芯环形防喷器
图2—1锥形环型防喷器
图2—3组合型环型防喷器
图2—2球形环型防喷器
球型胶芯环形防喷器图
锥型胶芯环形防喷器图
组合胶芯环形防喷器图
三、球形胶心环形防喷器
1、结构
结构组成: 壳体、 顶盖、 胶芯 活塞 四大件组成。
(10~14块)
2、工作原理
关井动作:
液压油进入油 缸的关闭腔,
3、球型胶芯环形防喷器的结构特点 胶芯特点:
¤ 胶芯呈半球状
¤ 摩擦力小开关所需油量较大
¤ 储胶量大
¤ 工作后自动恢复原状
¤制造困难,成本高 ¤ 更换胶芯容易 ¤井压助封 ¤ 漏斗效应
井压助封
井压助封 井口高压流体 作用在活塞 下部环槽里, 有助于推动 活塞向上移 动,迫使胶 芯向中心收 拢从而助长 了胶芯的封 井作用。

环形防喷器关闭强行起下钻应注意 的问题?
①应使用具有18 坡度的对焊钻杆接头; ②适当降低控制油压;

③井内压力不超过7MPa;
④作业时起下钻速度不宜过快(不得大于0.2m/s) 思考:闸板防喷器关闭强行起下钻应该注意问题?
二、环形防喷器的类型
锥型胶芯环形防喷器
类型
(根据胶芯形状 )
球型胶芯环形防喷器

防喷器关闭后打不开: 长期关井或固井后胶芯下残留水泥浆凝固 造成。清洗。
防喷器开关不灵活: ① 连接液压管线前,用压缩空气吹扫, 将接头清洗干净。 ② 油路有漏失,防喷器长时间不活动, 污物堵塞。

复习内容
1、环形防喷器由哪些主要部件组成? 2、环形防喷器的工作原理是什么? 3、环形防喷器有何作用? 4、各类环形防喷器的外形尺寸有何特点? 5、环形防喷器按胶芯分为哪几类?其壳体与 顶盖 连接方式有几种? 6、使用环形防喷器主要应注意什么?
漏斗效应
4、活塞结构特点:
径向距离大 扶正效果较差 易偏磨、拉缸 高度较低
5、密封的结构特点:
活动密封处共分三个部位 ü活塞外径密封部位 (在活塞外径上) 封隔油缸开、关两腔; ü活塞内径密封部位 (在壳体上), 封隔井压与关闭腔。 ü支承圈密封部位 (在支承圈内径上), 封隔井压与开启腔。 这些密封圈由U形圈夹 O型胶条和双唇形密 封圈组成。
6、壳体结构特点:

壳体与顶盖均为合金钢铸造成型。 环形防喷器的壳体与顶盖连接有三种形式: 大丝扣连接、法兰螺栓连接、爪块连接。
四、锥形胶芯环形防喷器
1、结构组成: 壳体、 顶盖、 支撑筒、 胶芯 活塞 五大件组成。
锥 形 胶 芯 环 形 防 喷 器 结 构 图
2、锥形胶芯环形防喷器工作原理
推动活塞上行, 胶芯 也上行,在 半球型顶盖的限 制作用下,胶芯 只能向心收缩, 挤出橡胶,封住 井口。
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