Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断及配件国产化研究
旋转喷射泵常见故障及处理分析
旋转喷射泵常见故障及处理分析
甘恩磊 徐建宏 中国石油乌对旋转喷射泵使用过程中经常出现的振动、压力突然降低以及泄露等问题的原因进行分析，并且站在机械密封本身质量以 及使用安装等方面仔细描述具体的解决办法，希望给相关人士一定借鉴参考意义。 【关键词】旋转喷射泵；机械密封；动不平衡；泄漏
四、旋转喷射泵机械密封泄漏 在进行化工生产过程中，一旦出现 泄漏，所造成的后果是比较严重的，如 果是比较少的泄露会对环境造成污染， 如果泄露是比较严重的，会造成严重的 安全事故，因此应该对设备的泄露问题 引起足够的重视。能够使得旋转喷射泵 出现泄漏的原因可以概括成以下两点。 １．机械密封本身质量问题。机械密 封就是依靠垂直轴作用于滑动端面，在 流体压力以及补偿机构的弹性力双重作 用下，保持密切贴合。对于旋转喷射 泵，只存在一对端面，如果再进行制造 过程中没有对端面进行很好的制作，即 使密封面贴合在一起也会存在一定的间 隙。 ２．使用方面的问题。２个比较小的螺 旋弹簧所提供的，在正常使用情况下， 弹簧会形成密封面弹力，这样动静环就 可以紧密的贴合在一起。但是如果泵 长时间没有运行，煤焦油在弹簧上面就 会粘结，使得弹力变小或者是消失，当 再次对泵进行启动时候，应该利用蒸汽 提前进行预热、吹扫，将煤焦油完全融 化，从而使得弹簧恢复弹力。这样密封 面就可以保持密切贴合，从而不会出现 任何泄露。
其线速度甚至会达到６７．５ｍ／ｓ，在煤焦 油当中，会不可避免的存在这一部分固 体细小颗粒，这些固体细小颗粒在转子 腔的内壁会进行高速摩擦，如果时间比 较长，在转子腔的内壁会形成一些形状 不规则的沟槽，这样转子就不会再动平 衡，因此也会形成比较严重的振动。当 出现这一问题，应该马上停机，或者是 对转自总成进行更换，或者是及时对转 子进行修复，确保事故不会造成严重的 后果。
Shaffer旋转防喷器现场应用工艺研究
Shaffer旋转防喷器现场应用工艺研究X杨文冉(中原油田钻井管具工程处,河南清丰 457331) 摘 要:Shaffer 电控旋转防喷器采用了PLC 程序化控制,其使用安全系数高、操作人性化和安装使用方便的优点在国外已经得到了普遍认可,其智能化的控制功能必将成为普通防喷器今后设计和发展的趋势。
但这些优点在国内使用时却得不到显现和认可。
作者在对Shaffer 旋转防喷器的国内现场使用情况进行调查研究的基础上,制定了Shaffer 旋转防喷器现场应用“一高二低三定”六字作业法,使其设计优点得到了充分展现,有效规避了一些现场故障,大大提高了其使用经济效益。
关键词:Shaffer 旋转防喷器;应用;工艺 中图分类号:T E921+.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0015—03 目前Shaffer 旋转防喷器在国内使用的故障率高、检修维护成本高,且单只胶芯较国外使用进尺低,现场更换不方便,造成工作效率低,使大家从方便和经济角度考虑普遍倾向于选择使用其它厂家旋转防喷器。
但从设计原理和技术含量上来判断,Shaffer 旋转防喷器还是有其独到之处的,它采用了可编辑、可升级的PLC 程序化控制,其盲控互锁型的操作功能和智能化的故障诊断功能,大大提高了欠平衡、控压钻井施工井口控制的安全、可靠性。
这些功能必将成为普通防喷器今后设计和发展的趋势。
其人性化操作、方便的安装使用优点在国外已经得到了普遍认可,但是为什么在国内得不到欢迎和认可呢?是否我们的操作方法不当和现场条件有不适用的地方呢?我们对中原、大庆、辽河、胜利等油田Shaffer 旋转防喷器的现场使用情况进行了调查研究,并通过 由上述,粗安岩、安山岩中储集性能不好,与流纹岩比较,其主要区别是粗安岩、安山岩中长石的溶蚀现象不普遍,而构造裂缝及微晶间孔的差异不是很大。
3.2 储集层演化特征及储层条件本区火山岩的储集空间可分为原生储集空间和次生储集空间两大类,考虑到该区火山岩的形成和演化,将这两大类储集空间的形成和演化分为以下几个阶段:第一阶段为原生储集空间形成阶段,火山物质喷出地表形成气孔、冷凝收缩缝和火山角砾间孔等。
Shaffer
Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断及配件国产化研究作者：张彬来源：《科技创新导报》2011年第24期摘要:简要介绍了Shaffer旋转防喷器液压泵站的构成及技术特性。
给出了液压系统的故障诊断方法。
根据各种诊断方法的特点及该系统的作业工况,采用合适的诊断方法对该液压泵站的液压系统进行故障诊断。
对设备的部分配件进行国产化,可降低其使用成本。
通过该研究可以及时的排除液压泵站的故障,保证欠平衡钻井作业的正常运行,不仅缩短钻井周期,降低钻井成本,提高经济效益,更重要的是为其它所应用的大型液压设备的故障诊断打下坚实的基础。
关键词:Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断配件国产化中图分类号:S223 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(c)-0067-01欠平衡钻井技术通过不断的发展完善日渐成熟,在油气勘探开发领域发挥着重要作用。
而在欠平衡钻井工艺中,主要依靠旋转防喷器和节流管汇来完成井口的旋转密封及压力控制。
目前我国研制和生产的旋转防喷器各项技术指标和技术性能与国外相比还有较大差距,针对大庆油田深层勘探的需要,引进了2套由美国Shaffer生产研制的PCWD,并在大庆长垣东部完成8口探井欠平衡钻井施工和2口开发井欠平衡钻井施工。
但在使用的过程中,旋转防喷器的控制中心——液压泵站时常会发生故障,势必影响钻井作业的正常运行,因此必须对液压系统出现的故障进行及时、正确的测试与诊断。
然而液压系统的故障检测是不能直接观测到系统内部非正常工作过程的,如何通过试验获得可信的内外部表征,对系统状态进行及时地分析判断,并诊断故障,是当前液压系统故障检测的主要研究课题之一。
1 Shaffer旋转防喷器液压泵站的构成及技术特性[1]液压泵站,是旋转防喷器系统的重要组成部分,是旋转防喷器的控制中心,液压泵站为旋转防喷器提供动力,它能够实现旋转防喷器的关闭、打开、冷却、润滑、压力控制、处理和净化液压油等功能。
谈防喷器常见问题及检维修方法分析
谈防喷器常见问题及检维修方法分析摘要：随着快速的经济发展，石油资源不断增加需求，石油项目也在增加，石油开采中防喷器起着重要作用，能够有效避免井喷事故的发生。
作为机械产品，防喷器在生产、使用同样存在加工质量、维修质量、过程保养水平的诸多问题，本文对防喷器进行研究，包括防喷器作用和类型、常见缺陷以及的处理与维护的方式方法。
关键词：防喷器；常见问题；检维修方法我国的重要能源是天然气和石油资源，可以促进许多与我们生活相关的产业的发展。
防止天然气、石油等资源井喷防喷装置的重要手段。
检修过程如果出现问题，未能实现防喷目标，必然会影响能源的节能和发展，同时，国家发布了行业标准SY/T 6160《防喷器的检查和维修》，因此，有必要定期检验检查防喷器。
一、分析检修中存在的问题1.不同类型的防喷器损伤。
防喷器的主要问题是侧门上六方螺栓磨圆无法起出、侧门磨损的老化损伤导致侧门密封错误；轴密封的腐蚀、麻点或磨损可能导致严重故障；变形闸板体；销毁闸板胶芯；轴承维护不足可能导致滚珠脱落，开关强度过大；井口的维护或安装不当可能导致严重腐蚀或钢圈槽断裂等。
2.许多类型防喷器具有不同的作业标准。
一般来说，同一类型的防喷器在不同地区有多家厂商，不同厂商的性能标准也不同，因此同一类型防喷器配件的内外尺寸存在很大差异。
为此，大型维修时必须从合适的制造商购买专用零件和附件，这使得大型维修相当复杂。
3. 密封性不符合标准要求。
安装防喷装置后应进行密封试验，密封试验包括低和高压试验。
不同的油田对高和低压维护时间有不同的要求。
由于检测压力高，大多数防喷器不满足不大于0.7 MPa的标准压降的要求。
有时低压试验压力不理想，密封试验失败时必须再次检修。
二、影响防喷器检修的因素1.拆卸困难。
第一，拆下防喷器时，防喷器一些侧门六方螺栓磨圆，剧烈变形螺栓连接孔可能会使螺栓拆卸侧门变得困难，并在必要时使拆卸变得困难，必须使用焊接协助来完成拆卸。
其次,当拆卸密封件时,过盈配合闸板与胶芯。
煤矿井下钻机液压泵站设计与常见故障分析
煤矿井下钻机液压泵站设计与常见故障分析煤矿安全技术国家重点实验室，抚顺 113122沈阳煤炭科学研究所有限公司，沈阳 110011摘要：相对于机械、电动、气动驱动类型钻机，全液压钻机具有无级调速、易于实现低速大转矩输出、抗冲击性好、结构简单、易于实现标准化等优点，被广泛采用。
其中液压泵站是钻机的动力源，通常由电机泵组、油箱和冷却器等部件组成，各部分通过高压胶管接入钻机液压系统。
泵站根据钻机液压系统需要的压力、流量、温度和清洁度等，提供适合的动力介质，驱动钻机正常运转。
本文介绍了煤矿井下钻机液压泵站的主要设计内容，分析了常见故障，并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词：煤矿；钻机液压泵；设计1 液压泵站设计液压泵站设计是否合理将直接影响到钻机的功能与性能。
设计过程中的标准化、系列化和通用化，有助于液压泵站的制造、维修和保养，可降低液压泵站故障诊断与排除的难度，提高其工作可靠性。
通常，全液压钻机分为分体式和履带式两大类，两类钻机的液压泵站结构也略有不同。
分体式钻机液压泵站常采用下置式结构，可有效改善液压泵组的吸入性能；履带式钻机液压泵站常采用旁置式结构，油箱高度低，便于电机泵组维修。
（1）电机泵组电机泵组由防爆电机、液压泵、联轴器、泵座等零部件组成。
电机泵组的设计需根据液压系统功能划分确定液压泵数量，根据马达、油缸等液压执行元件的输出参数要求（如转矩、转速、给进力、给进速度等）确定各液压泵的额定压力和排量。
通过确定的各液压泵额定参数，可计算出液压泵组的驱动功率，从而选择适合的电机功率。
由于煤矿井下施工条件不同于地面和其他非煤矿井，需采用具有防爆功能的电机，常用的防爆电机参数如表1所示。
第i个液压泵输入功率液压泵组输入功率式中pi———第i个液压泵额定压力，MPa;Qi———第i个液压泵最大工作流量，L/min;ηi———第i个液压泵容积效率。
表1 钻机常用防爆电机参数防爆电机和液压泵组通过联轴器传动，并通过泵座进行固定和联接。
2011井控装备-第四章《旋转防喷器》资料
井控装置教案之-旋转防喷器
2011井控培训课件
分流系统组成和功用
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分流系统包括分流器、 分流四通和分流管线。 其中分流器可以是专 用分流装置，也可以 用于低压大通径防喷 器代替使用。 分流器主要由壳体、 顶盖、胶芯、活塞和 油孔组成。
2011井控培训课件
井控装置教案之-旋转防喷器
旋转防喷器使用方法
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钻进作业时操作程序： 下钻完毕，接方钻杆，方钻杆上装好方瓦总成。 下放钻具使方瓦总成落入旋转总成的中心管方孔 内。 转盘方孔装好方补心打开节流管汇上的液动平板 阀。 开泵循环，保持井口压力在5MPa以下。 开冷却循环水，开钻。 中途带压更换胶芯总成 上提钻具至接头超过FZ或FH时，关防喷器。 打开壳体卸压塞卸压。 拆卡箍，上提钻具，提出总成。 取下旋转总成，更换胶芯。 按下钻顺序重新装入。
2011井控培训课件
井控装置教案之-旋转防喷器
主动密封旋转防喷器工作原理
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关井操作： 当需要关闭防喷器时，液压油从下 壳体的进油口进入防喷器内的活塞 下腔推动活塞上行，活塞挤压胶芯 沿壳体内腔球面上行。由于受上壳 体内腔球面的限制，胶芯向内收缩 抱紧钻具，实现胶芯与钻具的密封。 开井操作： 当需要开启防喷器时，液压油从壳 体上的进油口进入防喷器内的活塞 上腔推动活塞下行，在液压力和胶 芯自身弹性的作用下，胶芯向外张 开松开钻具。
井控装置教案之-旋转防喷器
2011井控培训课件
旋转防喷器的控制系统
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Shaffer旋转防 喷器的控制系统 旋转防喷器系 统(也称随钻压力 控制系统)主要由 旋转球形防喷器、 液压控制装置、 司钻控制面板、 安装配件及工具 四部分组成。
液压防喷器常见故障判断与排除方法详解
液压防喷器常见故障判断与排除方法一、闸板防喷器密封不严，试不起压故障原因：1、闸板与钻具封闭尺寸不符。
2、闸板胶芯损伤，密封失效。
3、壳体顶密封面锈蚀严重，如凹坑、深槽、麻坑等影响密封的损伤。
4、侧门盘根密封失效。
5、侧门与闸板轴间漏。
6、闸板防喷器闸板前端被硬物卡住。
7、油压不够。
排除方法：1、更换相同型号尺寸的闸板总成。
2、更换闸板胶芯。
3、回厂大修。
4、更换侧门密封件。
5、更换闸板轴密封件。
6、清除杂物。
7、控制油压在10.5MPa。
二、闸板防喷器关闭后打不开故障原因：1、油路错误或不畅。
2、储能器储备压力油不够，或储能瓶氮气压力不足。
3、检查换向阀是否卡死，不起换向作用，气控换向阀操作时间太短（小于5s)。
4、闸板防喷器手动锁紧轴未解锁，或粘连、锈蚀。
5、闸板总成下部或与侧门之间有水泥或沉沙等。
6、闸板体与闸板轴处挂钩断裂，或闸板体与压块之间螺钉剪断。
排除方法：1、检查管线是否接对，是否堵塞或破裂，回油滤清器是否太脏。
2、补充储能器压力油，给储能瓶冲充足氮气。
3、检查控制台上的换向阀，正规操作。
4、将手动锁紧轴解锁到位。
5、打开侧门清除杂物。
6、修复或更换闸板总成。
三、井内介质从壳体与侧门连接处流出故障原因：1、壳体与侧门之间的密封圈损坏。
2、壳体与侧门连接螺栓未上紧。
3、密封面有污物、泥砂。
4、侧门盘根损伤或尺寸不符。
5、长期使用中，侧门盘根槽锈蚀，尺寸变大。
6、侧门密封面有损伤锈蚀。
7、侧门盘根质量差，回弹力不够。
排除方法：1、壳体与侧门之间的密封圈损坏：更换密封圈即可。
2、壳体与侧门连接螺栓未上紧：紧固该部位全部连接螺栓。
3、密封面有污物、泥砂：除去泥沙污将密封面清洗干净。
4、侧门盘根损伤或尺寸不符：更换侧门盘根，换上尺寸相符的盘根。
5、长期使用中，侧门盘根槽锈蚀，尺寸变大：补焊后重新加工。
6、侧门密封面有损伤锈蚀：补焊后重新加工。
7、侧门盘根质量差，回弹力不够：更换质量好的盘根。
液压防喷器修理作业指导书
液压防喷器修理作业计划书华东井控技术服务队执行标准:SY/T6160-2008 液压防喷器的检查与修理1使用设备和工具1.1设备:行车、远程控制台、远程自动控制高压安全试压系统、电动离心泵。
1.2工具:梅花扳手、活动扳手、螺丝刀、钢丝刷、加力杠、小型手动操作杆。
2防喷器的检查防喷器的检查实行单井的回收入厂检查与维修(闸板防喷器6个月维护液缸一次,环形防喷器十二个月维护液缸一次)。
3单井的回收检修3.1检查及检修准备3.1.1将待修防喷器吊置于工作场地。
3.1.2用螺丝刀、钢丝刷清除表面泥砂硬块,用汽油等清洗油污。
3.2环形防喷器的检查与维修3.2.2卸掉顶盖与壳体的连接螺栓;吊起顶盖;在胶芯上柠入吊环螺钉、吊出胶芯。
3.2.3清洗内腔、胶芯沟槽等其它部位的杂物,确保干净无杂物。
3.2.4检查胶芯磨损、脱块、变形等情况。
更换严重磨损、永久变形、脱块、凝固水泥不能清除的胶芯。
3.2.5检查顶盖密封面、壳体,不允许有影响密封性能的缺陷。
3.2.6检查密封垫环、槽部位,不允许有影响密封性能的缺陷。
3.2.7检查连接螺栓,检查各螺纹孔不允许有乱扣、缺扣等现象。
3.2.8用吊环将完好的胶芯或新胶芯装于活塞顶部,盖上顶盖,拧紧顶盖与壳体连接螺栓。
3.2.9将检修完毕的环形防喷器吊至防护墙内,夹紧试压接箍或上紧试压盲法兰,连接好试压管线、油管线,人员撤离出防护墙内,关闭防护墙,进行防喷器的试压。
3.2.10 防喷器在液控压力10.5MPa下,进行高压水密封试验,试验压力为工作压力的70%,稳压10分钟,压降小于0.7MPa为合格。
如出现不合格现象进行返修。
3.2.11壳体上的进、出油口用丝堵堵上(防止脏物进入)。
3.3闸板防喷器的检修双闸板防喷器首先进行半封闸板的检修,待半封闸板侧门螺栓上紧后,方可打开全封闸板侧门检修全封闸板,严禁同时打开两侧门同时维修。
3.3.2闸板防喷器半封闸板的检修3.3.2.1用液压油将闸板打开到全开位置。
shafer气液联动执行机构维护及故障排除方法
第三章
操作规程
气液联动执行机构结构操作规程
• 1、检查气液联动执行机构压力是否正常。 • 2、检查阀门开关状态是否正确。 • 3、检查气液联动执行机构各连接点是否有漏油、漏气。 • 4、有电子控制单元的执行机构需检查电池电压是否正常，
一般为13伏左右。 • 5、检查电子控制单元压降速率是否正常。 • 6、检查执行机构引压管阀门是否打开，检查各引压管、截
手动泵（4）和速度调节孔板（5），进入了旋转叶片执行器（1）内，直至执 行器驱动阀门到全开位置。当阀门全开后，正常关闭电磁阀 （28）在执行器 完成全部动作后断电，系统重新回到平衡 位置。
•
关阀：当阀门处于开启状态位置，给正常关闭状态电磁阀（27）带电，
该阀打开，动力气体通过动力接口到它气缸接口，经过阀（26）作用到阀模
气液联动执行机构维护及故障排除方法
பைடு நூலகம்
CONTENTS
目
录
第一章 概述 第二章 气液联动机构结构及工作原理 第三章 气液联动机构操作规程 第四章 气液联动机构维护保养 第五章 气液联动机构常见故障及处理
第一章
概述
概述
• Shafer的母公司是Emerson（艾默生）集团，Shafer的阀门执行器主 要用在陆上、海上和海底的天然气、石油和成品油管线项目。气/液 联动的动力系统是以管道中输送的气体作为执行器的动力，因此无 需外界再供给任何动力，作为管线的紧急切断，气/液联动的动力系 统是最安全和最可靠的 。旋转叶片式执行器是Shafer公司成立60年 来的专利产品。它是采用了平衡扭拒的设计，因此，阀门自全开到 全关（或反之）的全过程，执行器扭拒输出值是恒定的。它只有一 个运动部件，即旋转叶片，而且该叶片完全浸在密闭的液压油缸中 ，无需润滑剂，更没有腐蚀性问题。这样，此种执行器在平时操作 中几乎无需维护检修，另外，旋转叶片执行器式直接插入阀杆，与 阀杆同轴，因此没有侧向负荷，其机械效率可高达92-95%。59年前 Shafer生产的第一台旋转叶片执行器至今仍在正常工作
某型号旋转防喷器故障分析与结构改进研究
某型号旋转防喷器故障分析与结构改进研究叶哲伟;梁政【摘要】针对某型旋转防啧嚣在生产过程中出现的问题,提出了几种解决方案并进行了分析.分析认为:改水循环冷却为填料内部油循环冷却、中心管增加扶正套、改变原润滑油循环方式等,可以很大程度改善该旋转防喷器出现的一系列问题.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2010(023)004【总页数】3页(P40-41,20)【关键词】旋转防喷器;盘根密封;机械密封【作者】叶哲伟;梁政【作者单位】西南石油大学,机电工程学院,四川,成都610500;西南石油大学,机电工程学院,四川,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TH122旋转防喷器（RBOP）又称旋转控制头（RHC），是实施欠平衡钻井必不可少的关键设备。
也是地热钻井、煤层气钻井的必要设备。
在钻井过程中可以起到封隔钻柱与环空的作用，实现边喷边钻，同时将返出流体导离井口。
对于高压旋转防喷器的设计，关键在于密封技术。
旋转防喷器工作时，作用在其上的动压20MPa，静压35 MPa，转轴直径大于200mm，转速150r/min，密封介质为含有细小颗粒的高温泥浆，工作条件十分恶劣[1]。
泥浆进入轴承总成，将会造成致命伤害，使得旋转防喷器很快损坏。
本文针对某型号旋转防喷器在现场使用中出现的问题进行系统分析，提出了几种解决问题的方案，可望提高旋转防喷器密封装置的使用寿命。
旋转防喷器的轴承布局结构、动密封装置以及胶芯是旋转防喷器的几个最为重要的方面。
旋转防喷器出现问题也主要表现在这些方面。
图1为某型旋转防喷器的轴承与密封结构布局图。
图2为该旋转防喷器的密封结构形式。
该旋转防喷器在使用中出现的问题，如图3所示：①拔中心管非常困难；②中心管外壁与中心管衬套之间，轴承外壁与旋转总成外壳内壁之间以及4盘轴承的各个空隙里发现大量铜屑铁屑和油泥；③轴承支撑环（钢质材料）磨损严重；④轴承支撑架（铜质材料）磨损严重；⑤旋转总成外壳内壁和中心管外壁有不同程度的损伤；⑥填料密封发热大，在恶劣情况下造成填料密封烧结。
防喷器检修中存在的问题及改进措施探究
防喷器检修中存在的问题及改进措施探究天然气和石油资源是我们国家的重要能源，能够带动诸多产业的发展，与我们的生活息息相关。
防喷器是防止天然气和石油等资源井喷的重要装置，如果检修过程中出现问题，达不到防喷目的，必然对能源的保护与开采带来影响。
所以，定期对防喷器进行检修是非常必要的。
对此，文章对相关防喷器检修方面的内容进行了探究。
标签：防喷器；检修；问题；改进措施1 分析检修中存在的问题1.1 防喷器损坏形式多样在检修送检的防喷器时发现其问题，主要表现在以下几方面：侧门内六方螺栓磨圆无法起出；侧门密封圈老化破损造成侧门密封失效；闸板轴出现腐蚀麻点或密封圈磨损严重造成轴密封失效；闸板体变形；闸板胶芯破损；轴承保养不到位导致滚珠脱落进而导致开关阻力过大；保养不到位或井口装置组装不规范造成钢圈槽严重锈蚀或破损等。
1.2 防喷器厂家众多，执行标准不一在不同地区，往往存在多家防喷器的生产厂家，而各厂家执行标准不尽相同，这样使得同样规格型号的防喷器外形尺寸和内部配件尺寸千差万别。
这样在检修的过程中，一旦需要更换配件，就需要到相应生产厂家购买专门的零件、配件，这在某种程度上大大提升了检修的难度。
1.3 防喷器密封性能不符合标准经维修换件的防喷器组装好后，需要进行密封性能试验。
密封性能试验由低压试验和高压试验两部分组成。
不同油田单位对高低压保压时间有不同要求。
大部分试压不合格防喷器是因为试压高压时，压降高出标准规定的0.7Mpa，也有一些时候会出现低压试压不合格。
而一旦密封性能试验不合格，就需要进行再次检修。
2 影响防喷器检修的因素2.1 拆卸过程中遇到的困难首先，在防喷器的拆卸过程中，一些防喷器会出现侧门螺栓内外六方磨圆、螺栓连接孔严重变形造成侧门螺栓拆卸困难等情况，这样就造成拆卸工作费力费时，必要时需要动用电气焊作业协助方能完成拆卸作业。
其次，在对密封件进行拆卸的过程中，闸板与胶芯的过盈配合，闸板内槽的严重锈蚀都会在某种程度上加剧检修难度。
防喷器常见故障及排除方法
闸板防喷器1、井内介质从壳体与侧门连接处流出（1）防喷器壳体或侧门密封面有脏物或损坏，无法实现有效密封。
打开侧门检修，清除密封面脏物，修复损坏部位。
（2）防喷器侧门密封圈损坏。
更换损坏的侧门密封圈。
（3）侧门螺栓松动。
以推荐扭矩上紧侧门螺栓。
2、闸板移动方向与控制台铭牌标志不符控制台与防喷器连接管线接错。
倒换防喷器油路接口的管线位置。
3、井内介质窜到油缸内，使油中含水气闸板轴密封圈损坏，闸板轴变形或表面拉伤。
更换损坏的闸板轴密封圈，修复损坏的闸板轴。
4、闸板开、关不到位或开关无动作（1）手动锁紧后未解锁或解锁不到位，手动解锁并解锁到位。
（2）防喷器开关的液控管线由壬损坏造成油路不通检查液控管线每套由壬的连接情况，确保油路通畅。
5、防喷器液动部分稳不住压、锁紧解锁不灵活（1）防喷器液缸、活塞、锁紧轴、锁紧活塞密封圈损坏，密封表面损伤。
（2）更换各处密封圈，修复密封表面或更换新件。
6、闸板关闭后试压试不住压（1）闸板之间或闸板与钻具之间密封不到位。
检查密封尺寸是否配套、检查闸板密封胶芯是否完好。
（2）壳体闸板腔顶部密封面损坏，修复壳体闸板腔顶密封面。
（3）侧门与闸板轴之间密封失效，检查并更换侧门与闸板轴之间密封件。
7、控制油路正常，用液压打不开闸板（1）闸板被泥砂卡住。
（2）手动或自动横向锁紧机构没有解锁。
检查锁紧总成。
环形防喷器1、防喷器封闭不严（1）新胶芯，可多活动几次；旧胶芯，若支撑筋已靠拢仍封闭不严，则橡胶消耗过度需更换新的。
（2）旧胶芯严重磨损、有脱块，影响使用的，应当及时更换胶芯。
（3）打开过程中长时间未关闭使用，杂物沉积于胶芯沟槽及其它部位，造成封闭不严。
应当及时清洗、活动胶芯。
（4）蓄能器压力油不足，气源压力过低。
应补充液压油或调节气源压力。
2、防喷器关闭后打不开（1）长期关井或固井后胶芯下残留水泥浆凝固造成。
应清洗更换新胶芯或者防喷器。
（2）冬季有受冻后弹性不足，无法复原。
安装后用蒸汽烘烤或关闭下部闸板用热水浸泡。
防喷器常见故障及排除方法
闸板防喷器1、井内介质从壳体与侧门连接处流出（1）防喷器壳体或侧门密封面有脏物或损坏，无法实现有效密封。
打开侧门检修，清除密封面脏物，修复损坏部位。
（2）防喷器侧门密封圈损坏。
更换损坏的侧门密封圈。
（3）侧门螺栓松动。
以推荐扭矩上紧侧门螺栓。
2、闸板移动方向与控制台铭牌标志不符控制台与防喷器连接管线接错。
倒换防喷器油路接口的管线位置。
3、井内介质窜到油缸内，使油中含水气闸板轴密封圈损坏，闸板轴变形或表面拉伤。
更换损坏的闸板轴密封圈，修复损坏的闸板轴。
4、闸板开、关不到位或开关无动作（1）手动锁紧后未解锁或解锁不到位，手动解锁并解锁到位。
（2）防喷器开关的液控管线由壬损坏造成油路不通检查液控管线每套由壬的连接情况，确保油路通畅。
5、防喷器液动部分稳不住压、锁紧解锁不灵活（1）防喷器液缸、活塞、锁紧轴、锁紧活塞密封圈损坏，密封表面损伤。
（2）更换各处密封圈，修复密封表面或更换新件。
6、闸板关闭后试压试不住压（1）闸板之间或闸板与钻具之间密封不到位。
检查密封尺寸是否配套、检查闸板密封胶芯是否完好。
（2）壳体闸板腔顶部密封面损坏，修复壳体闸板腔顶密封面。
（3）侧门与闸板轴之间密封失效，检查并更换侧门与闸板轴之间密封件。
7、控制油路正常，用液压打不开闸板（1）闸板被泥砂卡住。
（2）手动或自动横向锁紧机构没有解锁。
检查锁紧总成。
环形防喷器1、防喷器封闭不严（1）新胶芯，可多活动几次；旧胶芯，若支撑筋已靠拢仍封闭不严，则橡胶消耗过度需更换新的。
（2）旧胶芯严重磨损、有脱块，影响使用的，应当及时更换胶芯。
（3）打开过程中长时间未关闭使用，杂物沉积于胶芯沟槽及其它部位，造成封闭不严。
应当及时清洗、活动胶芯。
（4）蓄能器压力油不足，气源压力过低。
应补充液压油或调节气源压力。
2、防喷器关闭后打不开（1）长期关井或固井后胶芯下残留水泥浆凝固造成。
应清洗更换新胶芯或者防喷器。
（2）冬季有受冻后弹性不足，无法复原。
安装后用蒸汽烘烤或关闭下部闸板用热水浸泡。
国产旋转防喷器的探索研究
文章编号 ：０６ ４ １ （０ １０ — １８ ０ １０ — ４ ４ ２ １ ）３ ０７ － ３
Ｅｘ ｏ ａ ｉ ｎ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｔ ｅ ｄｏ ｅ ｔｃ ＲＢｏ Ｐ ｐｌ ｒ ｔｏ ａ ｄ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｍ ｓ ｉ Ｚｈ ｎ ＨＵ ａｇ ｉ
（ ｉ ｓｕ ｎｒ ａ ｕ ｉｒ ｔ，Ｔ ｒｈ ｉ ａ ｓ ７ １０ Ｃ ｉａ Ｔ ｎｈ ｉ ｏｍ ￣ ｎｖ ｓｙ ｉ ｔ ｕ Ｇ ｎｕ ４ ００，ｈｎ ） ａ ｅｉ ａｓ
目前 ， 国外 旋转 防喷器 技 术发 展 越来 越 成熟 ， 品 种类 型较 多 ， 主要 有美 国 Ｗｉｉｍ 公 司的 系列旋 转 防 ｌａ ｓ ｌ
喷器 、ｅ—ｅｈ公 司 的旋转 防喷 器 、ａｃ 司 的 Ｓ ａ ｓａ ｔ ｃ ｖｒｏ公 ｈｆ －
２ 旋转防喷器的发展现状
旋转 防喷 器并不 是一个 新 概 念 ，０世纪 ６ ２ ０年代 在不增 加 油气价 格 的前提 下 ， 国和其 他 国家 致力于 美
口没有可 靠 的密 封装 置 ， 多 高 效 率 的工 艺 ， 反 洗 许 如
井、 侧钻 等无法 正常进 行 ， 为此 ， 利石 油管理 局 采油 胜
三 综 尔
ｌ 述 出・Fra bibliotek机械 研 究与 应 用 ・
国产 旋 转 防 喷 器 的 探 索 研 究
张 慧
（天 水 师 范 学院 ， 肃 天 水 甘 ７ １０ ４ ０ ０）
摘
要： 介绍我 国旋转防喷器技术 的发展现状 ， 具体分析几种 不同类型 旋转防喷器的 结构特 点， 出旋转防喷 器的发 指
ｆ 系列旋 转 防喷器 及加 拿大 高 山公 司的膨 胀胶 囊 型 ｅ ｒ
旋转 防喷器 。
研究 更有 效和更 经济 的工具 和装 备 ， 始 出现 旋转 防 开 喷器 的雏形 。最 初设 计 的旋转 防喷 器 只用 于 空气 钻 井 ， 来发 展 了用 于 钻 井 液 、 体 钻 井 和地 热 钻井 的 后 气 旋 转 防喷器 。再后 来 又 发 展 了用 于 高压 井 口边喷 边 钻（ 即欠平 衡钻井 ） 的旋 转 防喷器 。
某型号旋转防喷器故障分析与结构改进研究
Ｋ ｅ ｒ ： ｒ ｔｔｎ ｏ ｏ ｔｐｒｖ ｎｅ ； ｐ ｃ ｉ ｅ ； ｓｎ ｌ ｅ ｈａ ｉａ ｅ ｌ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ａｉｇｂｌｗ ｕ ｅ ｅ ｔｒ ａ ｋｎｇｓ ａ ｌ ｉｇｅｍ ｃ ｎｃ ｓａ ｌ
泥浆 进入 轴承 总成 ，将 会造 成致 命伤 害 ．使得 旋 转 防喷
器很 快损 坏 。
本 文针 对某 型号 旋转 防 喷器在 现 场使 用 中出 现 的问 题进 行系 统分 析 ，提 出了几种 解 决 问题 的方 案 ，可望 提 高旋 转防 喷器 密封装 置 的使用 寿命 。
３ ａ 转 轴 直 径 大 于 ２ ０ ｍ ．转 速 １０／ ｎ， 密 封 ５ ＭＰ ， ０ｒ ａ ５ｒ ｍｉ
构形 式 。该旋 转 防喷器 在使 用 中 出现 的问 题 ，如 图 ３所
①拔 中心管非常困难 ； 中心管外壁 与中心管衬套 ②
介质 为 含有 细小 颗粒 的高 温 泥浆 ，工 作 条件十分恶劣 Ｉ ｌ ｌ 。
施 欠平衡 钻 井必不 可 少 的关键 设备 。也 是地 热钻 井 、煤
层气 钻 井 的必要设 备 。在钻 井过 程 中可 以起 到封 隔钻 柱
与环空 的作用 ，实 现边 喷边 钻 。同时将返 出流体 导 离井 Ｅ 。对 于 高压 旋 转 防喷 器 的设 计 ，关键 在 于 密 封技 术 。 ｌ 旋 转 防喷 器 工 作 时 ，作 用 在 其 上 的 动压 ２ ＭＰ ，静 压 ０ ａ
ｓｓｅ ｆ ｒｔ ｌｎｇ ａｔ ｉ ｒ ａｅｒｇ ｔｎ ｅｓｆｒｔ ｅ ｅ ｕ ｅ； ｃ ａ ｅ ｈｅｒ ｃ ｃ ｎ ｙｔｍ ｏ ｈｅｆｌ ｐ ｒ； ｎｃｅ ｓ ｈｉ ｇ ｓｔ ｏ ｈｅｃ ｎｔｒｔ ｂ ｉｉ ｉ ｈ ｎｇ ｔ ｅ ｙ ｈ ｇ ｍｏｄ ｆｔ ｒｇｎａ ｕ ｒｃ ｎ ｎ Ｏ ｏ ｅｏ ｈｅｏ ｉ ｌ ｌｂ ａ ｔａ ｄ Ｓ ｎ，ｔ ｎ ｉ ｉ ｉ ｈｅ ｔ
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Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断及配件国产化研究
摘要：简要介绍了Shaffer旋转防喷器液压泵站的构成及技术特性。
给出了液压系统的故障诊断方法。
根据各种诊断方法的特点及该系统的作业工况，采用合适的诊断方法对该液压泵站的液压系统进行故障诊断。
对设备的部分配件进行国产化，可降低其使用成本。
通过该研究可以及时的排除液压泵站的故障，保证欠平衡钻井作业的正常运行，不仅缩短钻井周期，降低钻井成本，提高经济效益，更重要的是为其它所应用的大型液压设备的故障诊断打下坚实的基础。
关键词：Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断配件国产化
欠平衡钻井技术通过不断的发展完善日渐成熟，在油气勘探开发领域发挥着重要作用。
而在欠平衡钻井工艺中，主要依靠旋转防喷器和节流管汇来完成井口的旋转密封及压力控制。
目前我国研制和生产的旋转防喷器各项技术指标和技术性能与国外相比还有较大差距，针对大庆油田深层勘探的需要，引进了2套由美国Shaffer生产研制的PCWD，并在大庆长垣东部完成8口探井欠平衡钻井施工和2口开发井欠平衡钻井施工。
但在使用的过程中，旋转防喷器的控制中心——液压泵站时常会发生故障，势必影响钻井作业的正常运行，因此必须对液压系统出现的故障进行及时、正确的测试与诊断。
然而液压系统的故障检测是不能直接观测到系统内部非正常工作过程的，如何通过试验获得可信的内外部表征，对系统状态进行及时地分析判断，并诊
断故障，是当前液压系统故障检测的主要研究课题之一。
1 Shaffer旋转防喷器液压泵站的构成及技术特性[1]
液压泵站，是旋转防喷器系统的重要组成部分，是旋转防喷器的控制中心，液压泵站为旋转防喷器提供动力，它能够实现旋转防喷器的关闭、打开、冷却、润滑、压力控制、处理和净化液压油等功能。
包括液压流体调整系统、动力控制系统、静态动力制动系统和电动／电子控制系统。
2开展Shaffer旋转防喷器液压泵站故障诊断及配件国产化研究的目的
要使液压泵站保持良好的技术状态，充分发挥其机械效能，诊断和检测工作是十分重要的。
目前液压泵站没有液压检测设备，大部分故障是靠技术服务人员凭感观和经验，使大量液压元件不能进行精确的标准质量检查和测试，导致元件过早降低寿命。
同时，国内与之配套的维修服务行业却极少。
这两套shaffer旋转防喷器在使用后期，问题的出现越来越多。
该泵站发生故障后很难修复，费用较高。
因此，液压系统元件国产化是必要的和可行的。
3液压系统故障诊断方法
由于液压系统工作元件结构复杂及工作介质的封闭特性，给系统的状态检测及不拆卸在线故障诊断带来困难，目前，主要还停留在人
工巡回检测和定期检修的水平上。
近年来，由于计算机技术、检测技术、信息技术和智能技术的发展，大大地促进了液压系统故障检测与诊断技术的发展。
具体检测方法有感观诊断法、逻辑判断法、加热检测法、参数测量法、振动测量、铁谱技术、功能跟踪筛检法、区段划分法、计算机辅助测试、智能诊断等。
一般地说，用仪器、仪表检测较准确有效。
而且，测试仪结构轻便、工作可靠、价格低廉、操作简单，适用于施工工地、修理厂等场所。
4配件的国产化
引进的液压泵站经过几年的使用，趋于老化，而液压件为进口件，有些为非通用件，采购局限性小、成本高、周期长，这些直接导致维修成本上升。
因此，为了管好、用好引进设备，充分发挥其效率和潜在能力，有必要对这些设备的液压系统配件进行国产化。
(1)选用优质高效、功能相同的国产液压元件或由这些元件所组成的回路，替代引进设备液压系统中易出故障的元件或回路。
[21(2)选用功能相近的国产液压元件所组成的回路替代易出故障且购置困难的元件。
5检测的主要内容和方法
5.1检测内容
在排除液压泵站液压故障中，在没有明确故障部位及原因时，不
能随意拆卸、乱拧，否则会即赔了修理费又误了期限。
液压系统是由动力元件、执行元件、控制元件和辅助元件四大部分组成。
其经常出现的故障有压力故障、动作故障、振动和噪声、油温过高、泄漏、油液污染等。
因此，可以针对这些故障现象，通过对液压泵站液压系统的泵、阀和蓄能器等元件进行诊断实验，从而判断出具体的损坏部位。
5.2检测方法
本研究主要是利用便携式液压测试仪和液压泵站本身所提供的当地控制监控盘和司钻盘对液压泵站进行检测。
便携式液压测试仪主要用于液压元件及系统的不拆卸检测，在使用中可通过管路接口附件串接或并接于液压系统中，通过调节加载阀，对液压泵、溢流阀、控制阀等元件的技术状况进行不拆卸检测。
在一个检测点可同时读出液压系统的温度、压力、流量、泄漏量及功率。
变换测试仪在液压系统中串联或并联的位置，能测试系统中动力元件（液压泵）、控制元件（溢流阀、换向阀等）的性能与工况，从而迅速找出故障部位，分析出液压系统的性能、状态。
当地监控控制盘上安装了九块压力表，可显示出RSBOP（旋转环形防喷器）关闭口和打开口处的压力、循环泵出口与循环过滤器之间的泵压力、RSBOP回油过滤器上游压力、进入热交换器之前回油过滤器下游压力、井口传感器总成和DPRV（双重控制溢流阀）之间的井口传感器压力、旋转动力系统泵的运行压力、静止动力系统蓄能
器的压力和液压控制系统中蓄能器的压力。
通过上述压力可以判断部分元件的工作状态。
司钻盘上有液晶显示器，用来显示设备的当前信息，包括当前运行模式、警告信息、井口压力、控制压力和系统回油温度等参数。
司钻盘上显示的运行模式、压力等信息与实际设备运行模式、压力进行对比，从而确定PLC是否正确运行。
警告信息是非常重要的，有时直接便可以确定发生故障的部位。
6结论及认识
(1)本研究主要利用液压泵站本身的仪表配置和现代化的便携式液压测试仪，通过对液压泵站的液压元件进行大量的检测和现场的故障检测，总结出该液压系统的故障检测方法，为液压泵站的使用和维修人员在排除液压系统故障时提供复杂液压系统正确的连接方式和有效的测试方法。
(2)利用便携式液压测试仪进行液压系统的故障检测是有效的测试方法，能在不拆卸液压系统或尽可能少拆卸的情况下迅速、简便地检查液压系统的性能，准确地判断与发现故障。
(3)通过开展该研究，不仅为欠平衡钻井作业的正常运行打下基础，而且为进一步开展其它所应用的大型液压设备的故障诊断做好技术铺垫。