第三章 闸板防喷器

2）开启时：液压油经壳体开启油口→壳体油路→ 铰链座→侧门油路→液缸开启腔。
闸 板 上 部 与 壳 体 之 间 密 封
闸板前部与钻具之间密封
壳体与侧门之间的密封图
活塞杆与侧门间的密封（双向密封）
3、活塞杆密封结构特点
活塞杆密封是双向密封， 防止井内介质和油缸油液互 相窜漏，起保护液压油免受 污染和漏失，减少泵及阀件 磨损等作用。 密封分为两组，中间 由一间隔铜套将其分开。利 用密封元件实现的密封称为 一次密封。 部分闸板防喷器设有二次 密封装置。
加注二次密封脂的操 作步骤是： 卸掉二次密封孔口 的六角堵头，用适当 工具顺时针转动注入 螺钉，强制棒状塑料 密封脂通过单流阀， 经间隔铜套径向孔进 入密封面。 注意！注入量不宜 过多，止漏即可。否 则，会增加活塞杆的 磨损及开关闸板的阻 力。
活塞杆二次密封装置：

二次密封装置的作用是： 活塞杆密封失效时，井 内介质或液压油会从泄流 孔中流出，此时，就可以 利用二次密封装置注入塑 料密封脂（二次密封脂） 让其进入密封面，形成强 制密封。
六、闸板防喷器主要部件的结构特点
1、壳体特点： 主要承压件，采用 高强度、高韧性合金钢 锻造成型。保证防喷器 使用安全可靠。 壳体闸板腔采用长圆形， 减少集中应力
2、闸板结构特点
闸板是闸板防喷器的核心部件，闸板有半封闸板、全封 闸板、变径闸板、剪切闸板。
单面半封闸板：
双面半封闸板：
半封闸板
整体式剪切闸板
二、闸板防喷器的类型
按闸板付数分
单闸板防喷器 双闸板防喷器
三闸板防喷器 全封闸板防喷器
类型
按闸板功用分
半封闸板防喷器
剪切闸板防喷器 变径闸板防喷器
单闸板防喷器
双闸板防喷器
全封闸板
半封闸板
变径闸板
剪切闸板
三、剪切闸板操作参数 1、液控关闭压力≥14MPa，最大为 21MPa； 2、可剪切5″，S-135级，壁厚9.19mm 的钻杆，剪切液控关闭压力≥14MPa； 3、可密封最大工作压力105 MPa。
第三章 闸板防喷器
一、闸板防喷器的作用 二、闸板防喷器的类型 三、闸板防喷器的结构 四、闸板防喷器的工作原理 五、闸板防喷器密封原理及密封有效措施 六、闸板防喷器主要部件的结构特点 （壳体、闸板、活塞杆密封结构、侧门、锁紧装置） 七、闸板防喷器的基本关井、开井操作 八、闸板防喷器的正确使用与管理
一、闸板防喷器的作用
五、闸板防喷器密封原理及其特点
1、四个密封位置：
闸板的密封原理：是在外力作用下，闸板胶皮被挤压 变形起密封作用。 闸板防喷器要达到全封闭井口，必须要以下密封同时 起作用，即：
ü 顶密封：闸板顶部与壳体内顶面的密封； ü 前密封：闸板前部与钻具的密封； ü 侧密封：壳体与侧门间的密封； ü 轴密封：活塞杆与侧门间的密封;
可以当作防喷器的普通全
封闸板使用。
剪切示意
剪切后的钻杆断口
4、闸板防喷器侧门
侧门作用 ： 1. 封闭闸板室
2. 传递液压油
3. 安装双向密封 4. 拆换闸板
传递液压油
闸板防喷器侧门类型
类型：
1. 平直移动式
承重与液路合一式铰链
2. 旋开式
承重与液路分开式铰链
2FZ35—
平移式侧们打开状态：
1. 液控换向手柄关井置于关位(沟通油路) 2. 手动关井
闸板防喷器的开井步骤
1. 手动解锁 2. 液压开井
液压开井图
卸液控油压图
六、闸板防喷器的正确使用及管理
1 、井喷时可用闸板防喷器封闭空井或与闸板尺寸相同的 钻具。需长时间关井时，应手动锁紧闸板，并挂牌标明开 关后锁紧情况，以免误操作。锁紧或解锁手轮均不得强行 板紧，扳到位后回1/4-1/2圈。 2 、使用中所装的闸板规格，在现场至少有一付备用件， 一旦所装闸板损坏，能及时更换。 3 、严禁用打开闸板防喷器的方法来泄井内压力。每次打 开闸板前，应检查手动锁紧装置是否解锁到底；打开后要 检查是否全开(闸板总成后退到体内)，不得停留在中间位 置，以防钻具碰坏闸板。 4 、打开和关闭侧门时应先泄掉控制管汇压力，以防损坏 铰链的“ O” 形圈，打开侧门换闸板，要注意用液压开关 闸板时，避免蹩坏闸板、闸板轴或铰链。不许同时打开两 个侧门。
三、闸板防喷器的结构
结构：由壳体、侧门、油缸、活塞、 活塞杆、锁紧轴、缸盖、闸板等组成。
闸板防喷器的结构图
双闸板防喷器的结构图
闸板防喷器的结构图
四、闸板防喷器的工作原理
关井过程： 液压油经关闭油口—壳体油路—铰链座—侧门油路— 液压油缸油路—缸盖油路—关闭腔—推动活塞与闸板--关井
开井过程： 液压油经开启油口—壳体油路—铰链座—侧门油路— 开启腔 —推动活塞闸板离开井眼中心—闸板缩入闸板 室开井
5、闸板手动锁紧装置
手动锁紧装置功用 手动锁紧装置类型 手动锁紧装置组成 手动锁紧装置的结构、特点 手动锁紧的判断方法 手动锁紧装置操作方法

手动锁紧装置的功用：
1. 保证长期可靠地封井— BOP液压 关井后，用机械方法将闸板固定 住，然后将液控压力油的高压卸 掉，以免长期憋压损坏油路；防 止开井失控误操作。 2. 手动操作实现关井—在液控系统 发生故障后，仍可人工操作实现 闸板BOP关井动作。
手动锁紧与解锁的操作要领
锁紧 顺旋 解锁 逆旋
到位 到位 回旋 回旋
五、闸板防喷器的基本关井、开井操作 （司钻控制台上）
1、液压关井
（1）液压关井-----在钻台上操作空气换向阀 进行关井动作。 （2）手动锁紧-----顺时针旋转操作杆手轮， 到位后回旋两手轮1/4—1/2圈。
五、闸板防喷器的基本关井、开井操作
手动机械锁 紧装置组成
操 纵 杆
万 向 节
手 轮
活塞杆 锁紧轴 油缸
锁 紧 轴 随 动 结 构 （ 螺 杆 式 )
-
手 动 锁 紧 花键轴套结 装 构 (花键轴式) 置 类 型
简易锁紧结 构(简易式)
机械锁紧装置状态判断 改良简易式 锁紧结构状 态示意
解锁时丝扣外 露，易生锈、 损坏。手动关 井费力。
7、（ ）剪切闸板不能用于剪切方钻杆. 8、（ ）套压不超过7Mpa情况下，用环形防喷器进 行不压井起下钻作用时，应使用18度斜坡接头的钻 具，起下钻速度不得大于0.2m/s。 9、（ ）旋转闸板防喷器的侧门时，储能器装置上 控制该防喷器的换向阀应处于关位。 10、（ ）手动锁紧操作是：顺旋、到位、回旋； 手动解锁操作是：逆旋、到位、回旋。 11、( )闸板防喷器主要有壳体、侧门、油缸、活 塞与活塞杆、锁紧轴、端盖、顶盖等部件组成。 12、( )对于半封闸板防喷器，所用半封闭板尺寸 与井内钻具尺寸必须一致。
8、进入目的层后，每天应开关管子闸板一次，检查开 关是否灵活。并检查手动锁紧装置是否开关灵活。 9、配装有环形防喷器的井口防喷器组,在发生井喷紧急 关井时必须按以下顺序操作: 首先 ,利用环形防喷器封井。其目的是一次封井成功并 防止闸板防喷器封井时发生刺漏。 然后 ,再用闸板防喷器封井。其的是充分利用闸板防喷 器适于长期封井的特点。 最后，及时打开环形防喷器。其目的是避免环形防喷 器长期封井作业。
活塞杆处的二次密封装置
闸板防喷器的四处密封：
2、为了有效密封采取的措施：
f 浮动式闸板密封
f
f f
井压助封
自动清砂 自动对中
措施1：浮动式闸板密封


闸板总成与壳体的闸板 室有一定的间隙，允许闸 板在闸板室内上下浮动。 闸板这种浮动特点，既 保证了密封可靠，减少橡 胶磨损，延长胶芯使用寿 命，又减少了闸板移动时 的摩擦力。
措施3：自动清砂
闸板的底部有两条向 井眼倾斜的清砂槽
闸板开关动作时， 遗留在此的泥沙被闸板 排入槽中滑落井内。防 止堵塞，减少阻力与磨 损。
Fra Baidu bibliotek措施4：自动对中
闸板的前端具有相互 突出的导向块，又插 入对面闸板的凹槽内， 导向块斜面能迫使钻 具在闸板关闭的过程 中移向井眼中心，保 证闸板与钻具间密封 可靠。
浮动式闸板密封

对于压块与闸板体分成两体的闸板总成，关闭后继续施 加压力，压块与闸板体间的橡胶被挤向上突起，在闸板 室顶部的凸面形成密封，当开启闸板时，闸板顶部密封 橡胶离开克体内上凸面，闸板回到闸板室内。
措施2：井压助封
在井内有压力时， 能从封闭的闸板背部 和下部产生一种助封 推力，助长前部和顶 部密封。 井内介质压力愈大， 助封力愈大。
1、 ( ) 闸板防喷器可用以长期封井，环形防喷器也
允许长期关井作业。 2、( ) 选择防喷器压力等级时，考虑套管最小抗内 压强度、套管鞋破裂压力即可。 3、（ ）手动锁紧装置既能实现手动关井，又能实现 手动开井。 4、（ ）在进行手动关井时，应先将远程控制台相应 换向阀手柄搬至关位。 5、（ ）闸板总成与壳体放置闸板的体腔有一定间隙, 允许闸板在壳体腔内上下浮动。 6、（ ）闸板防喷器无论是关闭锁紧或解锁，都必须 把手轮旋到底，不得中途停在一个位置。
1 封 零—井内无钻具用全封闸板 （盲板）封闭井口。 2 封 环 空 —井内有钻具时，配用 相应尺寸的半封闸板（管子闸板） 封闭环形空间。 3 剪切钻具—井内有钻具又需全封 井口时，可用剪切闸板迅速剪切钻 具全封井口。
4 代替四通—壳体上有侧孔，可连 接管线代替节流管汇循环钻井液节 流防喷和压井。
旁侧孔图
活塞
端盖
锁紧轴
机械锁紧装置状态判断 花键轴套结构 的锁紧状态
手动操作时， 花键轴只旋转 不做轴向移动， 是否锁紧不易 判断，需挂牌 标明。 锁紧状态
未锁紧状态
机械锁紧装置状态判断 锁紧轴随动结构状态示意
未锁紧状态 锁紧状态
丝扣不外露，不 生锈、损坏。
锁紧轴随动结构：
关井 解锁
锁紧
六
复习题
1、闸板防喷器有何作用? 2、闸板防喷器由哪些主要部件组成?按闸板室的数量 可分为几类? 3、简述闸板防喷器的工作原理。 4、闸板防喷器必须保持哪几处密封才能处于全封闭 状态? 5、长期关井是用环形防喷器，还是用闸板防喷器?为 什么? 6、手动关井和开井怎样操作? 7 、闸板总成的结构有几种 ? 各种闸板总成的结构特 点是什么? 8、闸板锁紧轴有几种?其原理是什么? 9、换闸板应怎样操作?
闸板防喷器侧门开关守则
ü侧门不应同时打开.
ü旋动侧门时,液控压力油应处于卸压状态. ü更换完防喷器密封部件，试压合格后方能使用。
拆换闸板的操作顺序：
1. 卸 压—蓄能器上该换向阀手柄置于中位。 2. 开侧门—拆下侧门紧固螺栓,旋开侧门。 3. 液压关井—使闸板从侧门腔内伸出。 4. 拆旧换新—注意装正、装平。 5. 液压开井—使闸板缩入侧门腔。
5、有二次密封装置的闸板防喷器，只有在活塞杆密封 处严重漏失时，才使用二次密封装置注入密封脂。注入 量不宜过多，止漏即可，以免损坏活塞杆，一有可能就 立即更换活塞杆密封，不可长久依赖二次密封装置。 6、若闸板在正常压力下打不开时，可在认真分析原因 的基础上处理，对“库美”及仿库美型控制系统，可打 开管汇旁通阀，直接用蓄能器的21MPa压力来控制，若 仍打不开，则还可用气——液泵直接打压至36.5MPa控制， 但这须将蓄能器进出油截止阀关闭后，才允许升至 36.5MPa。 7 、当井内有钻具时，严禁关闭全封闸板。特殊情况时， 可用剪切闸板在剪断井内钻具的同时，封闭井口。
（司钻控制台上）
2、 液压开井
（1） 手动解锁-----逆时针旋转操作杆手轮 到位后回旋两手轮1/4—1/2圈。 （2）液压开井-----在钻台上操作空气换向阀 进行开井动作。
闸板防喷器的关井步骤
正常情况（远程控制台上） 1. 液压关井 2. 手动锁紧
闸板防喷器的手动关井步骤
特殊情况（液控失效）
剪切闸板的结构特点和用途：
剪切闸板结构特点： 剪切闸板分为上闸板 和下闸板，关闭时两部合 拢将钻杆剪断，继续关闭 实现密封； 均采用V形刀刃，降低实 际剪切关闭压力，增大剪 切应力，提高剪切能力。 剪切闸板用途：井、修井或 试油等作业过程中遇到紧 急情况时，关闭剪切闸板 可切断井内管柱，强行封 井 装配在防喷器中使用， 当在钻，在正常情况下也
6. 卸 压—蓄能器上该换向阀手柄置于中位。
7. 关侧门—旋闭侧门，上紧螺栓。
8. 试 压—根据防喷器额定压力进行试压。
5、闸板锁紧装置
闸板防喷器 机械锁紧装置
自动锁紧装置 手动锁紧装置
闸板防喷器自动锁紧装置 自动锁紧装置—利用液压完成 的机械锁紧装置。适用于无法 进行人工操作的环境。 缺点：不能手动关井，液控失 效情况下无法进行关井动作。 操作特点—闸板BOP利用液压实 现关井后，随即在液控油压作用 下自动完成闸板锁紧动作；闸板 BOP利用液压开井时，在液控油 压作用下首先自动完成闸板解锁 动作，然后再实现液压开井。