环形防喷器(D型)

使用说明书
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
目录
1.用途 (2)
2.产品规格及技术参数 (2)
2.1.环形防喷器型号说明 (2)
2.2.技术参数 (4)
3.工作原理 (9)
4.结构特点 (10)
4.1.结构简单可靠 (10)
4.2.耐磨圈结构 (10)
4.3.唇形密封圈结构 (10)
4.4.抗硫化氢性能 (11)
4.5.球形胶芯 (11)
5.操作与维护 (12)
5.1.安装 (12)
5.2.强行起下钻操作 (13)
5.3.正确使用环形防喷器 (14)
6.零部件拆装 (14)
6.1.拆卸 (14)
6.1.1.胶芯的更换 (14)
6.1.2.支持圈与活塞拆卸： (15)
6.2.装配 (15)
7.FH54-35的零部件拆装 (15)
8.橡胶件的存放 (17)
9.故障判断及排除方法 (17)
9.1.防喷器封闭渗漏 (17)
9.2.防喷器关闭后打不开 (17)
9.3.防喷器开关不灵活 (18)
10.修理包明细 (18)
11.定货说明 (20)
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
通径代号见下表：
表 2 通径代号
2.金属材料的温度等级：
表 3 金属材料的温度等级
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 15ºF(-26℃) A 180ºF(82℃) B 0ºF(-17.8℃) B 200ºF(93℃)
C 10ºF(-12.2℃) C 220ºF(104℃)
D 20ºF(-6.7℃) D 250ºF(121℃)
如BB 代表-17.8℃
~93℃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
2.2.技术参数
表 5：环形防喷器（D型）规格及技术参数：
精品
表 6：环形防喷器（D型）技术参数
注:1.法兰型式均采用API 6A标准
精品
精品
精品
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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
精品
表 8 FH54-35环形防喷器零件明细
3.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 5 FH54-35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 6
5.操作与维护
5.1. 安装
在钻井装备中，环形防喷器尚需配备下列设施：
⑴液压控制装置；
⑵联接到防喷器下端关闭口的控制管线；
⑶联接到防喷器上端开启口的控制管线；
⑷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；
⑸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）
表 10 螺柱、螺钉联结上紧扭矩推荐值（英制）
5.2. 强行起下钻操作
强行起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：
⑴先以10.5MPa的关闭液压关闭防喷器
⑵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18º接头的钻具，过接头时起下钻的速度不得大于0.2米/秒；
⑶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。

⑷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
⑴防喷器在现场安装后，应按照有关标准规范条例要求进行现场试压；
⑵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；
⑶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！
⑷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；
⑸严禁用打开防喷器的方法来泄井内压力，以防刺坏胶芯；
⑹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；
⑺防喷器的开、关应使用液压油，并应注意保持清洁；
⑻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
⑴卸掉顶盖与壳体的联接螺母（序号5）；
⑵吊起顶盖；
⑶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：
⑴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，平稳吊出支持圈；
⑵在活塞内拧入吊环螺钉，将活塞平稳吊出。

6.2. 装配
⑴检查支持圈、活塞和壳体上的耐磨圈（序号12、14、16）若有损坏或严重磨损，则应进行修理，重新粘贴加工；
⑵检查支持圈、活塞和壳体上的密封圈，若有损坏、老化应进行更换；
⑶用机械油润滑壳体内表面，活塞及支持圈表面；
⑷将活塞吊装入壳体；
⑸将支持圈装入壳体；
⑹用防水黄油润滑顶盖内表面及活塞支撑面，联接螺柱涂丝扣油；
⑺将胶芯装于活塞顶部；
⑻将顶盖装入；
⑼将顶盖与壳体联接螺柱拧紧；
⑽壳体上的进、出油口用丝堵堵上，防止脏物进入。

7. FH54-35的零部件拆装
7.1拆卸（序号见产品结构图3） 7.1.1胶芯的更换
⑴ 拧紧爪盘支护螺钉（序号19），然后松开爪盘螺钉326圈（序号17），将
爪盘（序号15）退出顶盖，进入壳体环槽中，卸掉壳体上进出打开腔及关闭腔油口上的丝堵或管线。

⑵ 取下调节螺钉及顶盖夹头（序号22，23） ⑶ 平稳地吊出顶盖。

⑷ 在胶芯上拧入吊环螺钉，吊出胶芯。

若井内有在钻具时，应先用锋利的割胶刀（借助撬杠，肥皂水润滑刀刃；不能使用锯条或其它钝的切割工具）将新胶芯从一侧任意两个支撑筋之间割开（参见图6），割面要平整。

同样，将旧胶芯割开，吊出，换上割开的新胶芯。

7.1.2 防尘圈的拆卸
拆掉胶芯后，在防尘圈上拧入吊环螺钉，平稳吊出防尘圈。

7.1.3 活塞的拆卸
拆掉防尘圈后，在活塞上拧入吊环螺钉，平稳吊出活塞。

7.2 装配
⑴ 检查各密封件有无损坏，若有则更换；
⑵ 用机械油润滑壳体内表面，活塞、防尘圈及爪盘涂润滑脂； ⑶ 将支撑筒装入壳体内，拧紧连接螺栓； ⑷ 将活塞平稳装入壳体内；
⑸ 将防尘圈平稳装入壳体与活塞组成的环形空间内；
⑹ 将胶芯装入，胶芯外球面涂敷复合铝基润滑脂或钻杆密封脂； ⑺ 将顶盖装入，顶盖内球面涂敷复合铝基润滑脂或钻杆密封脂；
⑻用调节螺钉及顶盖夹头（序号23，22）压下顶盖；
⑼松开爪盘支护螺钉（序号19），将爪盘螺钉（序号17）拧紧；
⑽将爪盘支护螺钉拧紧（序号19），然后再将其松开1圈；
⑾将壳体上的进出油口用丝堵堵上（防止异物进入）。

8.橡胶件的存放
所有橡胶件都应按下列规定合理存放：
1.根据新旧程序按时间顺序编号，先旧后新依次使用；
2.必须存放在光线较暗且又干燥的室内。

温度不能太高，一般为0-25ºC，
避免靠近取暖设备和阳光直射；
3.不能有腐蚀性物质溅到橡胶件上；
4.橡胶件应远离高压带电设备，因为这些设备可能产生臭氧；
5.应让橡胶件在松驰状态下存放，不能弯扭，挤压和悬挂；
6.经常检查，如发现有变脆、裂、弯曲、出现裂纹者不可使用；
7.一般条件的有效期为2年。

9.故障判断及排除方法
9.1. 防喷器封闭渗漏
⑴若新胶芯关渗漏，可多次活动解决，若支承筋已靠拢仍不能封闭则应更换胶芯；
⑵对旧胶芯有严重磨损，脱块，已影响胶芯使用，也应及时更换；
⑶若打开过程中长时间未关闭使用胶芯，使杂物沉积于胶芯槽及其他部位，应清洗胶芯，并按规程活动胶芯。

9.2. 防喷器关闭后打不开
这是由于长时间关闭后，胶芯产生永久变形老化或是在用于固井后胶芯下有凝固水泥而造成。

在这种情况下，只有清洗或更换胶芯。

9.3. 防喷器开关不灵活
⑴液控管线在联接前，应用压缩空气吹扫。

接头要清洗干净；
⑵油路有漏失，防喷器长时间不活动，有脏物堵塞等，均会影响开关灵活性，所以必须按操作规程执行。

10.修理包明细
参见图2和图3。

表 11 FH18-21 、FH18-35环形防喷器（D型）修理包零件表
表 12FH23-21环形防喷器（D型）修理包零件表
表 13 FH23-35环形防喷器（D型）修理包零件表
表 14 FH28-21环形防喷器（D型）修理包零件表
表 15 FH28-35环形防喷器（D型）修理包零件表
表 16 FH35-21、 FH35-35环形防喷器（D型）修理包零件表
表 17 FH53-21环形防喷器（D型）修理包零件表
表 18 FH54-35环形防喷器（D型）修理包零件表
11.定货说明
在订购我公司的任何一台环形防喷器时，请参照技术参数表5、6，应说明以下几方面内容：
1．规格型号，即通径尺寸和工作压力；
2．所用环形胶芯类型是球形还是锥形，即D型还是A型；
3．联接方式：底部联接的尺寸、工作压力和密封垫环槽规格；顶部联接的尺寸、工作压力和密封垫环槽规格；
4、工作温度范围：包括金属件的温度等级和橡胶密封件的温度等级；
5．密封垫环槽是否堆焊不锈钢；
6、用于硫化氢环境的要求；
7．除随机所带的备用件外，另外所需备用件；
8．防喷器使用和安装的其他特殊要求；
9. 订购配件时请参照表7或表8，提供零件名称、零件号和数量。

如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！。