资源描述：
《歇福尔13_5_8_球形胶芯防喷器的设计探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第10卷第5期重庆科技学院学报(自然科学版)2008年10月歇福尔13-5/8"球形胶芯防喷器的设计探讨1211陈雪童李军刚王坚朱园园(1.西南石油大学,成都610500;2.塔里木油田工程技术部,库尔勒841000)摘要:旋转防喷器是实施欠平衡压力钻井的关键设备。针对歇福尔13-5/8"活塞与隔离环连接密封部位的结构加以改进,增设去除沙石单元。通过实验数据合理选择材料,结合工况条件下的理论计算公式进行强度校合。关键词:氢化丁腈橡胶;活塞;过盈配合;环形防喷器中图分类号:TE902文献标识码:A文章编号:167321980(2008)052009
2、0202环形防喷器,也叫万能防喷器或球形防喷器等,杂,随出厂日期及规格不同而有所差异。歇福尔简称球形,是井控装置的重要组成部分,主要用于钻球形胶芯防喷器的密封共分3个部位密封:活塞井、修井、试油等作业中控制井口压力,防止井喷事外径密封部位(在活塞外径上,封隔油缸开关两故的发生。环形防喷器一般与闸板防喷器配套使腔)、活塞内径密封部位(在壳体上,封隔井压与关用,也可单独使用。它在关井后能小幅度地活动钻闭腔)、密封环密封部位(在密封环上,封隔井压与具,可密封各种尺寸及形状不规则的管柱或工具,可开启腔)。这3个密封部位的活动密封件在1974全封闭井口。工
3、作时一旦发生泄漏,小泥浆进入活年以前,采用组合密封圈,即U形圈夹O形胶条。塞总成,将会对活塞与耐磨环接触面造成致命伤害,国内现有的13-5/8"球形胶芯防喷器属此类结甚至影响整个钻井进程。尤其是在密封含有磨砺性构。从1974年起,为了防止密封处夹泥砂而造成固体颗粒的介质(如钻井泥浆)时,如果无冲洗液或拉缸及密封失效等缺点,已将部分防喷器的组合防护密封以防止固体物质进入其密封面,将会产生密封圈换成双唇密封圈。1976年10月以后生产严重磨损。另外,对振动较敏感,由冲击引起的强烈的所有歇福尔球形胶芯防喷器,内径密封部位和振动可以使密封摩擦面很快磨损。
4、密封环密封部位的第一道密封(封井压的那一道)均采用双唇密封圈代替组合密封圈。1工作原理2.2活塞的结构特点球形胶芯环形防喷器在关闭时,高压油从壳体(1)活塞的径向断面呈“Z”形,行程短,高度下部油口进入活塞下部的关闭腔,推动活塞上行,活低,径向尺寸大。故球形胶芯防喷器较其他类型塞又推动呈半球状的密封胶芯上行。由于受到半球防喷器高度小,横向尺寸大,关(开)一次所需液形顶盖的限制,胶芯在上行过程中被迫沿着顶盖球压油多。面向上、向井口中心移动,直至支承筋间橡胶被挤出(2)活塞高度低,扶正性能差。特别是封闭时,而抱紧钻具或全封闭井口,最后达到封井的目的。
5、活塞处于上部位置,上、下两支撑扶正处距离更小,球形胶芯环形防喷器在打开时,高压油从壳体容易造成卡死、拉缸及偏磨。在国内近几年现场使上部油口进入活塞上部的开启腔,推动活塞下行,作用过程中,巳发现多次拉缸现象。用在胶芯球面上的挤压力消除,胶芯在本身弹性力(3)活塞外圆柱面上粘贴有二道耐磨环(壳体作用下逐渐复位,达到开井的目的。与活塞内圆柱孔配合处也有一道耐磨环)。它避免了活塞运动过程中金属与金属的直接接触,保护壳2活塞及密封的结构特点体与活塞。耐磨环磨损以后,可以更换。2.1密封结构的特点2.3受损情况分析及解决办法歇福尔球形胶芯防喷器各部位密封类型
6、繁根据上述情况提出结构改进。如图1所示,收稿日期:2008206220作者简介:陈雪童(19822),男,沈阳人,硕士研究生,研究方向:石油与天然气装备工程与控制。·90·陈雪童,李军刚,王坚,朱园园:歇福尔13-5/8"球形胶芯防喷器的设计探讨采用刮泥环结构。此结构在活塞往复运动过程式中:Pf为配合面压强,MPa;f为摩擦系数;df中贴合活塞作用,刮除其表面回返泥浆(含小颗为配合面中径,mm;lf为配合长度,mm。粒沙石等)。装配时,可将其一端楔入隔离环内,为确定f,利用压入配合(用压入法实现的联其呈圆台倒置于活塞外表面上,装配采用小过盈接)试
7、验,测得内外圆柱均为30mm、表面粗糙度配合,保证除沙过程完全可靠。材料可选用近年处于0.63～1.25μm、过盈量Δ取80μm的时候,来开发出的新型耐磨耐温材料,如氢化橡胶添加摩擦系数取f为0.164。同时,参照活塞设计尺少量铬的刚合金硫化而成(如氢化丁睛橡胶HN2寸,并以此情况下的计算所得Pf代入,得到的挡BR或聚氨脂橡胶)等。不同硫化体系下,HNBR泥环所承受载荷强度下,此环状物抗弯变形很的力学特性见表1。小,达到强度要求。图1增加刮泥环结构表1HNBR的力学性能300%定伸扯断伸室温下图2变形-压强曲线邵氏硬度拉伸强度应力/MPa长率/%
8、回弹率过氧化物7622.331.3391323结论有效硫化7517.828.439041无硫硫化7716.926.844538歇福尔(S
