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闸板防喷器密封性能试验探讨分析

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闸板防喷器密封性能试验探讨分析

作者:何雨洁王凯吴明扬胡燕

来源:《科学与技术》2018年第25期

摘要:以闸板防喷器为研究对象,根据实验室密封性能试验结果,建立钻井井压与防喷器开启压力数据模型,分析钻井井压与防喷器开启压力之间的关系;建立钻井井压与防喷器关闭压力数据模型,分析钻井井压与防喷器关闭压力之间的关系,根据防喷器密封形式讨论井压对密封性能的影响。

关键词:闸板防喷器;密封性能;数据分析;线性模型

1引言

闸板防噴器作为井控设备的核心组件,主要用在钻井作业中,控制高压油、气、水,并在发生井涌或井喷等突发事故时实现密封或封井[1]。闸板防喷器内部共四处密封[2-3]共同实现

对高压流体有效密封:闸板顶部与壳体间密封,闸板前部与管子间密封,壳体与侧门间密封,活塞杆与侧门间密封。初始密封时,闸板在液压油推力下胶芯挤压密封部位抱紧管柱(或封空),形成前端密封,顶部胶芯在闸板与闸板座挤压过程中,密封橡胶向上微弓,胶芯突出与防喷器腔室凸台间过盈压缩,形成顶密封。当井内存有井压时,流体井压从闸板背部推动闸板向前挤压胶芯,同时闸板下部受井压作用,闸板上浮贴紧防喷器腔室凸台形成密封,称为井压助封。

2 试验过程

2.1初始井压为零的闸板关闭试验

松开闸板关闭装置上的自动锁紧系统,防喷器内装对应试验芯轴,全封或剪切闸板不安装试验芯轴,以10.5MPa关闭油压关闭闸板,施加3.45MPa的初始井压,缓慢增大开启压力直

至出现泄漏或达到最大推荐开启压力(10.5MPa);以10.5MPa关闭油压关闭闸板,井压在上次级别上增加增量3.45MPa,若井压超过34.5MPa,以后的增量为6.89MPa,缓慢增加开启压力直至泄漏,重复上诉过程直至井压等于防喷器额定工作压力。

2.2有上部井压的闸板关闭试验

防喷器内装对应试验芯轴,全封或剪切闸板不安装试验芯轴,以10.5MPa关闭油压关闭闸板,施加3.45MPa的井压,降低关闭压力,直至出现泄漏;泄压并开启防喷器,以10.5MPa

关闭油压关闭闸板,井压在上次级别上增加增量3.45MPa,若井压超过34.5MPa,以后的增量为6.89MPa,降低关闭压力直至出现泄漏,重复上诉过程直至井压等于防喷器额定工作压力。

3试验数据分析及模型建立

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