闸板防喷器液压锁紧装置研究现状

在对国内外液压锁紧装置研究现状进行分析的基础上,介绍了几种不同液压锁紧装置的结构特点和优、缺点。通过资料分析可知,闸板防喷器液压锁紧装置的研制正朝着类型多样、降低闸板胶芯磨损、密封管径范围大、自动化程度及可靠性更高等方向发展。从目前油气勘探开发的需求来看,国内应大力开展液压锁紧装置的研究工作,包括理论研究、检验标准的统一制定、现场应用反馈信息的收集整理等。     

闸板防喷器液压自动锁紧装置的改进

国内使用的闸板防喷器楔面式液压锁紧装置存在不能解锁、闸板打不开及显示机构不能正常显示等缺点。对楔形活塞上的斜面和闸板轴的斜面进行耐磨处理,改进了顺序阀和显示机构。试验及用户使用结果表明：改进后锁紧装置的锁紧与解锁操作灵活、准确、安全可靠,能够满足现场使用的要求。     

FZ35-70C快开侧门式闸板液压锁紧防喷器

传统的钻井防喷器侧门和壳体采用多个大螺栓连接,并且多为手动锁紧闸板,更换闸板时间长,自动化程度低,已不满足现代钻井作业对防喷器的性能要求。为此,研制了FZ35-70C快开侧门式闸板液压锁紧防喷器。对防喷器的总体方案进行了设计,对承载件采用接触分析,在保证强度的基础上,对其结构进行了优化,并对其进行了厂内和现场试验。试验结果表明:该防喷器开关反应灵敏,动作准确,完全满足设计要求,且操作简单,自动化程度高,减轻了工人的劳动强度。该防喷器的研制成功为液压闸板防喷器结构的进一步优化提供了参考。     

液压防喷器剪切闸板的设计

介绍了根据API　Spec16A的要求设计的液压防喷器用剪切闸板，确定了设计剪切闸板的目标、方案、结构、剪切力大小的计算、密封结构及密封件的设计，根据试验结果推导出了计算剪切力大小的经验公式，为其他类型剪切闸板的设计提供了依据。     

闸板防喷器承压件在线监测装置的研制

鉴于目前国内还没有对防喷器运行状态进行在线监测的仪器或装置,为确保防喷器运行状态安全,研制了闸板防喷器承压件在线监测装置。该装置是通过安装在闸板防喷器腔体内部及壳体上的传感器,监测其内部工作压力、油路开关压力、内部温度和关键部位形变参数,实现了对闸板防喷器在出厂前、井控车间和钻井现场全过程监管。还能对各种超规范工作环境及超安全极限进行报警,提高了现场闸板防喷器运行的可靠性。试验及应用结果表明,该装置能满足井控车间各种试验的数据监测及意外着火情况下数据保存的要求,提高了防喷器安全管理水平。     

闸板防喷器侧门密封失效研究

侧门是闸板防喷器中的关键部件。建立了闸板防喷器侧门的三维实体模型,用Solidworks有限元分析软件对侧门进行了承载能力分析,考虑了材料的弹塑性特性,分析了侧门密封圈应力应变情况,同时,在侧门承受35MPa均匀压力作用下,得出了原始侧门与改进后侧门的应力、应变和内轮廓的变形量,最后提出相应的分析及其改进措施。为验证设计的可靠性、合理性及进一步改进设计提供了依据。     

液压闸板防喷器胶心抱紧力分析计算

闸板胶心是闸板防喷器封井的关键元件。胶心抱紧力是衡量闸板胶心能否可靠封井的重要参数。根据闸板防喷器工作性能要求,通过建立闸板总咸力学模型,应用橡胶非线性大变形理论,导出了闸板胶心抱紧力计算式,并编制了计算机程序。     

安全可靠的闸板防喷器防提报警装置

闸板防喷器是石油钻井现场井控装置的主要组成部分,它主要分为单闸板和双闸板;根据闸板形式不同有半封闸板、全封闸板、剪切闸板和变径闸板。当防喷器闸板处于开启状态时,可以进行钻进、起下钻或其它正常作业。当闸板防喷器由于某种原因关闭,比如防喷演习、封井器试压、远程控制台误操作等。     

闸板防喷器剪切力预测及刀具结构影响研究

闸板防喷器是井口控制装置的重要组成部分,需要确保其能够在紧急情况发生时及时剪断钻杆以实现安全封井。为探究闸板结构参数对剪切能力的影响同时实现准确预测,采用ABAQUS有限元软件的显式模块对构建的闸板剪切钻杆模型进行仿真计算,通过分析剪切运动过程确定闸板结构参数V形角、刃面倾角、刀具厚度及钻杆结构参数外径和壁厚,对不同结构参数下单个变量与最大剪切力的关系做变量仿真分析,给出考虑相关参数的最大剪切力预测最优结构模型,并对该刀具形式下的预测公式做出拟合。研究结果表明：所建有限元模型计算结果为1 143.9 kN,与试验值1 179.4 kN很接近;刃面倾角、钻杆管径和壁厚与最大剪切力呈正相关关系,V形角与最大剪切力呈负相关关系,刀具厚度对其影响可忽略;公式预测结果和仿真数据的平均相对误差为5.38%,满足工程实践要求。研究结果可为防喷器闸板的最大剪切力预测和刀具结构参数的优化设计提供一定参考。     

滩海油田修井作业防喷器设计研究

基于滩海油田现场作业的实际情况和人机工程学及安全可靠性的要求,设计了高度尺寸小、机械和液压并联锁紧及卡瓦抱紧闸板于一体的滩海油田修井作业防喷器,并对主要承压件壳体进行了额定工作压力和静水试验压力下的有限元分析,得到应力分布规律,强度达到要求,安全可靠。     

带压作业闸板防喷器胶芯密封性能分析

利用三维建模SolidWords软件及有限元分析软件ABAQUS,建立了带压作业闸板防喷器胶芯与管柱密封结构的三维简化模型。该密封结构属于组合式密封结构,由丁腈类橡胶(NBR)组成的橡胶基体和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)组成的耐磨块构成。研究了3种不同封井压力作用下胶芯与管柱之间的应力分布规律。结果表明:在液压封井力为20 MPa时,该闸板防喷器胶芯可用于密封井底压力不超过35 MPa的带压作业环空; 胶芯失效位置主要集中在橡胶基体与上下垫板接触区域及耐磨块圆弧面上靠近中线位置区域,与现场实际应用中胶芯的失效位置基本相符,验证了分析的正确性。     

环空测试防喷装置的回顾和发展

在抽油井环空测试过程中 ,防喷装置是保证油井压力稳定不变的重要设备。我国经过二十多年的努力 ,先后研制成功“直立式”、“倾斜式”、“纳入式”和“可放式”等多种结构的环空测试防喷装置。文中详细介绍了各环空测试防喷装置的结构、原理和操作要点 ,并针对各自不同的特点 ,分析了存在的问题     

液压闸板防喷器胶心的封井机理与结构参数设计

论述了闸板防喷器胶心的封井机理与封井过程中的封井力、密封比压与胶心前部密封储胶量的计算公式，讨论了影响闸板防喷器胶心封井比压和使用寿命的胶心结构参数提出了合理选择胶心结构参数的建议。     

深水采油树井口连接器锁紧机构设计研究

分析了水下采油树的关键部件——井口连接器的功能、类型及结构.针对水深300 m、设计压力为34.5 MPa(5 000 psi)、设计温度为-18～121℃的卧式采油树,根据ISO 13628 4和API17D相应规范,在考虑井口结构、目标油田油藏特性和环境参数的基础上,设计采油树井口连接器,并对关键部件C型锁紧环所需要的液压锁紧力进行计算分析;利用ABAQUS软件对液压锁紧力进行验证和强度校核.计算结果表明:所设计的锁紧机构满足井口连接器和水下采油树的需要.     

多功能油井液压阻喷装置研制与应用

针对油田修井作业采用闸板防喷器防止井喷存在的问题,为有效提高油井作业装备的技术水平,研制了一种多功能油井液压阻喷装置。该阻喷装置全部采用液压驱动技术,具有结构紧凑、机械化程度高、安装简便、安全可靠等特点。室内试验和现场应用表明：该装置满足井控安全要求,性能可靠,可操作性强,各项技术指标均达到了设计要求。     

新型压裂用防砂水力锚试验研究

概述了新型水力锚的结构设计、挡砂性能试验研究及工具性能特点。利用工具结构设计和室内试验相结合的方法,研究了新型防砂水力锚,提高了工具安全性能;该工具可以有效过滤细砂,挡砂精度达到60~100μm,能广泛应用于直井、斜井及水平井中,满足压裂以及采油、注水的工艺要求。