闸板防喷器密封失效原因及对策分析

2014-08-15 00:51周四祥中石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司江苏泰州225300
化工管理 2014年14期
关键词:侧门喷器闸板

周四祥(中石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司 江苏 泰州225300)

前言

在封闭情况下,利用壳体旁侧出口或者下部四通所连接的管线,才能进行节流放喷、钻井液循环、压井等作业。作为二级井控的重要设备,闸板防喷器能够为压井提供良好的保证,使井内压力达到相互平衡的目的,但要发挥这一功效,需要保证闸板防喷器密封的可靠性,不能出现密封失效的现象,否则,会导致井喷等恶劣现象[1]。但闸板防喷器密封易出现失效现象,下面具体分析影响密封效果的相关因素。

一、闸板防喷器主要密封的部位

闸板防喷器的密封部位主要是两个部位:一级密封部位、二级密封部位。其中,一级密封部位指的是关井后直接承受井内压力的部位,要使闸板防喷器处于全封闭井口的效果,以下四处的密封必须同时起作用。分别为闸板防喷器壳体和侧门的密封、侧门腔和闸板轴的密封、钻具和闸板前部的密封、壳体内顶面和闸板顶部的密封。二级密封部位指的是不与井内压力直接接触的部位,包括关两缸和液缸内开间的密封、液缸和闸板轴间的密封、铰链内油道的密封、缸盖和液缸间的密封。

二、闸板防喷器密封失效的主要原因

1.影响闸板防喷器壳体和侧门密封的因素

在壳体和侧门的接合面上一般会装上密封圈(也有一些闸板防喷器是端盖与壳体间的密封),位于侧门的紧固螺栓起到压紧密封圈的作用,以防止油气的泄漏。通常情况下,井口的压力比较高,在侧门密封圈中装有金属物,而若井口压力比较低的情况,则会使用“O”型纯橡胶的密封圈。分析这一密封部位出现密封失效的原因主要有以下几点因素:⑴侧门和壳体平面的粗糙度;⑵密封圈的质量影响,包括密封圈表面的粗糙程度、受夹织物的强度大小影响;⑶闸板防喷器和密封圈高抗塑性的配套精确尺寸影响;⑷侧门槽与壳体槽的平行度影响。除了以上因素之外,若侧门密封圈长期处于高压下或长期在野外使用,也可能会出现塑性变形情况,导致密封失效。

2.影响侧门腔和闸板轴密封的因素

为预防高压下出现油气与液缸串漏现象,在侧门腔和闸板轴之间的环形空间内,设有密封圈组。该部位影响密封效果的主要因素有闸板轴的圆度、加工精度、垂直度、形位公差、粗糙度、配套密封圈组的质量和尺寸大小等。一旦以上因素未达到标准使用要求,则会影响密封效果,造成密封失效。

3.影响钻具和闸板前部密封效果的因素

这一部位的密封主要是依靠闸板前部的在胶芯,在手动或液压推力的作用下将管柱抱紧而实现密封的。分析造成这一部位密封失效的主要影响因素是:闸板总成开关不到位、闸板胶芯质量问题。若钻具造成闸板胶芯前端撕裂或严重磨损时,高压井内的气液会出现泄漏而导致封井失效[2]。闸板总成开关不到位,胶芯无法与钻具抱紧也会造成密封失效。

4.影响壳体内顶面和闸板顶部密封的因素

在闸板的平面设有顶封胶芯,在井内高压的作用下,顶封胶芯紧压壳体内的顶面,从而形成密封面。因此,影响这一部位密封效果的因素主要有:壳体内顶面的粗糙度和平面度、顶封胶芯的质量。若闸板防喷器的壳体内部受到泥浆、油污、地层沙等污染,会影响壳体的平整度和粗糙度,从而易造成密封失效。另外,顶封胶芯一般在恒温室内保存不能超过两年,一旦超过这个期限或保存不当,就会影响密封胶芯质量,造成密封失效。

以上主要是对一级密封部位影响密封效果相关因素的分析,除这些主要因素之外,二级密封部位若出现问题,也会造成闸板防喷器密封失效,如铰链座密封失效、液缸开启、锁紧轴密封失效、关闭腔互相窜漏等。

三、防止闸板防喷器密封失效的对策分析

1.从源头上控制闸板防喷器的质量

闸板防喷器的生产和设计应由业内公认技术水平较高的厂商完成。在呈交指定单位进行设计时,要求其在遵循相关的设计标准之外,还应结合实际情况以及信息反馈进行设计改进。注意控制好设计的尺寸、配合精度、表面粗糙度等,尤其重视闸板轴的密封组件设计。进行二次密封脂注入孔设计时,保证二次密封脂能在渗漏的紧急情况下能及时挤入密封件位置。除此之外,在设计闸板轴密封观察孔时,保证发生密封件渗漏时能透过肉眼就能观察到密封失效的方向[3]。

2.严格按照规范的操作规程进行操作

为避免出现密封失效的情况,应严格按照规范的操作规程进行操作。并做到用前认真检查、使用过程正确无误、用后维护保养。使用前应认真检查相关器件的状态、质量。在此过程中,检验人员必须经过专业培训,拥有过硬的专业技能,同时必须配备专业的仪器、工具,以能够对产品做出正确判断。检查无误后,才能按规程进行操作。另外,应在空调房内设置适当的温度存放密封件,对于金属件则应作防锈处理后再保存,而对于超期的密封件则作废处理。与其他装备一样,闸板防喷器也应建立使用档案,认真记录好修理、回厂检修、更换、试压等相关内容。同时,注重闸板防喷器的现场使用管理工作,做到正确使用和维护。例如,当井内有管柱时,避免出现关闭全封闸板的情况。在试验关闭管子闸板时,最大液控压力应低于3Wa等。现场使用闸板防喷器时,指派专人负责,落实责任制,以提高工作人员的责任意识。每次完成作业后都要求进行全面的检查和清理,以便及时发现和更换损坏了的器件。

小结

综上所述,影响闸板防喷器密封效果的因素众多,为避免闸板防喷器密封失效的情况,使用单位和操作人员应引起高度重视,努力消除密封失效的不利因素,保证闸板防喷器能够安全、可靠使用,从而确保井控工作的安全。

[1]伍斌,赵海湖等.闸板防喷器密封失效原因及措施[J].中国化工贸易,2013(01):69.

[2]任毅,庞然.闸板防喷器密封失效原因及对策分析[J].企业技术开发(下半月),2011,30(01):111-112.

[3]唐洋,耿海涛等.闸板防喷器密封原理与失效分析[J].润滑与密封,2013(02):91-94.

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