开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验研究

哈明达 王长进 李银朋

摘 要：带压作业密封系统试验台利用液压动力系统输出水压代替油田油水井内部压力，模拟真实油田带压作业起升油管柱修井作业过程，确立开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验步骤。利用带压作业密封系统试验台的控制系统进行全程自动化开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验，测试油水井井压与密封副驱动力之间关系以及液压驱动力与开关型防喷器胶芯变形关系。

关键词：带压作业 防喷器 柔性密封

中图分类号：TH13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0100-01

由于油田生产作业过程中，特别是带压作业过程中，需要在密封油水井井压的情况下，起升或下放管柱，也就是说开关型闸板防喷器密封胶芯是在挤压变形的情况下，受到管柱的不断摩擦进而达到磨损甚至破坏[1]。因此研究密封胶芯的使用寿命以及如何延长密封胶芯的使用寿命是必要的。解决这一问题的方法首先要从密封胶芯的受力变形关系入手，因此利用带压作业密封系统试验台，根据油田现场实际操作过程，确立开关型闸板防喷器密封胶芯试验步骤，测试油水井井压与密封副驱动力之间关系以及液压驱动力与开关型防喷器胶芯变形关系。

1 带压作业密封试验台设计

带压作业密封试验台结构主要包括：开关型闸板防喷器组、接箍探测装置、管柱起升装置、高压水循环系统、压力平衡阀组、液压动力系统、液压阀组、试验台底座，控制系统等。带压作业密封试验台结构原理图，如图1所示[2-4]。

2 开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验

利用带压作业密封试验台，进行开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验。

2.1 油水井井压与密封副驱动力之间关系

试验步骤：

（1）上、下闸板防喷器处于打开状态，然后将管柱起升装置液压缸活塞杆置于下极限点；

（2）将上闸板防喷器置于关闭状态；

（3）开启高压水循环系统将系统注满水，将下闸板防喷器置于关闭状态；

（4）调节压力平衡阀组；

（5）开启闸板防喷器驱动液压缸，调节其压力为2MPa；

（6）开启高压水循环系统的增压水泵，观察压力平衡阀组的卸压阀有水流出，表明下闸板防喷器密封副驱动压力已经失效，记录这时的水压即油水井井压；

（7）如前将闸板防喷器驱动液压缸的压力调节为3MPa，重复步骤⑸、步骤⑹；

记录闸板防喷器驱动液压力调节在2-5MPa范围内，油水井井压与密封副驱动力之间关系情况，如表1所示。

2.2 液压驱动力与开关型防喷器胶芯变形关系

试验步骤：

（1）首先使上、下闸板防喷器处于打开状态，然后将管柱起升装置液压缸活塞杆置于下极限点；

（2）将上闸板防喷器置于关闭状态；

（3）开启高压水循环系统将系统注满水，将下闸板防喷器置于关闭状态；

（4）启动闸板防喷器驱动液压缸，调节其压力为2MPa，记录闸板防喷器驱动液压缸活塞运行距离；

（5）将压力调至3MPa，重复步骤⑷；

记录闸板防喷器驱动液压力调节在2-5MPa范围内，闸板防喷器液压驱动油缸运行距离情况，如表1所示。

3 结语

通过开关型闸板防喷器密封胶芯性能试验研究，检验了带压作业密封试验台基本工作性能。试验结果表明，开关型闸板防喷器密封胶芯驱动压力为10MPa时，最大变形量为1.5mm。开关型闸板防喷器密封胶芯在驱动压力为5MPa时，可以密封20MPa试验油水井井压。实际测得试油水井井压与密封副驱动力之间关系表以及液压驱动力与开关型防喷器胶芯变形关系表，可以为带压作业密封系统实现电液比例闭环控制提供试验依据。

参考文献

[1] 贾光政，哈明达，王金友，等.带压作业可控柔性密封初探[J].石油机械，2008，（3）：71-73.

[2] 贾光政，王学利，哈明达，等.液压控制带压作业试验台研制[J].液压与气动，2007（6）：30-33.

[3] 贾光政，王宣银.液压防喷系统PLC控制设计[J].机床与液压，2002（3）：53-54，89.

[4] 贾光政，翟继平，任永良，等.带压作业密封材料的磨损性能分析[J].黑龙江科技信息，2013（19）：64-65.