闸板防喷器密封失效原因及措施

摘 要：通过对闸板防喷器密封失效事例分析判断，查找密封失效的原因，提出一些解决的办法和建议，以引起一线作业人员的高度重视，积极消除闸板防喷器密封失效的不利因素，保证井控设备使用时安全可靠。

关键词：井控 闸板防喷器 密封

针对闸板防喷器的密封失效的原因进行了分析，搞清闸板防喷器失效的机理失效的原因，找出对闸板防喷器失效影响的定性和定量关系的因素，改善其薄弱环节以提高闸板防喷器的工作寿命，降低井控过程中的安全隐患。

一、闸板防喷器的主要密封部位

1.闸板防喷器的一级密封部位

关井后直接承受井内压力的密封部位，我们把这些部位称为一级密封部位。而闸板防喷器要达到全封闭井口，必须要四处密封同时起作用：①闸板顶部与壳体内顶面的密封；②闸板前部与钻具的密封（或空井时用全封闸板的密封）；③闸板轴与侧门的密封（手动闸板防喷器是闸板轴与端盖的密封）；④闸板防喷器壳体与侧门的密封。

2.闸板防喷器的二级密封部位

不直接接触井内压力，称为二级密封。二级密封部位包括闸板轴与液缸之间密封，液缸内开和关两缸之间密封。液缸与缸盖之间的密封，铰链内油道的密封。

二、影响闸板防喷器密封的主要因素

闸板顶部与壳体内顶面的密封：闸板上平面装有顶封胶芯，闸板总成受到井内高压的作用下，顶封胶芯紧压本体内顶面形成密封面。影响密封失效的主要因素：有闸板顶封胶芯的质量、壳体内顶面的平面度和粗糙度。闸板防喷器受到井内油污、泥浆、地层沙等物体沾附于本体内部，大量的沉积，造成本体的凹凸不平密封面失效。顶密封胶芯按照规定保存在恒温室内，保存时间不超过二年，保存不当的密封胶芯也容易密封失效。

闸板前部与钻具的密封：闸板前部装有前面胶芯，依靠液压或手动推力，闸板胶芯抱紧管柱实现密封。影响密封失效的主要因素：有闸板胶芯的质量、闸板总成开关不到位。当钻具对闸板胶芯前端严重磨损或撕裂时，高压井内汽、液会从此刺漏而使封井失效。闸板防喷器壳体内有水泥、小金属等阻碍闸板总成的移动，闸板总成开关不到位，闸板胶芯不能抱紧钻具，造成密封失效。

闸板轴与侧门腔之间的密封：闸板轴与侧门腔之间的环形空间装有密封圈组，防止高压内油、气与液缸串漏。影响密封失效的主要因素：有闸板轴的加工精度、圆度、粗糙度和形位公差的同轴、垂直度，以及配套密封圈组的的尺寸和质量等。实例，砂40井，由于闸板轴孔用当圈的断裂、密封件组的移位，闸板轴与侧门腔的密封失效，油井内的高压气体冲破密封圈组，进入液缸与液控管路，致使地面远程控制装置无法操作，防喷器开关失效。

壳体与侧门的密封：侧门与壳体的接合面上装有密封圈，侧门的紧固螺栓将密封圈压紧，使油气不致从此处泄漏。（部分闸板防喷器是端盖和壳体的密封）。一般井口压力高，使用的闸板防喷器侧门密封圈装夹有金属物的，如果井口压力较低的话，闸板防喷器也可以采用纯橡胶的“O”型密封圈。影响密封失效的主要因素因：一是密封圈的质量，密封圈主要受夹织物的强度、表面粗糙度等多方面的影响。二是壳体和侧门平面的粗糙度。三是壳体槽和侧门槽的平行度。四是密封圈高抗塑性及和闸板防喷器的配套精确尺寸。侧门密封圈不会磨损，但长期野外使用以及承受高压会产生塑性变形，造成侧门密封失效。侧门要上平上紧，不然也会造成密封失效。

除了主要影响因素外，其他密封部位也会影响到闸板防喷器密封失效。比如有液缸开启、关闭腔互相窜漏、铰链座密封失效，锁紧轴密封失效等有关。

三、消除不利密封的建议和注意事项

为了闸板防喷器的有效密封，保证井控设备的安全可靠，应从采购、验收、检修和现场使用等环节着手，消除不利因素。

1.厂家的信誉和先进技术是闸板防喷器质量的保证。

1.1在购置闸板防喷器时，对生产厂家相关资质和生产能力考评，以及厂家的信誉和质量多方面考虑。对定购厂家要明确提出相关的技术要求，让生产厂家高度重视，各项技术指标应达到或超过行业要求。

1.2新闸板防喷器入站验收必需严格按设备采购验收制度检验。关键密封部位、配合部位应有专业部门的检测报告，用来增强验收检验手段。发现精度或表面粗燥度达不到设计要求的情况，坚决不能入站。

2.严格检修、试压工作是保证闸板防喷器有效密封最重要的一环

2.1每台闸板防喷器建立一对一档案，包括使用说明书、出厂试压报告、附带配件及专用工具等资料，并且闸板防喷器从使用开始直到报废，每次的检修记录、更换配件数量、试压曲线图等资料都要存入档案中。

2.2维修检验需要先进的设备提供数据。闸板防喷器的橡胶件特别多，存放条件要求高，必须要恒温恒湿的封闭房间才能长期存放，储存时间为2年。检修后的闸板防喷器需要依靠先进的仪器、设备提供有力的数据，如无损探伤、水密封试压、强度试压等。

2.3严格执行闸板防喷器检修制度。闸板防喷器长期野外作业后，容易疲劳、损伤。严格按照石油行业标准对其进行检修、试压，保证设备安全、可靠。闸板防喷器本体密封部位如有锈迹、划痕、腐蚀和磨损超标，严格执行石油行业判废标准。

3.正确使用闸板防喷器对防止密封失效起到极大的作用

3.1建立健全的井队井控制度。钻井、试油、修井作业队是闸板防喷器的最终使用者，要正确地维护使用。井场应配备标准化的井控设备，由专人操作、维护保养。每次交接班时，要求井控设备操作人员对闸板进行开关动作。

3.2正确使用和维护保养。闸板防喷器的使用要制定专人负责，落实岗位职责，要求操作者做到三懂四会。闸板防喷器在每口井作业时，要求进行现场试压，保证其密封性能可靠。每作业完一口井都要进行全面的清理、检查，有损坏的闸板胶芯要立即更换，如现场无法修理、更换的，需联系服务单位修理。

四、结语

对闸板防喷器密封失效分析判断，根据现场的实践经验，找出引起密封失效的基本因素，提出一些建议和措施，以引起管理、使用单位以及操作人员的重视。通过各个方面的一起努力，消除密封失效的不利因素，达到闸板防喷器使用安全可靠，保证井控工作安全。

参考文献

[1]杨庆理，《石油天然气井下作业井控》.石油工业出版社，2008年12月第一版：113-144.

作者简介：伍斌（1975.1-）男，汉，机械技术员，主要从事井下井控管理工作。