周四祥(中石化華東石油工程有限公司六普鉆井分公司 江蘇 泰州225300)

前言

在封閉情況下，利用殼體旁側(cè)出口或者下部四通所連接的管線(xiàn)，才能進(jìn)行節(jié)流放噴、鉆井液循環(huán)、壓井等作業(yè)。作為二級(jí)井控的重要設(shè)備，閘板防噴器能夠?yàn)閴壕峁┝己玫谋ＷC，使井內(nèi)壓力達(dá)到相互平衡的目的，但要發(fā)揮這一功效，需要保證閘板防噴器密封的可靠性，不能出現(xiàn)密封失效的現(xiàn)象，否則，會(huì)導(dǎo)致井噴等惡劣現(xiàn)象[1]。但閘板防噴器密封易出現(xiàn)失效現(xiàn)象，下面具體分析影響密封效果的相關(guān)因素。

一、閘板防噴器主要密封的部位

閘板防噴器的密封部位主要是兩個(gè)部位：一級(jí)密封部位、二級(jí)密封部位。其中，一級(jí)密封部位指的是關(guān)井后直接承受井內(nèi)壓力的部位，要使閘板防噴器處于全封閉井口的效果，以下四處的密封必須同時(shí)起作用。分別為閘板防噴器殼體和側(cè)門(mén)的密封、側(cè)門(mén)腔和閘板軸的密封、鉆具和閘板前部的密封、殼體內(nèi)頂面和閘板頂部的密封。二級(jí)密封部位指的是不與井內(nèi)壓力直接接觸的部位，包括關(guān)兩缸和液缸內(nèi)開(kāi)間的密封、液缸和閘板軸間的密封、鉸鏈內(nèi)油道的密封、缸蓋和液缸間的密封。

二、閘板防噴器密封失效的主要原因

1.影響閘板防噴器殼體和側(cè)門(mén)密封的因素

在殼體和側(cè)門(mén)的接合面上一般會(huì)裝上密封圈(也有一些閘板防噴器是端蓋與殼體間的密封)，位于側(cè)門(mén)的緊固螺栓起到壓緊密封圈的作用，以防止油氣的泄漏。通常情況下，井口的壓力比較高，在側(cè)門(mén)密封圈中裝有金屬物，而若井口壓力比較低的情況，則會(huì)使用“O”型純橡膠的密封圈。分析這一密封部位出現(xiàn)密封失效的原因主要有以下幾點(diǎn)因素：⑴側(cè)門(mén)和殼體平面的粗糙度；⑵密封圈的質(zhì)量影響，包括密封圈表面的粗糙程度、受夾織物的強(qiáng)度大小影響；⑶閘板防噴器和密封圈高抗塑性的配套精確尺寸影響；⑷側(cè)門(mén)槽與殼體槽的平行度影響。除了以上因素之外，若側(cè)門(mén)密封圈長(zhǎng)期處于高壓下或長(zhǎng)期在野外使用，也可能會(huì)出現(xiàn)塑性變形情況，導(dǎo)致密封失效。

2.影響側(cè)門(mén)腔和閘板軸密封的因素

為預(yù)防高壓下出現(xiàn)油氣與液缸串漏現(xiàn)象，在側(cè)門(mén)腔和閘板軸之間的環(huán)形空間內(nèi)，設(shè)有密封圈組。該部位影響密封效果的主要因素有閘板軸的圓度、加工精度、垂直度、形位公差、粗糙度、配套密封圈組的質(zhì)量和尺寸大小等。一旦以上因素未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)使用要求，則會(huì)影響密封效果，造成密封失效。

3.影響鉆具和閘板前部密封效果的因素

這一部位的密封主要是依靠閘板前部的在膠芯，在手動(dòng)或液壓推力的作用下將管柱抱緊而實(shí)現(xiàn)密封的。分析造成這一部位密封失效的主要影響因素是：閘板總成開(kāi)關(guān)不到位、閘板膠芯質(zhì)量問(wèn)題。若鉆具造成閘板膠芯前端撕裂或嚴(yán)重磨損時(shí)，高壓井內(nèi)的氣液會(huì)出現(xiàn)泄漏而導(dǎo)致封井失效[2]。閘板總成開(kāi)關(guān)不到位，膠芯無(wú)法與鉆具抱緊也會(huì)造成密封失效。

4.影響殼體內(nèi)頂面和閘板頂部密封的因素

在閘板的平面設(shè)有頂封膠芯，在井內(nèi)高壓的作用下，頂封膠芯緊壓殼體內(nèi)的頂面，從而形成密封面。因此，影響這一部位密封效果的因素主要有：殼體內(nèi)頂面的粗糙度和平面度、頂封膠芯的質(zhì)量。若閘板防噴器的殼體內(nèi)部受到泥漿、油污、地層沙等污染，會(huì)影響殼體的平整度和粗糙度，從而易造成密封失效。另外，頂封膠芯一般在恒溫室內(nèi)保存不能超過(guò)兩年，一旦超過(guò)這個(gè)期限或保存不當(dāng)，就會(huì)影響密封膠芯質(zhì)量，造成密封失效。

以上主要是對(duì)一級(jí)密封部位影響密封效果相關(guān)因素的分析，除這些主要因素之外，二級(jí)密封部位若出現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)造成閘板防噴器密封失效，如鉸鏈座密封失效、液缸開(kāi)啟、鎖緊軸密封失效、關(guān)閉腔互相竄漏等。

三、防止閘板防噴器密封失效的對(duì)策分析

1.從源頭上控制閘板防噴器的質(zhì)量

閘板防噴器的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)應(yīng)由業(yè)內(nèi)公認(rèn)技術(shù)水平較高的廠商完成。在呈交指定單位進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要求其在遵循相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之外，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況以及信息反饋進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)。注意控制好設(shè)計(jì)的尺寸、配合精度、表面粗糙度等，尤其重視閘板軸的密封組件設(shè)計(jì)。進(jìn)行二次密封脂注入孔設(shè)計(jì)時(shí)，保證二次密封脂能在滲漏的緊急情況下能及時(shí)擠入密封件位置。除此之外，在設(shè)計(jì)閘板軸密封觀察孔時(shí)，保證發(fā)生密封件滲漏時(shí)能透過(guò)肉眼就能觀察到密封失效的方向[3]。

2.嚴(yán)格按照規(guī)范的操作規(guī)程進(jìn)行操作

為避免出現(xiàn)密封失效的情況，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范的操作規(guī)程進(jìn)行操作。并做到用前認(rèn)真檢查、使用過(guò)程正確無(wú)誤、用后維護(hù)保養(yǎng)。使用前應(yīng)認(rèn)真檢查相關(guān)器件的狀態(tài)、質(zhì)量。在此過(guò)程中，檢驗(yàn)人員必須經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，擁有過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)技能，同時(shí)必須配備專(zhuān)業(yè)的儀器、工具，以能夠?qū)Ξa(chǎn)品做出正確判斷。檢查無(wú)誤后，才能按規(guī)程進(jìn)行操作。另外，應(yīng)在空調(diào)房?jī)?nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)臏囟却娣琶芊饧?，?duì)于金屬件則應(yīng)作防銹處理后再保存，而對(duì)于超期的密封件則作廢處理。與其他裝備一樣，閘板防噴器也應(yīng)建立使用檔案，認(rèn)真記錄好修理、回廠檢修、更換、試壓等相關(guān)內(nèi)容。同時(shí)，注重閘板防噴器的現(xiàn)場(chǎng)使用管理工作，做到正確使用和維護(hù)。例如，當(dāng)井內(nèi)有管柱時(shí)，避免出現(xiàn)關(guān)閉全封閘板的情況。在試驗(yàn)關(guān)閉管子閘板時(shí)，最大液控壓力應(yīng)低于3Wa等。現(xiàn)場(chǎng)使用閘板防噴器時(shí)，指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)，落實(shí)責(zé)任制，以提高工作人員的責(zé)任意識(shí)。每次完成作業(yè)后都要求進(jìn)行全面的檢查和清理，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和更換損壞了的器件。

小結(jié)

綜上所述，影響閘板防噴器密封效果的因素眾多，為避免閘板防噴器密封失效的情況，使用單位和操作人員應(yīng)引起高度重視，努力消除密封失效的不利因素，保證閘板防噴器能夠安全、可靠使用，從而確保井控工作的安全。

[1]伍斌，趙海湖等.閘板防噴器密封失效原因及措施[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2013(01)：69.

[2]任毅，龐然.閘板防噴器密封失效原因及對(duì)策分析[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)(下半月),2011,30(01)：111-112.

[3]唐洋，耿海濤等.閘板防噴器密封原理與失效分析[J].潤(rùn)滑與密封，2013(02):91-94.