海洋石油钻井平台防喷器结构设计与三维造型_海洋石油工程结构设计

海洋石油钻井平台防喷器结构设计与三维造型由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“海洋石油工程结构设计”。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

目录绪论.........................................................................................................................................................2 1.1 课题研究背景和意义..................................................................................................................2 1.2深海防喷器组国内外现状...........................................................................................................3 1.3课题研究内容...............................................................................................................................4 2 深海防喷器的组成及工作原理.............................................................................................................5 2.1组成结构.......................................................................................................................................5 2.2工作原理.......................................................................................................................................6 3 深海防喷器的设计要求、选配组合及材料选择.................................................................................7 3.1设计要求.......................................................................................................................................7 3.2防喷器压力级别选择...................................................................................................................7 3.3单向阀的设计...............................................................................................................................8 3.3.1设计参数............................................................................................................................8 3.3.2几何尺寸的确定................................................................................................................8 3.3.3受力计算和性能计算........................................................................................................9 3.4减压阀的设计............................................................................................................................10 3.4.1设计参数.........................................................................................................................10 3.4.2几何尺寸的确定.............................................................................................................10 3.4.3静态特性计算.................................................................................................................12 3.5防喷器的选配组合....................................................................................................................13 3.6材料选择....................................................................................................................................15 4 环形防喷器设计..................................................................................................................................16 4.1环形防喷器的组成和工作原理................................................................................................16 4.2环形防喷器的产品选型............................................................................................................17 4.3环形防喷器三维设计图............................................................................................................19 5 闸板防喷器..........................................................................................................................................20 5.1闸板防喷器的类型和工作原理................................................................................................20 5.2闸板防喷器的产品选型............................................................................................................22 5.3闸板防喷器三维设计图............................................................................................................23 6 钻井四通..............................................................................................................................................25 6.1钻井四通作用............................................................................................................................25 6.2钻井四通三维设计图................................................................................................................25 结

论......................................................................................................................................................27 致

谢......................................................................................................................................................28 参 考 文 献............................................................................................................................................29

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）绪论

1.1 课题研究背景和意义

石油的勘探钻采作业在科技的推动发展下，已经渐渐成为全球经济的重要支柱，推动着现代社会正常运行下去。由于世界各国对石油的需求量增长，陆地钻油采集及对浅海域的常规开发已趋于饱和，人们将眼光延伸至广阔的海洋，对石油的钻采勘探向着深水和超深水领域发展。

随着海洋石油勘探和开发的进程日益深入，深水钻井渐渐成为一种主流的发展趋势。如图1-1，为海洋钻井示意图，标注1-5分别为钻井船、隔水管、水下控制箱、环形防喷器、闸板防喷器。而保证安全钻井最关键的设备，便是深海防喷器组。深海防喷器也叫水下防喷器，在石油钻井时安装在井口套管头上，用于控制井口压力，是井控设备中的核心设备。是海洋石油钻井行业水下器具的部件之一，是设置在海底用来控制和防止井喷，保证海下作业顺利完成的关键环节之一【1】。

图1-1 海洋钻井示意图

防喷器最重要的作用是控制井内压力，防止井喷、井涌等危险事故发生。在考虑 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

到人员和设备安全的同时，也要求具有规避污染深海生态环境的作用。井喷是深海石油钻探作业安全生产中的重大事故，主要是由压力作用造成的。同时，失效的元器件或是失误的人为操作都可能会导致井喷、井涌的产生。在钻井作业的过程中，应该保持地层压力，使钻井液密度始终大于地层流体压力【2】。因为海洋钻井的地理位置的缘故，导致人员及设备的救援困难性大大提升了，深水防喷器组的安全性能和可靠性要求也相应变得极其高。

深海防喷器组集电子、机械、液压等多项技术于一体，技术含量高，产品附加值高。钻井作业的水下深度、油气层压力和海底至目的层深度的不同，会导致深海防喷器组不同配置的产生。

目前深海防喷器组已经成为深海钻井生产能够安全作业的重要技术手段，也是石油工业走向海洋的的基础。

1.2深海防喷器组国内外现状

美国从20世纪50年代开始研究生产水下防喷器，经过三十年速度发展。90年代，Shaffer研发了以快速更换闸板为特点的NEXT型闸板防喷器。2008年，美国JAMES I.LIVINGSTONE申请了一个井下防喷器专利，分为两部分：能够与井壁形成环形空间和内部通道的内管。同时该防喷器还还一个单向阀和球阀，分别负责关闭井下防喷器的环形通道和内部通道【3】。

近年来，为使用井口回压较高的欠平衡钻井，美国Williams公司研发出了7000型和7100型高压旋转防喷器。该款防喷器有2个环形胶芯，大大提升了密封的可靠性。在深水防喷器组的设计生产、安全性能检测方面，国外的防喷器公司积累了很多经验。和深海防喷器组有关的科技一直被国外所垄断，国内厂商完全只能依靠进口。

从我国对于防喷器制造方面使用的规范性文件来看，一九八五年是一个分水岭。一九八五年以前，国内生产的防喷器型号都表示为KPY（KPY为勘探液压防喷器的汉字拼音字母）公称通径—最大工作压力的形式。其中cm是公称通径的标准单位并且取其圆整值，kg/cm2是最大工作压力的标准单位【4】。如型号为KPY23-210的防喷器，其最大工作压为210kg/cm2，公称通径为230cm。一九八五年以后，防喷器型号的字头仍然由汉语拼音字母组成。如图1-2，为一九八五年以后的防喷器型号标准，公称通径的单位不变，而最大工作压力的单位则改变，以MPa表示。例如型号为FZ23— 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

21的单闸板防喷器，其最大工作压力为21MPa，公称通径为230mm。

图1-2 1985年后防喷器型号

2008年，为了打破国外对深海防喷器技术上的垄断，我国正式立项“3000米深海防喷器组及控制系统的研制”课题。2012年10月，国内首套3000米深水防喷器组及其控制系统，被华北石油荣盛机械制造有限公司研制并通过国家科技部验收。作为国家“863”计划“南海深水油气勘探开发关键技术与装备”的子课题之一，该项目的成功研发，填补了我国防喷器制造方面的不足甚至空白，是我国石油钻采作业的重大突破，具有极其深远的意义。

以目前国内海工行业的发展水平来看，海洋工程可以以其深度划分为海岸、浅海和深海工程。如何改善石油钻井平台，以便适应深水、超深水等环境作业的安全性能要求，是未来深海防喷器设计所一直追求的目标。目前国内自主设计的深海防喷器，大多是在国外成熟设计的产品基础上进行修改，一旦修改幅度过大，便会产生各类的问题。究其原因，缺乏创新，对设计理念的本质的理解匮乏才是根本。

1.3课题研究内容

当今情况下，我国海洋油气开发已经有近四十年历史,但从科技和创新的角度来看,深水防喷器组的生产制造技术主要被国外的少数大型公司所垄断。国内对于深海防喷器的相关研究与国际

如何在较短时间内突破国外相关技术垄断，努力进入世界水平

图2-1 一般防喷器三维建模

深海防喷器组通常由环形防喷器、闸板式防喷器组成，如图2-1，为一般防喷器的三维模型图，由上至下分为一个环形防喷器、三个闸板防喷器和一个管道四通。深海防喷器组的性能要求随着水下深度的增加，也变得越来越高，防喷器组的高度变化会影响下部结构。尤其是在无导向绳作业的情况下，这就需要防喷器与下部结构留下足够的间隙。

2.2工作原理

钻井过程中地层流体压力大于井液密度，液控系统的高压油进入左右液缸关闭腔，推动其活塞带动左右的闸板沿闸板室限定的轨道同时向井口中心移动。闸板防喷器的闸板有四种，包括全封式和半封式。其中全封式闸板可以封住整个井口，而当有钻杆存在的时候，半封式可以封住井口的环形断面。根据闸板防喷器传递的信号源，系统性地由下至上，一层一层实现防喷器的封井动作。

若最后若仍未实现封井动作，则在紧急情况下启动最上层的环形防喷器，可处理任何尺寸的钻具和空井。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）深海防喷器的设计要求、选配组合及材料选择

3.1设计要求

防喷器的技术要求：

1.满足水下三千米的压力要求，设计出海洋钻井平台防喷器的总体设计；

2.设计海洋钻井平台防喷器的三维造型。防喷器的工作要求：

1.根据示意图，制定海洋井口防喷器的总体设计方案；

2.选择合理的总体设计方案，开展防喷器的结构设计、零件的详细设计。

3.2防喷器压力级别选择

表3-1 API推荐防喷器尺寸

深海防喷器的工作环境是水下三千米，根据公式：

Pgh

（公式3-1）

31000kg/m式中——水的密度

——引力取g10N/kg 计算得水下三千米压力p30MPa

深海三千米的液压防喷器一般不会选用造耐压舱，原因是质量太重且海域状况不一样。如今选用的相对完善方案是压力补偿的方式，即利用压力补偿器使防喷器内部 淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

也减小了执行机构的尺寸。则

压力和环境压力一致。这样设计液压系统就和常规一样，降低系统的密封要求的同时，p30260MPa

（公式3-2）

如表3-1，考虑到深海工作环境的复杂性，采取API为15M的防喷器，最小垂直1179.（47/16）孔径选择为mm。

3.3单向阀的设计

3.3.1设计参数

单向阀的额定压力60MPa，额定流量200L/min，设低开启压力20MPa，其压力损失为0.4 MPa。设高开启压力40MPa，其压力损失为0.8 MPa。

3.3.2几何尺寸的确定

（1）进、出油口直径: d4.63QgVg26.73mm

（公式3-3）

式中Qg一一额定流量200 C L/min Vg——进、出油口直径d处油液流速，取

Vg=6(m/s)取d=38mm。

（2）阀座内孔直径Dz

Dzd-(1~3)

（公式3-4）

取Dz=36mm。

（3）阀芯锥角的半角z和阀座锥角的半角z

z45

（公式3-5）

zz(1~3)

（公式3-6）

46z取。

（4）锥阀阀口最大开口量max

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maxQCDzsinz2g

[ps]

（公式3-7）

将额定流量Qg=200lL/ min，流量系数C=0.77，阀座内孔直径Dz=36mm，阀芯锥242246g9.8m/s1.0310kgmsz角的半角，重力加速度，油液重度。

低开启压力损失[ps]1 = 0.4MPa时，max16.1mm；高开启压力损失[ps]2=0.8MPa时，max4.3mm。

=6.1mm ；通过额定流量时，锥阀阀口开口量低开启压力损失[ps]1 = 0.4MPa，高开启压力损失[ps]2=0.8MPa，=4.3mm。

（5）阀芯径向孔直径

dj

4QgVajZjdj

（公式3-8）

Qg = 200L/mm，Vaj= 6m / S ，Zj为阀芯径向孔数，取

Zj = 4。计算得出

dj13.3mm。

3.3.3受力计算和性能计算

（1）阀芯将开始移动时所受的液压作用力

FkqFkq

Dz24[pkq]

（公式3-9）

低开启压力下[pkq]1=20MPa ,Fkq=20358 N；高开启压力下

[pkq]2=40MPa，Fkq=40715N。

（2）锥阀阀口处在设定的压力损失[ps]下，油液作用于阀芯上的液压力

FayFay

Dz24[ps]

（公式3-10）

低开启压力损失下[ps]1=0.4MPa , 8MPa，Fay=407N；高开启压力损失下[ps]2=0.Fay=813N。淮阴工学院毕业设计说明书（论文）

（3）阀芯运动阻力Fv

Fv

DLVr

（公式3-11）

阀芯与阀体孔的配合直径D=36mm ,阀芯与阀体孔的接触长度L=80mm，阀芯运动

-37.210pas，阀芯与阀体孔的单边配合间r速度V=0.25m / s，油液动力粘度,=0.003mm，带入得Fv= 5.4N。

（4）锥阀的稳态液动力Fw

FwCDz[ps]sin2z

（公式3-12）

D46锥阀流量系数C=0.77，阀座内孔直径z=36mm，阀芯锥角半角z。

低开启压力损[ps]1 = 0.4MPa , = 6.1mm ,Fw= 266N；高开启压力损失

[ps]2=0.8MPa , =4.3mm，Fw=299N。

3.4减压阀的设计

3.4.1设计参数

减压阀的额定压力

pg=60MPa，额定流量

Qg=200L/min，调压范围21 MPa-55MPa，流量变化进口压力变化引起的出口压力变化量的允许值0.5 MPa，外泄漏量允许值0.1L/min。

3.4.2几何尺寸的确定

（1）进、出油口直径

d4.63QgVg26.73mm

（公式3-13）

式中Qg一一额定流量200 L/min Vg——进·出油口直径d处油液流速，取

Vg=6 m/s 取d=28mm。

（2）主阀芯大直径D和小直径d1 从强度考虑

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d11D（公式3-14）

通过主阀芯与阀体间环形通道的流量公式为：

Q4(D2d1)V2

（公式3-15）

d11D2，上式中流量Q以额定流量

则转化公式得到:

Qg带入，环形通道种油液流速V V6m/s，取

D2.2Qg

（公式3-16）

将额定流量带入，得D31.1mm，取D=32mm ,d1,=16mm。（3）阻尼孔直径d0和长度L0 理论上:

d00.8~1.2mm

（公式3-17）L070~250mm

（公式3-18）

取d0=1.0mm，L0=200mm。（4）主阀口最大开口量1max

为了阀口在最大开口量1max时，油液流经阀口不产生扩散损失，应使开口面积D1max

（D2d1）不大于主阀芯与阀体间环形截面积4。即：

2D1max4(D2d1)2

（公式3-19）

将D , d1带入，得到1max6mm。（5）导阀芯锥角半角2

导阀过流面积和导阀芯与导阀座的接触应力的大小与2有关，2值小，过流面积

202和接触应力大，反之就小。根据经验一般取。

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3.4.3静态特性计算

（1）主阀芯最小位移量x1min和最大位移量x1max 最小位移量x1min：

x1min1maxC1D最大位移量x1max：

Qg2(pgp2max)p

（公式3-20）

x1max1maxC1DQg2(pgp2min)p

（公式3-21）

Q式中：x1max主阀口最大开口量，g额定流量，C1主阀阀口流量系数，取C1 =0.6，D主阀芯大直径，p液压油密度，最低调定压力。

将数值带入，得x1min=6.3mm, x1max=6.4mm。（2）主阀弹簧刚度Kr1和预压缩量Xr1

pg额定压力，p2max出口最高调定压力，p2min出口pGKr1Xr1Kr1x1ACD(1maxx1)AAA

（公式3-22）

pcosg(Qg)2式中：p油液流过阻尼孔所造成的压力降，G主阀芯重力，A主阀芯大直径D处

661截面积，主阀口液流角，取1，x1主阀芯位移量。

常设定pmin> O.1MPa , pmaxpmin0.2Mpa，主阀弹簧刚度Kr1和预压缩量Xr1，可以通过作图法来求得Kr1=382N/mm。

G由于阀芯重量产生的压力相对于其他的压力很小，所以A项，可以省略。

将x1xmax，pmin，Kr1带入，得到Xr1=-3.8mm。

（3）最低调定压力和最高调定压力时，阻尼孔所造成的最低压力降和最高压力降的核算

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2pcos(16.67Q)K（Xx）G1gpr1r11AAC1D(1maxx1)

（公式3-23）

将x1min = 6.3mm，x1max =6.4mm，带入得：

2pcos(16.67Q)K（Xx）G1gpminr1r11maxAAC1D(1maxx1max)

（公式3-24）2pcos(16.67Q)K（Xx）G1gpmaxr1r11AAC1D(1maxx1min)

（公式3-25）

得pmin=0.2MPa，pmax=0.34MPa。

3.5防喷器的选配组合深海防喷器组合的合理性和安全性，取决于石油钻井作业时的危险性和井身结构、交通运输条件、人员技术素质、深海压力气象海流、工艺技术难度、防护程度、深海流体类型和环境保护要求等诸多因素。简而言之，要求安全、合理和低成本。

选择防喷器组合时，主要考虑因素：

1.通径大小。公称通径应该与其套管的尺寸想匹配。

2.耐压能力。对于可能出现的预期压力，压力等级必须大于其井口最高压力。3.类型和数量。在空井或井内有钻具的情况下，能够保证迅速并正常关井。

表3-2 IADC推荐防喷器组

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图3-3 常见的70MPa、105MPa井口防喷器组合形式

防喷器的设计、制造均按照API Spec 16A规范。如表3-2和图3-3分别为IADC推荐的防喷器组合和常见的70MPa、105MPa井口防喷器组合形式。

本文防喷器脱变于“海洋石油 981” 超深水钻井装置中的防喷器组合。如图3-4，ф179.4 mm 钻杆正常作业期间，可首选ф179.4 mm 管子闸板达到长期关井的效果。而如果不能有效关井，则可依次选择关闭两个变径闸板中的任意一个；若还不能有效关井，则选择关闭另一个变径闸板。在这种情况下，可提供使用的 ф179.4 mm 钻杆的闸板已经有三个之多。所以在ф179.4 mm钻杆作业中，有一个ф179.4 mm 管子闸板防喷器的同时，还有两个变径闸板防喷器可以选择，其可靠性已经达到了三重冗余性地标准【6】。三重冗余性不仅使用简单，无需时间和科研的投入，而且可以在理论上达到零故障的效果。

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图3-4 “海洋石油 981” 防喷器组配置示意图

3.6材料选择

高压高温应用正在推动石油和天然气勘探和生产技术的限度。高温高压加上恶劣环境的存在对油井管来说意味着一个极具挑战性的情况下。在这种情况下,要求管道不仅包括特征相关的材料特性,还有连接属性和几何公差都要满足设计件。

材料的性能要求包括在各种温度下的力学性能。此外，如果硫化氢是存在于环境中，抗硫化氢应力腐蚀是必需的，这也取决于其他环境条件。由于二氧化碳、氯化物含量和高压环境的存在，高度腐蚀速率对材料性能是个极大的挑战。

由于深海三千米复杂的工作环境，防喷器材料不仅需要耐高压，还要考虑到海水对防喷器材料的腐蚀问题。为此，深海防喷器材料选择采用铬镍钼（25CrNiMo），强度高，切削性好，淬透性低。焊接性差，焊前需经高温预热，焊后需消除应力。防腐蚀。防喷器承压件均使用防硫材料的锻件，防喷器表面镀锌，防喷器内接触高压油的部位需要满足NACE MR-0175，抗硫化氢应力腐蚀。

淮阴工学院毕业设计说明书（论文）环形防喷器设计

4.1环形防喷器的组成和工作原理

环形防喷器是由于其封井元件——胶芯，呈环状而得名。以前也曾称万能防喷器，多效能防喷器或球形防喷器。从结构上来讲，环形防喷器的种类较多。目前根据胶芯形状常用类型分为锥形防喷器、球形防喷器和组合防喷器，一般与闸板防器配套使用。如图4-1和4-2，分别为球形防喷器和锥形防喷器自上而下的结构分析图。环形防喷器能完成以下作业：

1.当井内存在钻具时，能够密封各种形状和尺寸的钻杆； 2.当井内没有钻具时，能够短时间全封井口； 3.当使用缓冲储能器时，能够进行强行起下钻作业。

环形防喷器的工作原理是：

环形防喷器顶盖和壳体通过螺栓连接，通过在活塞缸上下的两个液压孔，可以控制活塞缸内活塞的上下运动。钻井时，钻杆从防喷器通孔穿过，自然状态下活塞处于活塞缸底部，胶芯处于开闭状态。当井底高压油向上运动时，流经支持筒将活塞向上推动，使胶芯产生向上运动的力。同时胶芯又被顶盖和垫片抵住，被迫向中心挤压形成密封，封闭井口。

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图4-1 球形防喷器结构分析图 图4-2 锥形防喷器结构分析图

4.2环形防喷器的产品选型

本文的环形防喷器选择锥形防喷器。锥形防喷器的壳体与顶盖均过经热处理，生产较为容易，成本较低，其外径小于其它类型的环形防喷器，但高度较高。目前锥形胶芯类环形防喷器的壳体与顶盖连接有三种形式：爪块连接、大丝扣连接、法兰连接。

锥形防喷器的关键零件在于胶芯，具有如下特点：

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支承筋腹板的四周；

1.胶芯外侧面呈园锥形,锥面母线与胶芯轴线夹角为20°～25°胶芯，橡胶硫化在2.井压助封。如图4-3，为锥形防喷器的井压助封原理图。井内压力作用在活塞下端，推动活塞上行，从而使胶芯闭合更加紧密；

图4-3 井压助封原理图

3.贮胶量大，胶芯筋板之间的橡胶均可挤向井口形成密封；

4.胶芯工作以后逐步复原，能完全恢复到自环形防喷器胶芯由状态，不影响钻具通过；

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5.更换胶芯容易； 6.寿命可测。

华北石油荣盛机械制造有限公司作为目前全球最大陆地防喷器制造商，一直关注中国海洋石油装备的国产化，并在国家的大力支持下，研制出国内首套3000米深水防喷器组及其控制系统。本文选取荣盛公司生产的FHZ18—70型号的环形防喷器，其技术参数如表4-4：

表4-4 FHZ18—70环形防喷器技术参数表

4.3环形防喷器三维设计图

如图4-5为本文设计的环形防喷器三维模型图，其中1、2部分为顶盖和壳体。9部分为垫片，起密封作用。5部分为胶芯。4部分为活塞，高压油向上顶时，活塞会随之向上运动，带动胶芯向中心运动，起到封闭井口作用。3部分为支持筒，高压油流经的地方。6、7、8部分为螺栓，起连接作用。

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图4-5 环形防喷器三维模型图闸板防喷器

5.1闸板防喷器的类型和工作原理

作为井控装置重要的组成部分之一，闸板防喷器具有使用安全、开关灵活、维修简单等特点。闸板防喷器按其闸板室的数量可分为单闸板防喷器、双闸板防喷器和三闸板防喷器三类。常见的闸板防喷器的结构由以下部件组成：壳体、缸盖、活塞、锁紧轴、油缸、闸板活塞杆、和侧门【7】。按闸板本身的结构可以分成全封、半封、剪切和变径。如图5-1至5-4，分别为全封闸板、半封闸板、剪切闸板、变径闸板。

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图5-1 全封闸板

图5-2 半封闸板

图5-3 剪切闸板

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图5-4 变径闸板

闸板防喷器的外形类似方形，中间有供各类闸板水平运动的闸板室。闸板防喷器的上下部有三种连接方式：法兰连接、栽丝连接、卡箍连接。闸板防喷器的用途如下：

1.当井内没有钻具时，能够全封井口；

2.当井内存在钻具时，能够封闭套管与钻具之间的环形空间；

3.在特殊情况下，可以使用剪切闸板切断钻具，实现封井目的； 闸板防喷器的工作原理：

当闸板关闭时，高压油进入油缸关闭腔，高压油向上运动，推动活塞、活塞杆。活塞杆推动闸板向中心运动，使左、右闸板总成沿着闸板室内导向筋限定的轨道，分别向井口中心移动，达到封井的目的。

5.2闸板防喷器的产品选型

闸板防喷器具有以下特点： 1.闸板浮动。保证其密封可靠。

2.闸板自动清砂。闸板室内部有波浪形曲线，退闸时可以起到清砂作用。3.井压助封。在井内有压力的情况下，会产生一种向上的助封推力。井内压力愈大，其助封力愈大。

4.闸板自动对中。闸板上有凹凸的槽门，方便关闸时的自动对齐。

本文中的闸板防喷器以荣盛公司生产的2FZ18—105型号的锻件闸板防喷器为原型，其技术参数如下：

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表5-5 FZ18-105闸板防喷器技术参数表

5.3闸板防喷器三维设计图

如图5-6，为双闸板防喷器的三维模型图。1部分为闸板防喷器的壳体，3和4部分为侧门和侧门腔，6部分为活塞杆，7部分为锁紧装置外壳，8和9部分为剪切闸板总成，10部分为全封闸板总成，2和5为螺栓，起连接作用。

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图5-6 双闸板防喷器三维模型图

如图5-7，为三闸板防喷器的三维模型图，其中1部分为闸板防喷器的壳体，3和4部分为侧门和侧门腔，6部分为活塞杆，7部分为锁紧装置外壳，8、9部分为半封闸板总成，9部分为变径闸板总成，2和5为螺栓，起连接作用。

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图5-7 双闸板防喷器三维模型图钻井四通

6.1钻井四通作用

钻井四通是装配于防喷器组合之间的承压件，可以连接防喷器和套管头。密封面使用堆焊不锈钢，增强抗腐蚀能力，提高使用寿命。在组合间形成主侧通道，利用侧孔可以安装节流管汇，适用于高压油井的钻井作业，四通侧口接上相对应的管线与阀门可进行放喷和节流作业【9】。

6.2钻井四通三维设计图

如图6-1，为钻井四通三维模型图。它具有以下结构特点： 1.可直接安装在两个闸板防喷器之间，或与套管头相连； 2.其额定工作压力与防喷器组合一致；

3.侧孔可以是法兰或卡箍式连接；

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4.通径大于最内层套管的最大内径或等于防喷器组合的最大通径。

图6-1 钻井四通三维模型图

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结

论

现如今，在国外的深水防喷器组已用于工程实践多年的同时，我国关于在防喷器领域的研究却处于一个正在起步的阶段。我国防喷器组的密封件质量不够过硬，且用于防喷器产品的材料种类单一，甚至有些技术性材料需要引进。这可能是由于防喷装置是油井钻探中非常重要的设备的缘故，因此其相关的实验必须谨慎，循序渐进。随着对钻油作业中的安全性能和可靠性越来越重视，国内的深水防喷器组正在渐渐向高可靠性、智能化、高系统压力、三重冗余等方向发展。

随着深水防喷器技术的不断研究，深海防喷器不断向安全化、海洋化发展，同时钻油作业的水深也不会仅仅停留在水下三千米得程度。我们可以想象未来的石油勘探开发水域，其深度必将随着技术的提高而不断加深。为降低深海油井勘探开发的风险、确保我国海洋钻井作业的施工安全、促进深海防喷器组技术的突破与跨越，关于防喷器组及其控制系统的研究势在必行。

目前，我国石油钻井作业中的深水、超深水防喷器组的相关研究仍然遵循着其领域内的基本原理，远没有其他领域的技术发展迅速。虽然我国防喷器领域有着一定的发展，防喷器市场也一直在壮大，但是同世界先进水平相比仍需努力。我国防喷器行业想要增强自身的竞争，必须在核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势等方面做出突破。只有了解国内外防喷器生产核心技术的应用及发展动向，逐步提升企业产品技术规格、提高自身的竞争力，这样才能逐渐领先于国外同行业的竞争者。

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致

谢

在此次本科论文完成之际，我由衷地感谢我的指导老师孙全平教授。在研究课题、撰写论文的期间，孙全平老师对我悉心指导，寒假期间带着我去工厂实习考察，在图书馆和我搜索相关的文献和资料。同时生活中给予了很多关心，还教导了我很多严以律己，诚实守信的生活态度，在我身上倾注了大量的精力与时间。这些都将使我在以后的人生道路中受益匪浅。

为此，特别向孙全平老师致以崇高的敬意和衷心的感谢!同时我也要感谢我的同学蒋宇和学姐蒋希岚，感谢他们在这段时间里给我的帮助。在我对课题迷茫和无助时，是他们给了我无微不至的温暖和关心。

最后我要感谢我的父母，谢谢他们这么多年来对我的关爱和养育。在这段时间里，他们无声地站在我身后，给予我支持和理解。因为他们，我才能如此顺利地完成学业和论文。

谢谢所有支持理解和帮助过我的同学、老师、朋友以及家人！

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