第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、大口徑高壓防噴器研制生產(chǎn)起步較晚,主要承壓件殼體等精煉鋼毛坯鑄鍛造工藝還不夠完善,在一定程度上影響了防噴器的安全穩(wěn)定性。
2、常用的閘板防噴器目前機械化程度較低,不利于操作,工作效率較低。
3、閘板防噴器的剪切閘板可以在緊急情況下剪斷φ127mm的鉆桿,應用比較廣泛,但是在抗H2S方面效果不夠理想。
4.帶壓作業(yè)防噴器的生產(chǎn)技術(shù)水平較低,剛剛起步,對帶壓作業(yè)的工藝尚不熟悉,對有關(guān)裝置的性能不十分了解。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
環(huán)形防噴器殼體鑄鋼件一直存在著表面和內(nèi)部質(zhì)量問題,寶雞石油機械有限責任公司對生產(chǎn)的對鑄造工藝方案進行了四次重大的修改,最終徹底地解決了環(huán)形防噴器殼體鑄鋼件的質(zhì)量問題,獲得了優(yōu)質(zhì)的鑄鋼件,滿足了防噴器殼體高壓和試漏的嚴格要求。在此主要介紹最后一種工藝。
以一種規(guī)格尺寸的環(huán)形防噴器殼體鑄鋼件為例,進行工藝 分析 。環(huán)形防噴器殼體鑄鋼件材料為BS1#鑄鋼,毛重2760kg,為典型的厚壁鑄鋼件。
采用了一個單冒口,進行了補貼尺寸和冒口的精確計算。解決了三方面的問題,第一就是消除了多個冒口之間的相互干擾和補縮;第二就是剔除了冷鐵的負面影響;第三就是使補縮通道暢通。生產(chǎn)的殼體鑄鋼件,表面、表觀和內(nèi)部質(zhì)量均為優(yōu)質(zhì),試壓全部合格,殼體鑄鋼件從此再未出現(xiàn)問題。
防噴器加工工藝流程圖
防噴器控制裝置加工工藝流程圖
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
一、國內(nèi)技術(shù)發(fā)展趨勢
針對目前國內(nèi)防噴器生產(chǎn)現(xiàn)狀和存在的問題,今后在防噴器的研發(fā)生產(chǎn)上呈現(xiàn)以下趨勢:
1、加大通徑為430mm~680mm大口徑和壓力超過105Mpa的超高壓防噴器的試制工作力度。利用大型計算機對殼體等承壓件進行三維有限元應力 分析 和非線形設(shè)計,用35000t大型水壓機鍛造成型,或采用爐外精煉法鑄造,努力解決承壓件毛坯鑄鍛工藝落后問題,避免材質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)缺陷。對于環(huán)形殼體可采用厚鋼板卷筒后焊接成型,承壓件焊接采用埋弧自動焊。對于防噴器的主要零件,采用剛度好、振動小、精度高的大型數(shù)控機床進行加工,進一步提高防噴器的承壓穩(wěn)定性能。
2、用液壓鎖緊結(jié)構(gòu)防噴器逐步代替手動鎖緊防噴器。設(shè)計增加專門的鎖緊機構(gòu),當需要較長時間封井時,通過液壓將鉆具密封,然后依靠楔塊自動鎖緊。這種結(jié)構(gòu)形式進一步提高了機械化程度,適用范圍將更加廣泛。
3、在生產(chǎn)閘板防噴器的剪切閘板時,可通過優(yōu)化材料化學成分和改進熱處理工藝等措施,提高材料抗H2S性能。還可以使用鈷基多相合金UNSR3005作為剪切閘板的剪切刃,將其焊接在由超耐熱不銹鋼UNSR66286制成的閘板上,達到防H2S目的。
二、國外防噴器的發(fā)展趨勢
國外防噴器技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)4大趨勢:
1、密封壓力等級越來越高,應用范圍從空氣鉆井發(fā)展到地熱鉆井、油氣井及修井作業(yè);從陸地鉆井發(fā)展到海洋鉆井。
2由于旋轉(zhuǎn)防噴器內(nèi)部組件承受推力載荷,軸承組會產(chǎn)生大量的熱量,在鉆高壓井時尤為突出。因此,軸承的潤滑從低壓注潤滑脂發(fā)展到用單獨的高壓油泵進行潤滑,冷卻系統(tǒng)從沒有發(fā)展到用單獨的遠程熱交換器實現(xiàn)冷卻(水冷或風冷),以提高其連續(xù)工作的時間和延長軸承的使用壽命。
3、軸承組總成的鎖緊裝置由手動鎖緊發(fā)展到液壓控制鎖緊,這樣既方便了操作又減輕了工人的勞動強度,同時縮短軸承組總成的拆裝時間。
4、應用于較高壓力的高壓旋轉(zhuǎn)防噴器通常都配備了一個控制和測量儀表臺,安裝在鉆臺上,以監(jiān)測井眼壓力及其他重要測量數(shù)據(jù),方便旋轉(zhuǎn)防噴器的控制和操作。
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