毕业设计（论文）_一种新型井下防喷器设计研究

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1、井下防喷器设计研究目录1绪论11.1国内外现状11.2井下防喷器研究的意义41.3设计方案41.4方案选择52井下防喷器设计62.1设计要求62.2具体结构62.3井下防喷器工作原理63井下防喷器结构设计计算83.1设计参数83.2材料选择93.3确定胶筒型号93.4内筒设计103.5中心管设计计算113.6外筒设计计算143.8剪切销钉设计173.8.1增压活塞剪切销钉设计173.8.2胶筒座剪切销钉设计173.9结构校核183.9.1内筒校核183.9.2外筒校核193.9.3增压活塞校核203.9.4中心管校核213.10螺钉选取254压力试验255安装维护265.

2、1安装265.2维护26参考文献2627井下防喷器设计研究27井下防喷器设计研究1绪论1.1国内外现状在石油天然气勘探开发中,地层流体(油、气、水)一旦失去控制,就会导致井喷失控,造成钻井设备损坏,危及钻井人员安全、破坏油气资源、污染自然环境、导致油气井报废等严重后果。当一种包含高压流体的地下构造被刺穿时，流体的局部压力可能会完全超过位于它上面的泥浆的液压头或水压头。这样就会发生井涌并且最终导致来自于井环的钻井泥浆的井喷。防喷器作为及时发现和控制溢流，防止井喷，避免油气资源浪费，保护设备及人身安全的井控装置中的关键部件，对钻井、修井、试油等整个钻井工程作业过程中控制井口压

3、力，防止井喷事故，起着非常重要的作用。因此，国内外石油界对其给以高度重视。美国内政部地质调查局根据联邦法律的授权，制定了钻井承包商必须安装使用防喷器等井控装备一系列有关井控的法规，我国也很重视井控设备的研制与使用。现代钻井工艺对井控设备的要求已从单一的静态指标转为使用过程的动态性能，即要求使用安全可靠、开关迅速灵活、多功能、耐高压、结构轻便、环境适应性强。防喷器系统经历了三个发展阶段：第一阶段为手动闸板防喷器；第二阶段为液压闸板防喷器和环形防喷器；第三阶段仍为液压防喷器，以高压、大通径、可变径和不断完善的结构为主要特征。现在国外正在开发完善第四代产品即井下防喷器。手动防喷

4、器结构简单、成本低、耐压低。液压防喷器操作简单、较为安全可靠，是正在完善与提高的一类井口防喷装置。但是目前仍然存在安全性较差的问题，特别是必须借助于操作人员的责任心来保证钻井工作的安全，在保证安全生产上具有较大的不确定性。目前国内外井控防喷器的类型：（1）闸板防喷器主要由壳体、闸板、油缸总成、铰链部分、二次密封装置、手控总成等组成。（2）环形防喷器类型有锥形胶芯环形防喷器、球形胶芯环形防喷器、组合胶芯环形防喷器（3）旋转防喷器它是欠平衡钻井专用井控设备（又称旋转放喷头，或旋转控制头），由底座、液压卡框、大直径高压密封组件、现场测试装置、高压动密封旋转轴承总成等组成。27井

5、下防喷器设计研究（4）钻具内防喷器装置包括放钻杆上，下旋塞、放钻杆防护阀、钻具回压阀。欠平衡钻井技术是今后发展的趋势,意味着旋转控制头（RCH）的大力发展。国外防喷器经过八十几年的发展，目前已经发展成规格齐全、功能较完善的系列产品。目前，世界上生产井控设备的国家主要有：美国、原苏联、罗马尼亚等．主要厂家有：美国的欧福尔(SHAFFER)公司、海德里（HYDRIL)公司．卡麦隆(CAMERON)公司、库麦(KOOMEY)公司、麦克沃衣(MCEVOY)公司、罗马尼亚的鲁耶什蒂“五一”厂等．美国研制生产防喷器的时间最长，产品种类数量最多，技术上也处于领先地位，代表了当今世界的先

6、进水平。美国有Cameron,Shaffer和Hydril三家公司生产防喷器。我国防喷器的研制开始于1974年，经过30多年的发展，开始初步建立了自己的防喷器制造业。我国的防喷器在采用先进标准、光弹性应力分析、三维有限元计算、优化设计、新产品样机壳体进行应力应变电测及产品的互换性、可靠性等方面均有较大的发展和进步．与国外产品在技术性能上的差距正日益缩小，在向国际先进制造技术靠拢，正在逐步形成标准系列化产品、规模化生产,基本满足适应了国内井控市场的需求。液压防喷器由“六五”期间的7种规格，15个品种，发展到现在的10种规格，23个品种。已研制成功了180，230，280，3

7、50，540M5种通径，21，35，70Wd3种压力等级的系列产品。已能满足我国陆地上深井、超深井、复杂井井控技术的配套需要。现阶段我国新研制酌防喷器系列产品有：（1）门5—35防喷器组有单、双闸板防喷器和环形防喷器3个品种。该产品属改造型，比同类老产品(门5—350)具有更优越的性能。（2）阳4—14单间板防喷器已研制成功并填补丁国内大通径防喷器产品的空白。在深井上部井段，下入4508m的套管并固井后即可安装这种防喷器及其与之配套的四通、底法羊等。（3）P—J28—70单双闸板防喷器在设计“阶段经过三维有限元计算及光弹性应力