【正文】 他的無私奉獻(xiàn)和樂于助人的精神，深深的感動了我，在此謹(jǐn)向 羅雷雨 師 兄表示最衷心的感謝。 經(jīng)常檢查濾網(wǎng)擋板處螺釘是否松動，若松動重新旋緊防松。 按石油標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定上扣連接。 抗外擠強度校核： 最小抗擠強度 P= 安全系數(shù) cS = 故允許外擠壓力為： ca cPP S? （ 324） = =45MPa 校核合格。 內(nèi)筒剛度校核： t=7mm iRt = 517 = A= iRt 膠筒座銷釘直徑： 12mm 膠筒座銷釘長度： 50mm 增壓活塞 剪切 銷 釘 長度： L=8mm 一種新型井下防噴器設(shè)計研究 19 = = 由 [1]查圖 412 得 B=129 最大允許軸向應(yīng)力 [? ]=Min( ??t? ,B) （ 38） = Min(,129) =129MPa 內(nèi)筒所受 壓力 F=45MPa內(nèi)筒下端截面積 F=45MPa [ 22116 98( ) ( )22??? ] 內(nèi)筒上段橫截面積 S= 22116 98( ) ( )22??? 內(nèi)筒承受軸向應(yīng)力 ? =FS （ 39） =45MPa[? ] 滿足剛度要求。 故此段段長度 L=326mm （ 2）與增壓活塞小端配合的一段壁厚 由于活塞小端上腔受力狀況與內(nèi)筒上腔受力狀況一致，故壁厚大于由與內(nèi)筒 配合計算出的外筒最小壁厚 t’ =。 外筒設(shè)計計算 外徑與鉆桿接頭外徑相等 D= (1)與大端活塞相配合的一段壁厚 由于增壓活塞產(chǎn)生 3 倍壓力，所以得下式 ???????? ?????????? ? 2222 494d3PP494D ???? （ 36） 222 4983D ??? d 按外壓容器算中心管設(shè)計 壁 厚 ：15mm 一種新型井下防噴器設(shè)計研究 15 理想正常工作狀況下，增壓活塞大端上腔壓力與外管受 外壓壓力相等，故此段外筒不受力；井噴時，此段管內(nèi)壓力為 20MPa，管外井噴壓力為 35MPa。 許用應(yīng)力 ??? = 按內(nèi)壓容器算中心管設(shè)計 壁 厚 ： 內(nèi)筒設(shè)計壁厚： 7mm 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 抗外壓壓力容器計算： 估設(shè)中心管長度 L=1385mm t=10mm， 5DLo ?? ??to 由 [1]查圖 411 得 ??? 由 [1]查圖 412 得 162B? ? ?eOtDBp ? （ 34） = ??? cp 不符合要求。 膠筒 復(fù)原 ，使鉆桿與井壁環(huán)空流通而井下防噴器解封。 井下防噴器設(shè)計研究 7 圖一 井下防 噴器結(jié)構(gòu)圖 正常工況下 : 鉆具止回閥開啟，鉆井液從井口依次通過鉆桿、井下防噴器主體、鉆具止回閥、鉆頭進(jìn)入鉆桿與井壁的環(huán)空。外筒 9上開一小孔供鉆桿外液體進(jìn)入井下防噴器，孔上安裝濾網(wǎng) 2，阻止鉆桿外巖屑等大粒雜質(zhì)進(jìn)入防噴器堵塞防噴器，提 高其工作可靠度。 5 能在含硫化氫、二氧化碳較高的井中長期工作，不會因腐蝕而失效。缺點是沒有封閉鉆桿內(nèi)環(huán)空。 目前各種各樣的井口防噴器已經(jīng)能有效地控制井口井涌井噴事件，但是關(guān)閉井口防噴器防止流體流動或控制壓力就可能會增加井下井噴的可能性，井下井噴對于油氣地層、鉆井設(shè)備、人員安全仍然有很大的威脅，且地面井控總會存在由操作失誤和設(shè)備故障所引起的地面井噴失控的問題，所以通過對井下防噴器的設(shè)計研究就可能解決這些通常的防噴器不能解決的問題，也可能在深井鉆探過程中有效地控制井噴，保證在規(guī)定 的時間內(nèi)圓滿的完成工作要求，提高生產(chǎn)地安全性，降低成本，為各方面帶來更好的經(jīng)濟效益打下基礎(chǔ)。一般井下防噴器是在鉆柱內(nèi)，在鉆井套管與鉆桿的環(huán)形空間里安裝一個井下防噴器，該井下防噴器通過一個可以伸縮的密封裝置來控制井內(nèi)壓力，在壓力變化時密封裝置可以做出相應(yīng)的改變，從而通過控制流量來控制地層壓力。 在防噴器的橡膠方面，如閘板防噴器的密封半環(huán)、 環(huán)形防噴器的膠芯，在使用性能和壽命方面與國外同類產(chǎn)品有較大差距。特別是與之配套的 70MPa膠芯性能指標(biāo)巳達(dá)到 APll6A 要求，保障了該產(chǎn)品在高壓下的密封可靠性。液壓防噴器由“六五”期間的 7種規(guī)格， 15 個品種，發(fā)展到現(xiàn)在的 10種規(guī)格， 23 個品種。 （ 2）環(huán)形防噴器 類型有錐形膠芯環(huán)形防噴器、球形膠芯環(huán)形防噴器、組合膠芯環(huán)形防噴器 （ 3）旋轉(zhuǎn)防噴器 它是欠平衡鉆井專用井控設(shè)備（又稱旋轉(zhuǎn)放噴頭，或旋轉(zhuǎn)控制頭），由底座、液壓卡框、大直徑高壓密封組件、現(xiàn)場測試裝置、高壓動密封旋轉(zhuǎn)軸承總成等組成。美國內(nèi)政部地質(zhì)調(diào)查局根據(jù)聯(lián)邦法律的授權(quán)，制定了鉆井承包商必須安裝使用防噴器等井控裝備一系列有關(guān)井控的法規(guī)，我國也很重視井控設(shè)備的研制與使用。這樣就會發(fā)生井涌并且最終導(dǎo)致來自于井環(huán)的鉆井泥漿的井噴。液壓防噴器操作簡單、較為安全可靠，是 正在完善與提高的一類井口防噴裝置 。美國有 Cameron,Shaffer 和 Hydril 三家公司生產(chǎn)防噴器。 （ 2） 陽 4— 14單間板防噴器已研制成功并填補丁國內(nèi)大通徑防噴器產(chǎn)品的空白。 （ 3） 常用的閘板防噴器目前多為手動鎖緊結(jié)構(gòu)，機械化程度較低，不利于操作，工作效率較低。井下防噴器可能在控制鉆柱 內(nèi)井涌和井噴的同時，控制井下鉆柱外的井涌和井噴。 井下防噴器與通常的防噴器相比其優(yōu)缺點是 : 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 （ 1）能有效快速的控制鉆柱內(nèi)的防噴問題 （ 2）能很好的控制井下井噴，因為通常的防噴器只能控制井上井噴 （ 3）可以減少防噴的步驟，縮短有效控制井噴的時間，簡化防噴器的結(jié)構(gòu)和材料。所以此方案不行。 2 隨鉆桿下入。中心管 10 通過干密封圓錐管螺紋與上 接頭 19 和 下接頭 1聯(lián)接。膠筒之間用隔環(huán) 15隔開，距上接頭 19較近的膠筒 16通過矩形螺紋與膠筒座 17連接，膠筒座 17 通過兩個銷釘 18與中心管 100 緊固。增壓活塞小端由于增壓活塞的增壓作用產(chǎn)生足夠大的壓力作用于 內(nèi)筒小端，使之推動內(nèi)筒壓縮膠筒， 封堵鉆桿與井壁的環(huán)空，關(guān)閉油氣層。橡膠內(nèi)加金屬支承進(jìn)行強度加強。 f、設(shè) mmt 15? 1598D ?to = 981385DLo ? = 由 [1]查圖 411 得 ??? 由 [1]查圖 412 得 B=167, ? ?eOtDBp ? ? = cp =25MPa 符合要求。 設(shè) D=145mm,則由式 36 得 t=， d= oLD = = oDt = = 由 [1]查圖 411 得 A= 110? 由 [1]查圖 412 得 B=166 ? ?eOtDBp ? = =15MPa 符合要求。 剪切力 F=90KN。 增壓活塞校核 剛度校核： 連接增壓活塞大小端的連接 筒外徑 D= 內(nèi)徑 d=102mm 壁厚 t= iRt = = A= iRt = = 310? 由 [1]查圖 412 得 B=117 []cr? =B =117MPa 活塞承 受的最大壓力 F=15MPa x 大端活塞面積 F=15x[ 2145()2 298()2 ] = 增壓活塞連接筒的橫截面積 S= ()2 2102()2 = 2mm 增壓活塞連接筒的軸向應(yīng)力 PS?? = =[]cr? =117MPa 校核合格。 西南石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 圖 P = mm dk= mm ds= 3 mm e = mm k = 3 mm r = mm s = mm t = mm l = 6 mm 材料為防腐不銹鋼 Y1Cr18Ni9Se 4 壓力試驗 該井下防噴器在標(biāo)準(zhǔn)封隔器試壓臺進(jìn)行壓力試驗，最大工作壓力條件下，保證井下防噴器各密封處無泄漏。 起下鉆桿輕起輕下，防止該井下防噴器的誤操作。在此謹(jǐn)向 楊啟明 老師致以崇高的敬意和由衷的感謝。正是他們的堅持和面對生活的困難從不屈服的精神，我才得以順利完成大學(xué)的學(xué)業(yè)。老師對事業(yè)孜孜不倦的追求，面對困難無所畏懼的精神，崇尚創(chuàng)新的科學(xué)理念時時感染著我。 單流閥和濾網(wǎng)擋板處銷釘選好后，進(jìn)行點沖防松。 解封拉力校核： 一種新型井下防噴器設(shè)計研究 25 解封拉力 F=20KN 中心管屈服強度下的抗拉力 pA = 220 .0 9 8 0 .0 6 8( ) 3 .1 4 ( )22XX? = 2m y pFA??