防噴器作為現代鉆井作業中重要的井控裝置之一，當井內有鉆具或其它管材時，能封閉套管與鉆具之間的環形空間;當井內無鉆具時，能全封閉井口，在封閉情況下，可通過殼體旁側出口所連接的管匯，進行鉆井液循環、節流放噴、壓井作業。在特殊情況下，可切斷鉆具，達到封井的目的。它的可靠性對預防和控制井涌、溢流、井噴事故起著至關重要的作用，而在防噴器油路試驗當中，壓力下降是衡量防噴器開關可靠性的一個重要指標。
在大量防噴器油路試驗數據統計和現場監理工作的基礎上，對防噴器油路試驗中有可能造成壓力下降的問題進行統計并加以分析，可為現場操作、檢驗、設計人員提供一定的參考指導作用。
標準依據
防噴器是控制井涌的最初始的器具，當井筒內的液柱壓力小于地層壓力時，地層中的油、氣、水會在壓差作用下進入井筒并形成溢流或井涌，嚴重時甚至可能發生井噴和其它井下復雜事故，此時防噴器需快速及時地關閉防噴器組密封井口，防止事故進一步惡化。按照石油天然氣行業標準SY5052-84《液壓防噴器》規定，我國液壓防噴器最大工作壓力分為五級，即14MPa、21MPa、35MPa、70MPa、105MPa，也可分為閘板防噴器、環形防噴器和旋轉防噴器，據API R53《鉆井用防噴設備系統的推薦作法》中12.3.3 蓄能器的響應時間規定，閘板防噴器的關井動作應在30"內完成，環形防噴器的關井響應時間不應超過45"。據API 16A《鉆井通道設備規范》7.5.8.6.3.1中總則要求：每臺裝配好的防噴器和液壓接頭的液壓操作系統都應進行試驗。防噴器組的效能與現場的人生安全和油氣開發的經濟效益息息相關，每臺防噴器在出廠之前都必須進行油路試驗，防噴器組在投入使用之前或使用一定年限后也必須經過測試，目的是為了發現防噴器油路中存在的缺陷，防止現場使用時由于密封發生的意外情況，最大限度地保證安全生產，避免經濟損失。
SY/T5053.1《地面防噴器及控制裝置防噴器》已被GB/T 20174《石油和天然氣工業鉆井和采油設備鉆通設備》所取代，在新標準GB/T 20174中沒有明確油路的壓降值，只是在8.5.8.6.4中規定“驗收準則應為無滲漏”。而實際工作中發現防噴器在進行液壓控制系統試驗過程中都有壓力下降，有時儀表顯示有壓降，卻找不到滲漏點。
某廠2008年生產203臺FZ18-35單閘板防噴器，隨機抽取其中63臺FZ18-35單閘板防噴器的油路試驗數據，統計結果如表1和圖1～圖4所示 。
從圖1可以看出壓降范圍在0.8~1.0MPa的防噴器總臺次在75臺，從圖2、圖3、圖4也可以看出壓降范圍0.8~1.0MPa在總的壓降分布中占的比例相對較大，其次是1.0~1.2MPa，壓降范圍0.4~0.6MPa分布較少。
問題分析
液壓油在液壓傳動系統中作中間介質，起傳遞和轉換能量的作用，同時還起著液壓系統內各部間件的潤滑、防腐蝕、冷卻、沖洗等作用。但若從外觀檢查未發現液壓油漏失時，究竟是什么原因引起了壓力下降呢?經過大量的實際工作，在排除防噴器本體無缺陷的情況下，將可能引起壓降的原因總結如下：
首先，工裝存在問題。實際作業過程中液壓油的滲漏是不連續的，一般遠程觀察，是不容易檢查出來的，所以現在多數廠家都在管線上加了截至閥，以減少滲漏的發生。
其次，空氣對液壓系統產生的危害，不少文獻資料也多有論述，但在工程實踐中往往被人們所忽視。液壓控制系統在交變壓力下工作時，廠家長期使用液壓油，未進行更換，油液中摻入空氣是不可避免的。當油壓低于空氣分離壓時，油液中溶解的空氣易分離出來，形成大量氣泡;甚至當油壓低于飽和蒸氣壓時，油液大量汽化，使油液中產生更多的氣泡。這種摻混有氣泡的油液，稱為氣泡油。氣泡的產生使油液中形成氣穴，給液壓控制系統造成嚴重的危害，降低其使用壽命。
氣泡油的形成主要有三種：油液中摻混空氣。該過程主要是空氣通過油箱和泵的吸入管摻入油內，以球狀氣泡的形式懸浮于油液中，使油液成為氣泡油;油液溶解空氣。溫度一定時，氣體在油液中的溶解度與油液的壓力成正比;而當壓力一定時，氣體的溶解度與油液的溫度成反比。因此，隨著壓力升高，溶解于油液的氣體體積越大;溫度越高，溶解于油液的氣體體積越小;油液汽化。由于液壓控制系統所需油液工作量并非恒定，而泵的流量一般確定在系統所需最大流量以下，因此，當控制系統的活塞運動速度達到某一值時，所需工作流量恰好等于泵的額定流量，而此時，活塞的運動速度仍然增大，所需的油液工作流量超過泵的流量，從而使活塞后腔的油壓急劇降低甚至達到負值，液壓控制系統的油液大量汽化，產生嚴重的氣泡油現象。
在防噴器密封試驗過程中，液壓油是由常壓到高壓逐漸增長的過程，通過上面的敘述，如果油路中混入空氣的話，在有限的空間里，在高壓的作用下，空氣在油液的溶解度就會成倍的增加，油液氣化的程度也增加導致壓力下降，因此在外觀雖然沒有發現油液滲漏，但仍會有壓力的降低。
再次，機械雜質對防噴器液缸本體的傷害。在強壓作用下，缺陷就暴露了。液壓油由于長時間的使用，所以很容易造成污染，液壓油中可能產生機械雜質的原因有：外來帶入的：經過油箱呼吸孔把大氣中的塵埃帶入;運輸、儲存過程中混入的;液壓系統元件內存在的;工作過程中產生的：通過運動部件磨損產生的金屬顆粒、粉末;液壓油化學變化產生的油泥、沉淀等;密封、墊片與液壓油不相適應產生的;機加工過程中，油道相交處殘留的金屬鐵屑顆粒。
液壓油循環過程中，參雜的機械雜質可能造成活塞上的密封橡膠和液缸內表面劃傷，從而影響了密封性能。在強壓的作用下，打開腔中的油，就有可能通過活塞上的缺陷進入關閉腔，出現內滲，引起壓力的下降。
最后，還有一種可能是由于在液缸中，各方向傳導的壓力都是相等的，液缸由于受到強壓的作用，可能引起彈性變形，徑向尺寸的擴大，使原本活塞和液缸之間設計的配合尺寸，忽然變大，油液由打開腔進入了關閉腔，形成內漏，造成壓力下降。
建議
總之，在實際工作中可以解決以上問題的措施主要有：成品油儲運過程中一定要防塵、防水。在裝配過程中要盡量排盡油路中的空氣，減少氣泡油的產生;對油路中的鐵屑，要先用高壓氣吹去，然后再用類似于通徑規的鋼絲刷來打掃，使殘留在里面的鐵屑減少，避免對液缸和活塞的損傷;對液缸在壓力作用下會有一定的變形，檢驗人員可以在做完試驗后，測量一下，來幫助設計人員更好的設計液缸和活塞之間的配合尺寸;加強對工人裝配技術的培訓;定期更換液壓油。
因此，在實際中液控油路、油缸的強度試驗必然有壓降，在必要的情況下也可對防噴器殼體做輔助檢測，確保本體無缺陷。而試驗過程中壓降范圍多大才算合格，這將是一個長期關注和討論的話題。
發布信息
