開關型閘板防噴器密封膠芯性能試驗研究

哈明達 王長進 李銀朋

摘 要：帶壓作業密封系統試驗臺利用液壓動力系統輸出水壓代替油田油水井內部壓力，模擬真實油田帶壓作業起升油管柱修井作業過程，確立開關型閘板防噴器密封膠芯性能試驗步驟。利用帶壓作業密封系統試驗臺的控制系統進行全程自動化開關型閘板防噴器密封膠芯性能試驗，測試油水井井壓與密封副驅動力之間關系以及液壓驅動力與開關型防噴器膠芯變形關系。

關鍵詞：帶壓作業 防噴器 柔性密封

中圖分類號：TH13 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（a）-0100-01

由于油田生產作業過程中，特別是帶壓作業過程中，需要在密封油水井井壓的情況下，起升或下放管柱，也就是說開關型閘板防噴器密封膠芯是在擠壓變形的情況下，受到管柱的不斷摩擦進而達到磨損甚至破壞[1]。因此研究密封膠芯的使用壽命以及如何延長密封膠芯的使用壽命是必要的。解決這一問題的方法首先要從密封膠芯的受力變形關系入手，因此利用帶壓作業密封系統試驗臺，根據油田現場實際操作過程，確立開關型閘板防噴器密封膠芯試驗步驟，測試油水井井壓與密封副驅動力之間關系以及液壓驅動力與開關型防噴器膠芯變形關系。

1 帶壓作業密封試驗臺設計

帶壓作業密封試驗臺結構主要包括：開關型閘板防噴器組、接箍探測裝置、管柱起升裝置、高壓水循環系統、壓力平衡閥組、液壓動力系統、液壓閥組、試驗臺底座，控制系統等。帶壓作業密封試驗臺結構原理圖，如圖1所示[2-4]。

2 開關型閘板防噴器密封膠芯性能試驗

利用帶壓作業密封試驗臺，進行開關型閘板防噴器密封膠芯性能試驗。

2.1 油水井井壓與密封副驅動力之間關系

試驗步驟：

（1）上、下閘板防噴器處于打開狀態，然后將管柱起升裝置液壓缸活塞桿置于下極限點；

（2）將上閘板防噴器置于關閉狀態；

（3）開啟高壓水循環系統將系統注滿水，將下閘板防噴器置于關閉狀態；

（4）調節壓力平衡閥組；

（5）開啟閘板防噴器驅動液壓缸，調節其壓力為2MPa；

（6）開啟高壓水循環系統的增壓水泵，觀察壓力平衡閥組的卸壓閥有水流出，表明下閘板防噴器密封副驅動壓力已經失效，記錄這時的水壓即油水井井壓；

（7）如前將閘板防噴器驅動液壓缸的壓力調節為3MPa，重復步驟⑸、步驟⑹；

記錄閘板防噴器驅動液壓力調節在2-5MPa范圍內，油水井井壓與密封副驅動力之間關系情況，如表1所示。

2.2 液壓驅動力與開關型防噴器膠芯變形關系

試驗步驟：

（1）首先使上、下閘板防噴器處于打開狀態，然后將管柱起升裝置液壓缸活塞桿置于下極限點；

（2）將上閘板防噴器置于關閉狀態；

（3）開啟高壓水循環系統將系統注滿水，將下閘板防噴器置于關閉狀態；

（4）啟動閘板防噴器驅動液壓缸，調節其壓力為2MPa，記錄閘板防噴器驅動液壓缸活塞運行距離；

（5）將壓力調至3MPa，重復步驟⑷；

記錄閘板防噴器驅動液壓力調節在2-5MPa范圍內，閘板防噴器液壓驅動油缸運行距離情況，如表1所示。

3 結語

通過開關型閘板防噴器密封膠芯性能試驗研究，檢驗了帶壓作業密封試驗臺基本工作性能。試驗結果表明，開關型閘板防噴器密封膠芯驅動壓力為10MPa時，最大變形量為1.5mm。開關型閘板防噴器密封膠芯在驅動壓力為5MPa時，可以密封20MPa試驗油水井井壓。實際測得試油水井井壓與密封副驅動力之間關系表以及液壓驅動力與開關型防噴器膠芯變形關系表，可以為帶壓作業密封系統實現電液比例閉環控制提供試驗依據。

參考文獻

[1] 賈光政，哈明達，王金友，等.帶壓作業可控柔性密封初探[J].石油機械，2008，（3）：71-73.

[2] 賈光政，王學利，哈明達，等.液壓控制帶壓作業試驗臺研制[J].液壓與氣動，2007（6）：30-33.

[3] 賈光政，王宣銀.液壓防噴系統PLC控制設計[J].機床與液壓，2002（3）：53-54，89.

[4] 賈光政，翟繼平，任永良，等.帶壓作業密封材料的磨損性能分析[J].黑龍江科技信息，2013（19）：64-65.