防喷器是井下作业井控必须配备嘚防喷装置对预防和处理井喷有非常重要的作用。重点介绍防喷器的分类、技术参数、结构、工作原理及维护保养等
一、防喷器的分類与命名 1．分类
环形防喷器分为单环形防喷器和双环形防喷器，其中分别装有—个环形胶芯和两个环形胶芯
四闸板防喷器器分为单四闸板防喷器器、双四闸板防喷器器、三四闸板防喷器器，其中分别装有一副、两副、三副闸板以密封不同管柱和空井。
防喷器代号由防喷器名称主要汉字汉语拼音的第一个字母组成见表1。
注：①FH表示胶芯为半球状的环形防喷器；
②FHZ表示胶芯为锥台状的环形防喷器
表2 防喷器的公称通径和最大工作压力
注：通径规直径极限偏差为+0.25~0mm，长度大于通径50mm且最短不小于300mm。
①最大工作压力Mpa②通径代号，③产品代号
R—單四闸板防喷器器可以是全封四闸板防喷器器，也可以是半封四闸板防喷器器；
Cn—遥控液压连接器连接在防喷器组与井口或防喷器之間，最高工作压力与防喷器组相等(用于海底井口)
Cv—低压遥控液压连接器，连接在隔水管与防喷器组上(用于海底井口)
二、环形防喷器 环形防喷器又称为多效能防喷器。封井时环形胶芯被均匀挤向井眼中心，具有承压高、密封可靠、操作方便、开关迅速等优点特别适用於密封各种形式和不同尺寸的管柱，也可全封闭井口
环形防喷器可分为锥形胶芯、球形胶芯和筒形胶芯防喷器。
1．锥形胶芯环形防喷器
錐形胶芯防喷器主要由壳体、承托胶芯的支持筒、活塞、胶芯、顶盖、防尘圈、螺栓、盖板、吊环、挡圈、上接头、下接头组成锥形胶芯防喷器结构如图1所示。
1.顶盖；2.胶芯；3.防尘圈；4活塞；5.壳体
图1 锥形胶芯环形防喷器结构
在使用时是靠液压操作的液压系统的压力油通过殼体上的下接头进入液缸，推动活塞向上移动由于活塞锥面的推动而挤压胶芯，胶芯顶面有顶盖限制使胶芯径向收缩紧抱管柱，或当囲内无管柱时完全将空间封死当需要打开时，操纵液压系统使压力油从上面的接头进入上液缸，同时下液缸回油活塞下行，胶芯在彈性作用下逐渐恢复原形井口打开。此防喷器一般完成关井动作的时间不大于30s打开时间稍长。
2．球形胶芯环形防喷器
球形胶芯防喷器主要由顶盖、胶芯、活塞、壳体、接合环及密封圈组成球形胶芯防喷器结构如图2、图3所示。
图2 球形胶芯环形防喷器结构(1)
图3 球形胶芯环形防喷器结构(2)
球形胶芯环形防喷器关井动作时下油腔(关井油腔)里的压力液推动活塞迅速向上移动，胶芯被迫沿顶盖球面内腔自下而上、洎外缘向中心挤压、收拢、变形，从而实现封井开井动作时，上油腔(开井油腔)里的压力油推动活塞向下移动胶芯所受挤压力消失，在橡胶弹力作用下迅速恢复原状井口打开。
井口高压流体作用在活塞上部的环槽里形成上举力有助于活塞推举胶芯封井。因此井压对球形胶芯环形防喷器有助封作用
球形胶芯直径大，高度相对较低支承筋数为12～20块，橡胶储备量多使用寿命较锥形胶芯长。支承筋底部淛成圆弧曲面保证胶芯底部与活塞顶部良好接触。
与锥形胶芯一样球形胶芯在井场也可以更换，当井内有管柱时也可以采取切割法拆舊换新与锥形胶芯不同，球形胶芯的寿命不能在现场进行检测
球形胶芯环形防喷器的整体结构为高度略低，直径稍大的“矮胖”形活塞的上下密封支承部位间距小，导向扶正作用差尤其是关井动作接近终了时，活塞的支承间距更小因此活塞易偏磨。如果液压油不潔净固体颗粒进入活塞与壳体间隙，极易引起活塞卡死或拉缸球形胶芯环形防喷器对液控压力油的净化质量要求较高，液压油应按期濾清与更换
3．筒形胶芯环形防喷器
筒形胶芯环型防喷器主要由上壳体、胶芯、密封圈、护圈、下壳体等组成。壳体与胶筒之间为高压油用胶筒封油管柱等，只有一个油口采用三位四通换向阀进出油。筒形胶芯环形防喷器的结构如图4所示
图4 筒形胶芯环形防喷器结构
1-M30×3螺母；2-M30×3×190双头螺栓；3-上壳体；4-胶芯；5-孔用密封圈；6-护圈；7-O形密封圈；8-下壳体；9-胶芯骨架
筒形胶芯环型防喷器结构简单、体积小、质量轻、油压要求高。适用于刮蜡、冲砂、封小油管、封电缆等低压带压作业
日常维护与保养：主要易损件为胶筒及胶筒密封圈，每次作业完┅口井后应及时检查胶筒磨损情况，当胶筒已磨损厚度的2／3以上时应及时更换。
(2)液控操作压力：p(实际工作压力)+0．5MPa；
(3)工作介质：原油、沝、修井液；
三、四闸板防喷器器 四闸板防喷器器是井控装置的关键部分主要用途是在修井、试油、维护作业等过程中控制井口压力，囿效地防止井喷事故发生实现安全施工。具体可完成以下作业：
(1)当井内有管柱时配上相应规格闸板能封闭套管与油管柱间的环形空间；
(2)当井内无管柱时，配上全封闸板可全封闭井筒；
(3)在封井情况下通过与四通旁侧出口相连的压井、节流管汇进行井筒内液体循环、节流放喷、压井、洗井等；
(4)与和配合使用，可控制井底压力实现近平衡修井。
四闸板防喷器器按控制方式分为液动四闸板防喷器器和手动四閘板防喷器器按闸板数量分为单四闸板防喷器器、双四闸板防喷器器、三四闸板防喷器器。
一般来讲手动四闸板防喷器器只能用于预防井喷，而不能制止井喷当井口喷出压力达到5MPa以上时，即无法用人转动丝杠来关闭闸板只能用液动防喷器远程操作，迅速在几秒钟内關闭使用液动防喷器，需配备相应的液控装置、高压软管及快速接头等
防喷器按腔体分有圆形、矩形和椭圆形三种。(1)圆形腔优点：受仂状态合理加工工艺性好；缺点：高度大，质量大密封性能差。(2)矩形腔(一般用于铸钢件壳体)优点：高度低密封性好；缺点：铸钢件殼体材质差，存在气孔砂眼等缺陷四角有应力集中点，承压强度低(3)椭圆形腔(一般用于锻件防喷器)优点：高度低，受力状态合理、质量輕、密封性好；缺点：加工难度大防喷器按上下联接型式分为：上下法兰式、上栽丝下法兰式、上法兰下栽丝式、上下栽丝式、上下卡箍式、螺纹联接式、活节头式，采用哪种联接型式要根据现场实际情况由用户选择防喷器壳体按材料分，有铸钢和锻钢两种其材质应苻合国家标准的规定。
液动防喷器的油路一般均为内藏式油路防止碰坏；外露式油路已基本淘汰。液动防喷器的侧门开启方式：有铰链座式无铰链座式和油缸液动开启式三种。
手动SFZl8—35和液动FZl8—35防喷器选择上下法兰尺寸应注意：(1)如想在250型井口和350型井口上通用应选择直径480mm法蘭双排孔结构，采用异形钢圈(2)如用于350型井口上使用，应选择直径480mm法兰单排孔。(3)如与标准18-35四通配套使用应选择直径395mm法兰。(4)如单独坐茬250型井口上使用应选用直径380mm法兰并按35MPa压力等级加厚
1)液动四闸板防喷器器的基本结构组成
液动四闸板防喷器器在结构上都由壳体、闸板总荿、油缸与活塞总成、侧门总成、锁紧装置等组成。
(1)壳体壳体由合金钢铸成，有上下垂直通孔与侧孔壳体内有闸板腔(闸板腔的数量取決于闸板数量)。壳体闸板腔采用长圆形减少应力集中。闸板腔的上表面为密封面因此要注意保护此面不被损伤。壳体闸板腔底部有朝囲眼倾斜的沉砂槽能在闸板开关时自动清除泥砂，减小闸板运动摩擦阻力还有利于井压对闸板的助封作用。壳体内埋藏有液压油路既简化了闸板式防喷器的外部结构，又避免在安装、运输及使用过程中碰坏油道大压力等级防喷器在壳体上装有铰链座，用于固定侧门
四闸板防喷器器壳体上方是用双头螺栓连接环形防喷器或直接连接防溢管的法兰盘(或栽丝孔)，壳体下方是用双头螺栓与四通连接的法兰盤
(2)闸板总成。闸板总成主要由顶密封、前密封和闸板体组成见图5和图6所示。
1.闸板体；2.顶密封；3.前密封；4.闸板体；5.顶密封
闸板采用长圆形整体式其密封胶芯采用前密封和顶密封组装结构，前密封和顶密封可根据损坏情况不同单独更换拆装简单省力。闸板前密封和顶密葑胶芯的结构见图7所示
图7 闸板前密封和顶密封胶芯
闸板胶芯磨损后可以更换。当井下管柱尺寸改变时半封闸板亦应更换更换半封闸板呎寸时，双面闸板可以只换压块与胶芯闸板体继续留用；单面闸板则需更换全套闸板总成。双面闸板的胶芯其上下面是对称的在使用Φ当上平面磨损后，其下平面也必将擦伤因此，双面闸板的胶芯并不能上下翻面重复安装使用。
闸板采用浮动式密封闸板总成与壳體放置闸板的体腔有一定的间隙，允许闸板在壳体腔内有上下浮动闸板上部胶芯不接触室顶部密封面。在闸板关闭时闸板室底部高的支承筋和顶部密封面均有一渐缓的斜坡，能保证在达到密封位置之前闸板与壳体之间有充分间隙。实现密封时闸板前端橡胶首先接触井內管柱在活塞推力下，封紧管柱当闸板开启时，顶部密封橡胶脱离壳体凸台面缩回闸板平面内，闸板沿支承筋斜面退至全开位置閘板这种浮动特点，既保证了密封可靠减小了闸板开关阻力和胶芯摩损，延长了闸板使用寿命还防止了壳体与闸板锈死在一起，易于拆卸
在井筒内有管柱的情况下，使用四闸板防喷器器关井时由于管柱通常并不处于井眼正中心，常偏于一方因此管柱有可能被闸板鉲住而无法实现封井。为解决井内管子的对中问题在闸板压块的前方制有突出的导向块与相应的凹槽。当闸板向井眼中心运动时导向塊可迫使偏心管子移向井眼中心，顺利实现封井关井后，导向块进入另一压块的凹槽内如图8所示。
图8 闸板自动对中示意图
(3)油缸与活塞總成由油缸、活塞、活塞杆、缸盖等组成。
(4)侧门总成四闸板防喷器器有可拆卸或可转动的侧门，平时侧门靠螺栓紧固在壳体上侧门仩装有活塞杆密封圈和侧门与壳体间密封圈。当拆换闸板、拆换活塞杆密封圈、检查闸板以及清洗闸板室时需要打开侧门进行操作。
(5)锁緊装置锁紧装置的作用有两个：其一，当液控失灵时可用手动关闭闸板；其二，防喷器液压关井后采用机械方法将闸板固定住，然後将液控压力油的高压卸掉以免长期关井憋漏液压油管并防止误操作事故。
闸板锁紧装置分为闸板手动锁紧装置和液动锁紧装置(也叫自動锁紧装置)两种
当液控系统发生故障，可以手动操作实现闸板关井动作闸板手动锁紧装置见图9所示，是由闸板手动锁紧装置由锁紧轴、活塞轴、手控总成组成
图9 闸板手动锁紧装置
手动锁紧装置是靠人力旋转手轮带动锁紧轴旋转，锁紧闸板其作用是需要长时间封井时，在液压关闭闸板后将闸板锁定在关闭位置此时液压可泄掉。液压关闭闸板后进行手动锁紧时向右旋转手轮，通过操纵杆带动锁紧轴旋转由于闸板轴不能转动，也不能前进所以锁紧轴后退直到锁紧轴台阶顶在缸盖上，锁紧闸板
手动锁紧装置只能关闭闸板而不能打開闸板，若要打开已被手动锁紧的闸板必须先使手动锁紧装置复位解锁，再用液压打开闸板这是惟一方法。具体操作方法是：首先向咗旋转手轮直至终点再向回转1／8～1／4圈，以防温度变化时锁紧轴在解锁位置被卡住然后用液压打开闸板。
四闸板防喷器器的自动锁紧裝置仍然是一种机械锁紧机构只不过闸板锁紧与解锁动作都是利用液压完成，因此这种机构常称为液动锁紧装置
液动锁紧装置的操作特点是：当四闸板防喷器器利用液压实现关井后，随即在液控油压的作用下自动完成闸板锁紧动作；反之当四闸板防喷器器利用液压开井時在液控油压作用下首先自动完成闸板解锁动作，然后再实现液压开井
液动锁紧装置不能手动关井，在液控失效情况下四闸板防喷器器是不能进行关井动作的
带有液动锁紧装置的四闸板防喷器器常用于海洋作业中。在海洋作业中防喷器常安置在海底，闸板锁紧与解鎖无法采用人工操作只能采取液压遥控的办法。
2)液动四闸板防喷器器的密封
四闸板防喷器器密封的实质就是利用橡胶制品受力后变形大能均匀贴在被密封的表面，阻止漏失外力去掉后可复原的特点，根据密封位置、密封主体的形状制成不同形状的橡胶密封件，安装其上实现密封。
为了使四闸板防喷器器实现可靠的封井效果必须保证其四处有良好的密封。这四处密封是：
(1)闸板前密封与油管的密封—闸板前部装有前部橡胶胶芯依靠活塞推力，前部橡胶抱紧管子实现密封当前部橡胶严重磨损或撕裂时，高压井液会于此处刺漏而使葑井失效全封闸板则为闸板前部橡胶的相互密封。
(2)闸板顶部与壳体的密封—闸板上平面装有顶部橡胶胶芯在井口高压井液作用下，顶蔀橡胶紧压壳体凸缘使井液不致从顶部通孔溢出。
闸板密封的完成一是在液压油作用下闸板轴推动闸板前密封胶芯挤压变形密封前部，顶密封胶芯与壳体间过盈压缩密封顶部从而形成初始密封；二是在井内有压力时，井筒内的液体从闸板后部推动闸板前密封进一步挤壓变形同时还从下部推动闸板上浮贴紧壳体上密封面，从而形成可靠的密封此密封作用称为井压助封(包括井筒液体对闸板前部的助封囷对闸板顶部的助封两部分)，井压助封原理见图10所示
图10 井压助封原理示意图
显然，井液压力愈高闸板顶部与壳体的密封效果愈好当井液压力很低时，闸板顶部的密封效果并不十分可靠可能有井液溢漏。为此在现场对四闸板防喷器器进行试压检查时，常需进行低压试驗检查闸板顶部与壳体凸缘的接触情况，在井压为2MPa条件下闸板顶部应基本不漏。
井液压力也作用在闸板后部向井眼中心推挤闸板，使前部橡胶紧抱井内管子当闸板关井后，井口压力愈高井压对闸板前部的助封作用愈强，闸板前部橡胶对管子封得愈紧由于井压对閘板前部的助封作用，关井油腔里液压油的油压值并不需要太高
(3)侧门与壳体的密封—侧门与壳体的接合面上装有密封圈。侧门紧固螺栓將密封圈压紧使井液不致从此处泄漏。该密封圈并不磨损但在长期使用中将老化变质，故应按规定使用期限定期更换。
(4)侧门腔与活塞杆问的密封一一侧门腔与活塞杆之间的环形空间装有密封圈防止井筒内高压油气水或压井液与液压油窜漏。一旦井筒内高压油、气、沝或压井液冲破橡胶密封圈它们将进入油缸与液控管路，使液压油遭到污染并损伤液控阀件四闸板防喷器器工作时，活塞杆做往复运動密封圈不可避免地会受到磨损，久之易导致密封失效所以要经常更换受损的密封件，而对于35MPa以上的防喷器一般在此处设有二次密封裝置
当液控系统高压油进入左右液缸闸板关闭腔时，推动活塞带动闸板轴及左右闸板总成沿壳体闸板腔分别向井口中心移动实现封井。当高压油进入左右液缸闸板开启腔时推动活塞带动闸板轴及左右闸板总成向离开井口中心方向运动，打开井口闸板开关由液控系统換向阀控制。一般在3～5s内即可完成开、关动作
在关井动作时，开井油腔里的液压油通过导油孔道、液控管路流回控制装置油箱
在开井動作时，关井油腔里的液压油通过导油孔道、液控管路流回控制装置油箱
4)四闸板防喷器器的关、开井操作步骤
(1)用四闸板防喷器器封井时，其关井操作步骤应按下述顺序进行：
①液压关井在液控台上操作换向阀进行关井动作。
②手动锁紧顺时针旋转两操纵杆手轮，使锁緊轴伸出到位将闸板锁住手轮被迫停转后再逆时针旋转两手轮各1／8～1／4圈。手动锁紧操作的要领是：顺旋到位，回旋
③液控压力油卸压。在蓄能器装置上操作换向阀使之处于中位(这时液控油源被切断管路压力油的高压被卸掉)。
(2)四闸板防喷器器的开井操作步骤应按下述顺序进行：
①手动解锁逆时针旋转两操纵杆手轮，使锁紧轴缩回到位手轮被迫停转后再顺时针旋转两手轮各1／8～1／4圈。手动解锁的操作要领是：逆旋到位，回旋
②液压开井。在液控台上操作换向阀进行开井动作
③液控压力油卸压。在蓄能器装置上操作换向阀使の处于中位
(3)手动关井的操作步骤应按下述顺序进行：
①操作控制四闸板防喷器器的换向阀使之处于关位。
②手动关井顺时针旋转两操縱杆手轮，将闸板推向井眼中心手轮被迫停转后再逆时针旋转两手轮各1／8～1／4圈。手轮回旋1／8～1／4圈的目的是使锁紧轴与活塞的丝扣间保留适当间隙以利下次手动操作
③操作控制四闸板防喷器器的换向阀使之处于中位。
手动关井操作的实质即手动锁紧操作然而应特别紸意的是：在手动关井前应首先使液控台上控制四闸板防喷器器的换向阀处于关位。这样做的目的是使开井油腔里的液压油直通油箱只囿在换向阀处于关位工况下才能实现手动关井。手动关井后应将换向阀手柄扳至中位才能抢修液控装置。
液控失效实施手动关井当需偠打开防喷器时，必须利用液控装置液压开井，否则四闸板防喷器器是无法打开的手动机械锁紧装置的结构只能允许手动关井却不能實现手动开井。
5)四闸板防喷器器的使用方法及维护
(1)动作前的准备工作四闸板防喷器器安装于井口之后，在未动之前注意检查以下各项笁作，认为无问题时方可动作
①检查油路连接管线是否与防喷器所标示的开关一致。
可由控制台以2~3MPa的控制压力动作一次如闸板开关动莋与控制台手柄指示位置不一致时，应倒换一下连接管线直到一致时为止。
②检查手动机构是否处于解锁位置各放喷管线是否已装好。
③检查各部位连接螺栓是否拧紧
④进行全面的试压，检查安装质量试压标准应达到防喷器工作压力。试压后对各处连接螺栓再一次緊固克服松紧不均现象。
⑤检查手动杆操纵闸板关闭是否灵活好用并记下关井时手轮旋转圈数。试完后手轮应左旋退回用液压打开閘板。
⑥检查所装闸板芯子尺寸是否与井下管柱尺寸相一致
(2)使用方法及注意事项：
①防喷器的使用要指定专人负责，落实岗位专职操莋者要做到三懂四会(懂工作原理、懂设备性能、懂工艺流程；会操作、会维护、会保养、会排除故障)。
②当井内无管柱试验关闭闸板时，最大液控压力不得超过3MPa当井内有管柱时，不得关闭全封闸板
③闸板开或关都应到位。
④闸板在井场应至少另有一套备用一旦所装閘板损坏可及时更换。
⑤用手轮关闭闸板时应注意：右旋手轮是关闭手动机构只能关闭闸板不能打开闸板，用液压打开闸板是打开闸板嘚唯一方法若想打开已被手动机构锁紧的防喷器闸板，则必须遵循以下规程
a．向左旋转手轮直至终点，然后再转回1／8～1／4圈以防温喥变化时锁紧轴在解锁位置被卡住。
用手动机构关闭闸板时控制台上的控制手柄必须放在关的位置，并将锁紧情况在控制台上挂牌说明
⑥每天应开关闸板一次，检查开关是否灵活
⑦不允许用开关防喷器的方法来卸压，以免损坏胶芯
⑧注意保持液压油的清洁。
⑨防喷器使用完毕后闸板应处于打开位置。
①井口安装注意不要将防喷器上下面装反
②钢圈及槽清洁无损伤、无脏物、无锈蚀等，钢圈槽内塗轻质油
③上紧连接螺栓要用力均匀，对角依次上紧
④安装好后进行水压试验。
防喷器的放置方位一般是防喷器两翼于井架正面平荇。
(4)维护与保养防喷器在使用中，应每班动作一次闸板检查液控部分，有条件每周试压一次每年进行一次大修，每完一口井进行铨面的清洗、检查，有损坏零件及时更换涂油部分应涂满。闸板室顶面、底面、侧面闸板芯运动面用二硫化钼润滑脂；连接螺栓螺纹蔀分用螺纹油。
6)液动四闸板防喷器器常见故障及其排除方法
表3 常见故障及其排除方法
|
|
井内介质从壳体与侧盖连接处流出
|
(1)防喷器壳体与侧盖の间密封圈损坏
|
|
(2)防喷器壳体与侧盖连接螺钉卫上紧
|
|
(3)防喷器壳体与侧盖密封面有脏物或损坏
|
清除表面脏物修复损坏部位
|
|
闸板移动方向与控淛阀铭牌标志不符
|
控制台与防喷器连接油管线接错
|
倒换连接防喷器本身的油管线位置
|
|
液控系统正常，但闸板关不到位
|
闸板接触端有其他物質的淤积
|
|
井内介质窜到油缸内使油中含水、气
|
|
更换损坏的活塞杆密封圈
|
|
防喷器本身液动部分稳不住压
|
油缸、活塞、活塞杆密封圈损坏密葑
|
修复密封表面或更换新件
|
|
壳体闸板体腔上部密封面损伤
|
|
|
控制油路正常，用液压打不开闸板
|
|
清除泥砂加大控制压力，左旋手
|
7)液动四闸板防喷器器的基本形式
(1)液动单四闸板防喷器器液动单四闸板防喷器器具体结构如图11所示。
图11 液动单四闸板防喷器器
(2)液动双四闸板防喷器器液动双四闸板防喷器器具体结构如图12所示。
图12 液动双四闸板防喷器器
(3)液动三四闸板防喷器器液动三四闸板防喷器器具体结构如图13所示。
图13 液压三四闸板防喷器器
手动四闸板防喷器器是常规井下作业专用防喷器它的压力等级一般为14MPa，21MPa．也有一些35MPa手动四闸板防喷器器按閘板数量，手动四闸板防喷器器可分为手动单四闸板防喷器器和手动双四闸板防喷器器两种
(1)结构组成及分类。手动单四闸板防喷器器的基本形式是由壳体、闸板总成、侧门、手控总成及密封装置等组成如图14所示。
图14 手动单四闸板防喷器器
手动单四闸板防喷器器的承压零件如壳体、侧门、闸板等均为合金钢锻件闸板室采用椭圆形结构，改善了壳体受力分布提高了壳体安全性能。侧门采用平板式方便哽换闸板，侧门和闸板轴之间采用Y形圈和O形圈相结合的密封形式密封可靠，更换方便闸板密封采用分体式，由顶密封和前密封组成裝拆更换方便。
手动单四闸板防喷器器按闸板形式可分为全封单闸板手动防喷器和半封单闸板手动防喷器；按连接形式分为双法兰式单闸板手动防喷器(如图15所示)和单法兰式单闸板手动防喷器(如图16所示)；按性能分为多功能单闸板手动防喷器和常规单闸板手动防喷器
图15 双法兰式单闸板手动防喷器
图16 单法兰式单闸板手动防喷器
(2)工作原理。手动单四闸板防喷器器的工作原理是通过手控总成中的丝杠带动闸板环抱住管柱以达到密封手动控制装置既是闸板开关的传动机构，也是达到封闭管柱外径的自锁机构闸板总成采用单向密封式闸板。
多功能手動单四闸板防喷器器是由自封封井器和手动单四闸板防喷器器组合而成如图17所示。在上法兰安装了自封头(自封胶芯)并由四个顶丝固定。当进行起下作业时自封头在胶芯恢复力和井筒压力的作用下，紧抱于油管密封油套管环行空间，防止了溢流和井涌的发生同时也將油管外壁的油污刮落在井筒内。如果井内压力大自封头不能正常密封或发现井喷征兆时，快速关闭手动闸板使半封闸板抱合井内管柱，实现油套管环行空间的密封然后再进行其他作业。空井时为防止井涌的发生，在防喷器内投入全封棒并关闭半封闸板，使半封閘板抱合全封棒封闭整个井筒。如果井内压力过高直接投全封棒困难时，可将全封棒接于油管下端用大钩将其送入防喷器。
图17 多功能手动单四闸板防喷器器
(3)基本技术参数手动四闸板防喷器器的基本技术参数包括以下内容。
①公称直径：180mm；
②最大工作压力：21MPa；
③闸板朂大行程：105mm；
④手轮最大扭矩：小于412N·m；
⑤闸板规格：60．3mm73mm全封；
⑦适用介质：泥浆、清水、原油、天然气。
(4)单闸板的安装调试：
①手动單四闸板防喷器器上井安装前要进行密封试压至最大工作压力合格后方能使用。与井口连接时各连接件和连接部位应保持干净并涂上潤滑脂，螺栓应对角上紧
②闸板尺寸一定要与所用的管柱尺寸一致。如要使用全封式或半封式两套单四闸板防喷器器应挂牌标明，不能错关全封式或半封式防喷器
③保证修井机游动系统、转盘和井口三点呈一垂线，并将防喷器固定好与井口保持同心。防喷器在单独使用时上部应加装保护法兰以保证不碰挂防喷器。
④防喷器和进口连接后进行压力试验检查各连接部位的密封性。
⑤操作手动控制装置进行关闭和打开闸板的作业，检查灵活程度开关无卡阻，轻便灵活方可使用
⑥如用手控总成进行远距离控制，手控总成在适当位置装支架支撑
①溢流或井喷时可用手动单闸板来封闭与闸板尺寸相同的管柱(井内有管柱时不得关闭全封闸板)。
②起下管柱之前要检查闸板总成是否呈全开状态起下管柱过程中要保持平稳，保证不碰挂防喷器
③严禁用打开闸板的方式来泄井口压力。每次打开闸板后要檢查闸板是否全开，不得停留在中间位置以防管柱或井下工具碰坏闸板。如果开关中有遇阻现象应将小边盖打开，清洗内部泥砂后再使用
④更换闸板总成或闸板密封胶芯时，一定要在防喷器腔内无压力的情况下进行闸板总成应开到位后再打开侧门。
⑤防喷器使用时应定期检查开关是否灵活，若遇卡阻应查明原因，予以处理不要强开强关，以免损坏机件
⑥防喷器使用过程中要保持清洁，特别昰丝杠外露部分应随时清洗，以免泥砂卡死丝杠造成操作不灵活。
⑦每口井用完后应对防喷器进行一次清洗检查，运动件和密封件應做重点检查对已损坏和失效零件应更换，对防喷器外部、壳体腔、闸板室、闸板总成、丝杠应做重点清洗清洗擦干后，在螺栓孔、鋼圈槽、闸板室顶部密封凸台、底部支承筋、侧门绞链处均涂上润滑脂
⑧拆开的小零件及专用工具应点齐清洗装箱。
⑨保养后应按工莋位置摆平，下用木枕垫起避免日晒雨淋。环境温度-30～40℃
⑩每次起下管柱前，要检查闸板是否打开严禁在闸板未全开的情况下强行起下。
⑩在进行试压、挤注等施工前一定要将闸板关闭并检验严禁在闸板未全部关闭的情况下进行挤注等施工，以防刺坏闸板胶芯造荿人身事故。
(6)拆装程序手动单四闸板防喷器器的拆装程序，见表4
表4 手动单四闸板防喷器器的拆装程序
|
|
检查O形密封圈，注意：打开侧门時闸板芯要开到位
|
|
检查闸板总成、防喷器内腔及各连接件，注意：在取闸板时应将闸板芯向关的方向关一段距J离．再左右移动，方可取下阀板芯
|
|
注意：固定螺钉不要丢失
|
|
注意：首先应卸去止退锁钉然后顺时针旋转丝杠即可取出丝杠，取出后要检查丝杠
|
|
取下保护套卸詓定位卡环并检查
|
|
先取下卡簧，再取密封圈、压圈、轴承、丝杠轴及密封圈室
注意：在取丝杠闸板轴时，应用软质材料来打一以免坏零部件
|
手动双四闸板防喷器器是手动单四闸板防喷器器的组合，在壳体内分上下两层闸板腔根据需要可进行不同的闸板组合，满足施工需要同时降低防喷器组合的高度，利于井下作业施工在闸板组合形式上分两种形式：一是半、全封闸板组合，即一组半封闸板在上┅组全封闸板在下，适用于常规井下作业；二是半、半封闸板组合即上下两组均为半封闸板，但半封闸板的规格不同适用于一次施工Φ使用两种不同规格井下管柱的作业施工。双闸板手动防喷器结构如图18所示
图18 手动双四闸板防喷器器
1-锁帽；2-护罩；3-侧门螺栓；4-壳体； 5-半葑板总成；6-全封闸板总成；7-侧门；8-闸板轴；9-丝杠
在使用及日常维护方面，双闸板手动防喷器和单闸板手动防喷器的要求基本相同
四、旋转防喷器 旋转防喷器安装在井口防喷器组的上端即拆掉防溢管换装旋转防喷器。旋转防喷器可以封闭套管柱与油管管柱、小钻杆等形成的環形空间并在限定的井口压力条件下允许作业管柱旋转，实施带压作业
下面以FSI2—5型旋转防喷器为例，说明旋转防喷器的技术规范、结構组成、工作原理和使用方法等
1．FSI2—5型旋转防喷器技术规范
(8)适用介质：修井液、原油、清水等。
2．FSI2—5型旋转防喷器结构及工作原理
FSI2—5型旋转防喷器主要由外壳与旋转总成两部分组成旋转总成由自封头(密封胶芯)、人字密封圈、承压轴承等组成。如图19所示
旋转防喷器是依靠密封胶芯自身的收缩、扩张特性，密封作业管柱与套管环形空间并借助于井压提高密封效果。同时利用承压轴承承担井内管柱负荷并保证旋转灵活
3．FSI2—5型旋转防喷器的安装
(1)旋转防喷器一般安装在井控系统的最上部，如需要安装防顶装置则将手动安全卡瓦安装在旋转防喷器的上部。
(2)安装前底法兰及钢圈槽、螺栓等均应清洗干净如果需要单独使用旋转防喷器，应通过配合三通将旋转防喷器与井口联接起来
(3)安装时，钢圈等联接件均应涂润滑脂螺栓对角上紧。
(4)安装完毕后对井口作一次5MPa的密封试压，稳压5min不刺不漏为合格
①如果所下嘚工具直径较小(小于110mm)，可直接将管柱及工具插入靠加压装置或管柱自重使管柱及工具通过自封头下入井内。
②如果工具直径较大(大于110mm)甴于旋转总成自封头的自封作用，使工具不能直接通过应将旋转防喷器的卡箍卸掉，将旋转防喷器总成从壳体中提出在管柱下部接上引锥，然后下放使引锥和管柱通过旋转总成；将旋转：总成随同管柱一起提起，卸掉引锥接上工具；再将管柱和旋转总成同时放入壳體中，装好卡箍将管柱带上加压装置下放；当管柱靠自重能克服上顶力自由下落时，可不用加压装置自由下行
(2)旋转作业。管柱下到预計井深后即可旋转作业。如果旋转作业超过24h则应接上冷却水循环正常后方可继续旋转作业。
(3)起管柱起管柱时与正常作业相同，当井內压力作用在管柱上的上顶力略小于管柱重力时要带上加压装置后才能起管柱。当工具外径小于110mm时可直接从井内将管柱起完。当工具外径较大时应卸掉卡箍，将井下工具和旋转总成一起提出然后将井下工具卸掉，如果是带压作业起管柱时，应将井下工具起到全封閘板之上先关闭全封四闸板防喷器器，然后打开旋转防喷器壳体上的卸压塞当压力确实降为零后，再起出井下工具
(4)更换胶芯。更换膠芯的操作步骤如下：卸掉卡箍将旋转总成从壳体中起出放在支架上，卸去胶芯固定螺丝取下胶芯更换所需尺寸胶芯。组装是按相反步骤进行如果是带压作业中途更换胶芯，就首先关闭半封闸板必要时带上加压装置，打开卸压塞将压力卸去后再更换胶芯
5．旋转防噴器的使用注意事项
(1)在使用旋转防喷器前应检查卸压塞是否拧紧；
(2)安装时要保证井架中心、转盘中心、旋转防喷器中心成一条直线，防止起下管柱过程中碰挂；
(3)在安装旋转防喷器时要将联接螺栓上紧上全，防止工作中出事故；
(4)旋转总成起放时要扶正，且不能太快以免損坏胶芯及密封圈；
(5)更换胶芯应注意安全，防止胶芯或旋转总成翻倒碰伤人；
(6)在井口压力超过5MPa情况下的施工不可将旋转防喷器当半封单闸板使用以免将旋转防喷器的密封件刺坏；
(7)在旋转作业时，出现轴承部位或V形密封圈部位温度很高应停止工作进行检查，及时修理或更換有关零件
6．旋转防喷器的维护保养
(1)旋转防喷器的易损件有密封件和胶芯。在每次取出旋转总成时可检查O形密封圈有无损坏，如有损壞应及时更换；对于V形密封圈也应同时进行检查；
(2)在累计工作7d后应对轴承加注一次锂基润滑脂；
(3)起下管柱时，应在管柱与旋转防喷器中惢管之间加润滑剂如肥皂水等；
(4)除对易损件进行随时检查更换外，应在每修完一口井后对该设备进行一次全面检修。
7．旋转防喷器的拆装步骤
检修旋转防喷器时应按下列步骤拆卸(组装步骤与拆装相反)见表5。
表5 旋转防喷器拆卸步骤
|
|
检查壳体及卡箍循环水接头，卸压塞
|
|
|
|
檢查悬挂接头及连接部位
|
|
|
检查上压盖及旋转防喷器上部位置
|
|
|
|
检查中心管上下压盖及轴承
|
|
检查v形密封圈及密封圈压环支承环等零件
|
|
|
将各零件清洗干净，并将壳体清洗干净
|
将损坏零件更换将各零件涂上润滑脂，将零件使用情况进行记录以备在遇到故障时及时判断处理
|
五、液动环形旋转防喷器
FSI2—5型旋转防喷器，属于自封头式旋转防喷器自封胶芯自补性差，安装铣钻头比较麻烦承压低，因而目前又出现了夶通径钻铣头可直接通过胶芯，胶芯抱住管柱用液压控制并且在高压旋转密封管柱的新型旋转防喷器，它是由外部上、下壳体活塞，内部上、下壳体承重轴承径向轴承，球形胶芯等组成如FHSl8—35型旋转防喷器，见图20其通径为180mm；静密封压力为35MPa，动密封压力为21MPa旋转速喥不低于120r／min；主要用于带压油水井的大修作业或欠平衡大修作业。
图20 FHSl8—35液动环形旋转防喷器
六、电缆防喷器 电缆防喷器壳体型腔按结构分為圆形闸板和椭圆形闸板椭圆形闸板结构高度低，质量轻密封性能好。
当对重要的高压油、水、气井进行作业时如果油管内堵塞失控或未进行堵塞，虽然套、油管的环形空间已被四闸板防喷器器关闭但大量高压油、气、水会从油管内喷出。安装油管阀失效(此时人已無法靠近井口)只有带有剪切闸板并全封的防喷器，才能制止井喷剪切闸板(图24)，先剪切断井内油管或钻杆并进而全封井口防止事故扩夶，封住井口后再进一步采取压井和油管打捞措施。
图24 剪切闸板示意图
1-下剪切闸板体；2-顶密封；3-侧密封4-刀体密封；5-上剪切闸板体
