1.1 闸板防喷器简介

防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生，将全封和半封两种功能合为一体，具有结构简单，易操作，耐高压等特点，是油田常用的防止井喷的安全密封井口装置。

防喷器是井控设备中的核心设备，用于控制井口压力，保证钻进工作顺利进行，进而保障了钻进速度及钻井质量。在钻井作业中，一切特殊情况都有可能发生，而一旦发生了特殊情况则就可能出现溢流、井涌、井喷等危险情况，此时相应的操作人员应立即发出关井指令，防喷器必须迅速启动关井。如果此时防喷器失效不动作，将会导致井喷，如果无法遏制住井喷，则会进一步的发生恶性事故，轻则造成设备损坏，重则造成油井报废、设备烧毁、人员伤亡。因此，作为井控装置的关键部件，在钻井、修井、试油等作业过程中起着控制井口压力的重大作用^[1]。因此，对井口防喷器来说，尤其是高压防喷器，其安全性能就显得特别重要。闸板防喷器按壳体内闸板的数量可分为：单闸板防喷器、双闸板防喷器和三闸板防喷器。在国内使用最多的是单、双闸板防喷器^[2]。

由于地层中的不确定因素很多且十分复杂，每一钻井作业都有发生井喷的可能性，这对井控技术和井控装备提出了更高的要求。防喷器作为最重要的井控设备，在钻井作业中一旦发生溢流、井涌、井喷等紧急状况，防喷器需要迅速启动关井，此时防喷器一旦失效，将会导致井喷等恶性事故。因此，防喷器的合理设计对于保证钻井作业顺利进行和人身安全具有重要作用。

1.2研究闸板防喷器主壳体的目的与意义

闸板防喷器壳体形状较为复杂，几何尺寸变化大。在载荷作用下的应力分布情况及最大应力对分析结构的安全性非常重要，同时，设计合理的形状和尺寸、特别对于高压防喷器来说是很重要的。在井口溢流情况下，对闸板防喷器进行关井操作，尤其是逐渐采用的硬关井工艺，将使防喷器受到高压油气产生的极强冲击压力。壳体是防喷器关键承压部件，在高压冲击载荷下壳体局部区域将出现应力集中，快速关井时产生的高压水击波在衰减过程中将反复冲击壳体，使其出现疲劳裂纹，甚至发生脆性断裂^[3-4]。因此，壳体对防喷器的使用寿命、承载能力以及安全性能评价具有决定性表征作用。

因此，壳体对防喷器的使用寿命、承载能力以及安全性能评价具有决定性作用。防喷器主壳体形状比较复杂，在载荷作用下的应力分布情况及最大应力对分析结构的安全性也非常重要。

1.3 国内闸板防喷器研究现状