[發明專利]蒸汽驅井專用多功能防噴器

有效

• 申請號: 201010279724.6
• 申請日: 2010-09-05
• 公開（公告）號: CN102383759A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 楊桂清;檀德庫;王家暖;馬啟軍;孫大可;卞康群
• 申請（專利權）人: 楊桂青
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06;E21B43/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種蒸汽驅井專用多功能防噴器，其和蒸汽驅井專用多功能防噴器地面控制裝置通過高壓管線相互連接，由地面控制裝置通過壓力油施控防噴器的開和關，蒸汽驅井專用多功能防噴器為雙閘板防噴器結構，其中心為主通徑結構，而左、右兩側結構的各內部構造、規格相同，左側結構的各部件與右側結構的各部件之間一一對應，其對應的部件形狀、大小、規格相同，左側結構與右側結構相對稱地與主通徑結構相連接，蒸汽驅井專用多功能防噴器由殼體、油口接頭、剪切閘板缸頭、剪切閘板油缸缸筒、剪切閘板側門、剪切閘板、剪切閘板側密封、剪切閘板頂密封、剪切閘板活塞、剪切閘板閘板鎖緊絲桿、油缸螺帽、半封油缸螺栓、半封活塞總成、半封閘板、半封閘板頂密封、半封閘板前密封、剪切閘板控制油缸螺栓、側門螺栓、半封油缸缸筒、半封絲桿、半封油缸缸頭等構成；上層為剪切閘板閘板結構，下層為半封結構；其下層有半封閘板腔，內裝半封閘板，上層有剪切閘板閘板腔，內裝剪切閘板；其上層為剪切閘板結構，其主要由殼體上層殼體閘板腔開關閥板油缸總成、剪切閘板閘板總成、手動鎖緊絲桿、進回油口組成，殼體的上層左右兩側分別有與殼體中心主通徑相通、且在其中心主通徑左、右兩側，相互對稱的形狀結構規格相同的剪切閘板閘板腔，剪切閘板閘板腔在垂直的縱向截面呈長圓形；蒸汽驅井專用多功能防噴器上層剪切閘板結構也為全封結構，在其剪切閘板閘板腔內有剪切閘板總成，剪切閘板總成由上剪切閘板和下剪切閘板構成，其上剪切閘板有母扣結構及剪切結構和剪切閘板嵌橡膠密封件的凹槽，閘板的母扣結構是在閘板的外側，其為“凸”形內平槽，其由內槽和外槽構成，其“凸”形內平槽橫向穿出閘板，其槽底面為平面，其內槽的寬度大于外槽口的寬度；上剪切閘板外側有母扣結構，其內側為剪切結構，剪切結構的下面為平面，其平面與母扣結構的“凸”形內平槽的槽底面垂直，并與其槽底面的中間橫切面平行或在同一平面上，剪切結構的下面與上剪切閘板閘板結構的外側表面相交連接，其剪切結構的外側表面為兩個相交的平面，其相交于剪切結構的中間位置，并且其兩個平面分別與剪切結構的下面相交成小于90度的角，其兩個平面與剪切結構下面相交的角度相等，其兩平面之間的角度在120度至170度之間，其各平面之間的角度根據具體需要設定，上剪切閘板嵌橡膠密封件的凹槽分為頂凹槽、側凹槽和下面凹槽，上剪切閘板剪切結構的下面的背面一側即頂側表面上有頂凹槽，剪切結構的兩側面分別有側凹槽，剪切結構的下面上有橫穿出其下面兩側的下面凹槽；其下剪切閘板外側亦有母扣結構，其內側為剪切結構，下剪切閘板上有嵌橡膠密封件的凹槽，下剪切閘板的母扣結構在下剪切閘板的外側，其內側為剪切結構，剪切結構的上面為平面，其平面與母扣結構的“凸”形內平槽的槽底面垂直，并與其槽底面的中間橫切面平行或在同一平面上，剪切結構的上面與下剪切閘板的剪切結構的外側表面相交連接，其剪切結構的外側表面為兩個相交的平面，其相交于剪切結構的中間位置，并且其兩個平面分別與剪切結構的上面相交成小于90度的角，其兩個平面與剪切結構上面相交的角度相等，其兩平面之間的角度在120度至170度之間，其各平面之間的角度根據具體需要設定，下剪切閘板嵌橡膠密封件的凹槽分為頂凹槽、側凹槽，下剪切閘板剪切結構的上面的背面一側即頂側表面上有頂凹槽，剪切結構的兩側面分別有側凹槽；蒸汽驅井專用多功能防噴器的活塞分為剪切閘板活塞和半封活塞，由活塞體、活塞桿和活塞頂端公扣相互連接構成，活塞體為圓柱體結構，其圓柱體的圓周面上有兩個環形凹下槽，其環形凹下槽的中心線與活塞體的中心線在同一直線上，活塞體的內側與活塞桿的一端固定連接，活塞桿為圓柱形桿體，活塞桿的中心線與活塞體的中心線在同一直線上，活塞體及與其相連的活塞桿一端的中心部位有空心圓孔，其為連接絲桿孔，其圓孔的中心線與活塞桿中心線在同一直線上，圓孔的內周壁上有螺牙結構，其活塞的頂端為公扣結構，其頂端為頂平面，其頂平面與活塞的中心線垂直，與頂平面相連的兩側面為平面，其兩側平面分別與頂平面垂直，且相互平行，其分別到活塞的中心線的垂直距離相等，側平面與活塞桿之間有凹槽結構相連，凹槽兩端敞口，其槽底面與側平面平行，其兩槽側面相互平行，并且與槽底面垂直，槽側面與活塞頂平面平行，其兩側面之間的垂直距離與相對應的母扣結構的“凸”形內平槽的內側的兩槽側面之間的垂直距離相等，母扣結構的內平槽的外側兩槽側面之間的垂直距離與相對應的與公扣結構的頂部的兩凹槽的兩槽底面之間的垂直距離相同，其公扣結構的槽底面的寬度與相對應的母扣結構的內平槽的外側槽側面的寬度相同，公扣結構外側槽側面至頂面的垂直距離與相對應的母扣結構的內平槽的內側的空心槽的深度相同；其蒸汽驅井專用多功能防噴器的油缸分為兩種，一種為半封閘板油缸，一種為剪切閘板油缸，油缸由油缸缸筒和缸頭組成，可通過連接螺栓將缸頭、油缸缸筒及側門串連連接，油缸缸筒其周壁有一條輸油孔，其從內側面縱向穿透至外側面，缸頭本體內有一條油路孔，其從內側與油缸缸筒對應相連的周側環形面上穿進缸頭本體，并穿通出缸頭內側中間圓形內面；蒸汽驅井專用多功能防噴器的側門分為半封閘板側門和剪切閘板側門，側門有兩個穿透其側門壁的油路孔；半封閘板外端有母扣結構，其與母扣結構相對的內端中間為空心圓弧形結構，其空心圓弧形結構的兩側分別為內側面，其兩內側面在同一平面上，且與其母扣結構的內平槽的槽底面平行，空心圓弧形結構的中心圓心線與兩側面在平行或同一平面上，且與半封閘板的中間縱切面在同一平面上；半封閘板的內側面上有連接前密封的圓直孔，其圓直孔的中心線與內側面垂直，半封閘板上頂外表面有凹槽以嵌入頂密封橡膠件，半封閘板上頂側即有凹槽的一側，有直孔穿進并與圓直孔相通，其直孔的中心線與圓直孔的中心線垂直；半封閘板前密封為半封閘板的內端的連接延伸結構，為橡膠件，其外側中間為凸出的弧形結構，其兩側為外側平面，其兩外側平面在同一平面上，其內側中間為凹內內的空心半圓形結構，其兩側為內側平面，其兩內側平面在同一平面上，且其平面與外側平面平行，其內空半圓形結構的圓中心線與外側弧形結構的中心線相互平行，其所在平面與內外側面垂直，并與前密封的中間對稱的縱切面在同一平面上，其外側面上有圓直桿，其圓直桿上部向外有凹槽，其兩圓直桿相互平行，其中心線分別到前密封的中間對稱的縱切面的距離相等，其兩中心線的所在平面與前密封的中間橫切面平行，其圓直桿的直徑與半封閘板的圓直孔的直徑相同，其長度小于或等于其圓直孔的深度；將蒸汽驅井專用多功能防噴器的各部件，安裝連接，剪切閘板活塞桿伸進剪切側門中間孔內，將橡膠密封件安裝進剪切閘板上，其剪切閘板密封條安裝于其下面中間凹槽內，剪切閘板的母扣結構與剪切閘板活塞的公扣結構相連，使其剪切閘板安裝進殼體剪切閘板腔內，剪切閘板側門通過螺絲與殼體固定連接，再將剪切閘板油缸缸筒套入于剪切閘板活塞體周上，將油缸缸筒與側門連接，把絲桿一端通過螺牙連接于活塞體中間圓孔內，其另一端穿進缸頭的中間圓孔內，其缸頭與油缸缸筒連接，然后用螺栓將缸頭、油缸缸筒及側門串連固定連接起來，同樣先將前密封和頂密封安裝于半封閘板上，活塞桿伸進半封閘板側門中間孔內，側門通過螺絲固定于殼體上，使半封閘板的母扣結構與半封閘板活塞的公扣結構相連接，半封閘板及活塞頂部安裝進半封閘板腔，半封油缸缸頭套入半封活塞的活塞體圓周面上，把絲桿一端通過螺牙連接于活塞體中間圓孔內，其另一端穿進缸頭的中間圓孔內，用半封閘板連接螺栓將側門、油缸缸筒與缸頭串聯固定連接，其側門與活塞桿、油缸缸筒與側門、油缸缸筒與缸頭、缸頭與絲桿之間分別有橡膠密封件連接，使其各部件之間密封連接；蒸汽驅井專用多功能防噴器的各油路孔各自獨立，其剪切閘板側門油孔有兩個，其分別是控制剪切閘板關油路孔和控制剪切閘板開油路孔，其半封閘板側門油孔也有兩個，其為控制半封關油路和控制半封開油路，殼體壁內有四個油路孔，其上層二個，下層二個，上層為剪切開油路孔和剪切關油路孔，下層為半封開油路孔、半封關油路孔，其各油路孔各自獨立，其油路孔外口位于外殼正面外側，內口分別為兩個，其分別位于外殼與側門相接的一面的外側，且內徑與其對應的側門油路口內徑相等，各油路孔內口分別與其對應相連的側門的同其相連的油路口的規格及位置相對應，其外殼的各油路外口分別固定連接的油口接頭，即其分別連接剪切開油口接頭、剪切關油口接頭、半封開油口接頭、半封關油口接頭；缸頭壁內有一條油路，其一油口與油缸筒油口相接，另一油口通向缸筒內；缸頭有剪切閘板缸頭和半封閘板缸頭，其半封缸頭油孔通入半封缸筒，其剪切閘板缸頭油孔通入剪切閘板油筒；其各部件分別依程序先后安裝連接完整，其蒸汽驅井專用多功能防噴器形成四個相互獨立完整的油路，其上層剪切開油路由外殼剪切開油路的兩內口分別連接兩側門油路，此側門油路口直接敞口向油筒，剪切關油路由外殼剪切關油路的兩內口分別連接側門油路，此側門油路再連接油筒油路，油筒油路再連接缸頭油路，其缸頭油路口敞口通入油筒內，其下層半封開油路由外殼半封開油路的兩內口分別連接兩側門油路，此側門油路口直接敞口向油筒，半封關油路由外殼半封關油路的兩內口分別連接側門油路，此側門油路再連接油筒油路，油筒油路再連接缸頭油路，其缸頭油路口敞口通入油筒內；其各油路接口之間均有橡膠密封圈連接，使各油路之間緊密密封，外殼、側門、缸筒、缸頭各部件之間均有密封圈連接，使其緊密密封，其半封開油口接頭，半封關油口接頭、剪切開油口接頭、剪切關油口接頭分別連接固定彎管的一頭，其彎管另一頭通過油壬連接高壓油管的一頭，其高壓油管的另一頭通過油壬連接固定在蒸汽驅井專用多功能防噴器控制裝置的與其對應的油口上，其彎管、油口接頭、油壬、高壓油管、控制裝置進出口的各部件之間均為緊密密封連接；側門本身由側門螺栓與殼體連接，缸蓋即缸頭、蒸汽驅井專用多功能防噴器開關閘板液缸即油缸缸筒，通過液缸連接螺栓與側門固定連接在一起，剪切閘板閘板總成、半封閘板閘板總成分別掛在剪切開關閘板液缸活塞桿、半封閘板開關閘板液缸活塞桿前端，側門與開關閘板液缸之間采用Y形密封圈實現雙向密封；活塞桿與側門之間的密封裝置分為兩部分，一部分是密封井壓，一部分是密封液控產生的油壓，兩次密封機構位于這兩部門之間有多重結構的密封圈，以及中間O形密封圈的輔助密封，當液控系統高壓油進入左右液缸閘板關閉腔時，推動活塞帶動左右閘板總成沿殼體閘板腔分別向井口中心移動，實現封井，當高壓油井入左右液缸閘板開啟腔時，推動活塞帶動左右閘板總成向離開井口中心方向運動，打開井口，閘板開關由液控系統換向閥控制；當關閉剪切閘板閘板時，其由四處密封，這樣即可有效地密封井口，即閘板頂密封與殼體的密封連接，閘板前密封與管子及前密封相互之間的密封連接，殼體與側門間的密封連接，活塞桿與側門間的密封連接，閘板的密封是這樣的，一是在液壓油作用下活塞桿推動閘板前密封膠芯擠壓變形密封前部，頂密封膠芯與殼體間過盈壓縮密封頂部，從而實現初始密封，二是在井內有壓力時，井壓從閘板后部推動閘板前密封進一步擠壓變形，同時井壓從下部推動閘板上浮貼緊殼體上的密封面，從而形成可靠的密封；閘板總成與閘板室有著一定的間隙，允許閘板在殼體腔內上下浮動，為了保證閘板與井內管柱間密封可靠，閘板的前端有相互突出的導向塊，它可插入對面閘板的凹槽內，這樣導向塊斜面在關井時井內管柱不居中的情況下對井管產生一定向心推力，使井內管柱移向井口中心；蒸汽驅井專用多功能防噴器是通過高壓管線與蒸氣驅動雙閘板多功能防噴器控制裝置連接，由蒸汽驅井專用多功能防噴器控制裝置實施對蒸氣雙閘板多功能防噴器開關控制的，其蒸氣驅動多功能防噴器控制裝置通過高壓油管連接防噴器，通過其高壓油管內的高壓油施控防噴器；蒸汽驅井專用多功能防噴器控制裝置由底座、油箱、泵組、蓄能器組、管匯、各種閥件、儀表及電控箱組成，由泵組產生高壓控制液，并儲存在蓄能器組中，當需要開、關防噴器時，來自蓄能器組的高壓控制液通過管匯的三位四通轉閥被分配到各個控制對象(防噴器)中；其泵組配有兩套獨立的動力源，即電動油泵和手動油泵，蓄能器組有足夠的高壓液體蓄備，滿足關閉蒸汽驅井專用多功能防噴器和打開液動閥的要求的控制要求，電動油泵帶有自動啟動、停止的控制裝置，每個防噴器的開、關動作均由相應的三位四通轉閥控制；遠程控制臺的控制管匯上有備用壓力源接口，可以在需要時引入壓力源，液壓管線有硬管線和軟管線兩種，其軟管線的兩端為自封式的快速接頭，實現遠程控制臺與蒸汽驅井專用多功能防噴器的連接，遠程控制臺上安裝報警裝置，對蓄能器壓力、氣源壓力，油箱液位和電動泵的運轉進行監視，當上述參數超出設定的報警極限時，可以在遠程控制臺上給出聲、光報警信號，指示操作人員采取措施，它能在蓄能器壓力低時報警，油箱液位低時報警及電動油泵運轉不正常時報警；在遠程控制臺上固定電控箱，電控箱的電線路上安裝連接遠程控制裝置的電動動機，電動機連接油泵，當電動機轉動時，帶動油泵轉動，通過入油管，將油箱內的油吸入，并加壓通過出油管輸送到蓄能器組內，入油管一端連接固定在油箱上，另一端連接固定在油泵進油口，出油管一端固定連接在油泵的出油口，另一端連接單向閥進口，單向閥出口連接油管一端；其接油管另一端連接蓄能器組，這樣當油泵轉動時，壓力油經單向閥向蓄能器組供油；電控箱上安裝連接壓力控制器，當系統壓力達到一定設定值時，壓力控制器自動切斷電源，使電動油泵停止供油，當系統壓力降壓一定值時，電動油泵會自動重新啟動工作，這樣使蓄能器組的壓力始終保持在一定的范圍內，隨時可供操作防噴器開啟或關閉，蓄能器組通過油管連接安裝隔離閥、溢流閥，再連接控制管匯，其管匯連接在三位四通轉閥的進口，其控制裝置的各油路上分別對應安裝連接控制防噴器全封開關換向閥、控制防噴器懸掛開關換向閥、控制防噴器鎖緊開關的換向閥，其只要扳動相應的三位四通轉閥手柄，使可實現“開”、“關”防噴器的操作，這樣，儲存在蓄能器組中的壓力油通過蓄能器隔離閥，濾油器，再經過減壓溢流閥減壓后，進入控制管匯，到各三位四通轉閥進油口，遠程控制臺上的所用的三位四通轉閥(液轉閥)均為“O”型機能，轉動閥手柄在“中”位時，各腔不相通，而當手柄處于“開”位式“關”位時，隨著壓力油進入防噴器中油缸的一端，另一端的油液使經三位四通轉閥回油箱；蓄能器組為多個囊式蓄能器相互連接在一起的結構，囊式蓄能器在液壓系統中起著儲存能量，穩定壓力，減少功率消耗，補償漏滲，吸收壓力脈動力和緩和沖擊力等多種作用，其牢固地支持在遠程控制臺的托架上，其由殼、膠囊及充氣閥和油口組成，體頂上有充氣閥，充氣閥連接殼空腔內的膠囊，殼下端有油口，油口貫通殼內，其膠囊內充入氣體，通常為氮氣，幾個囊式蓄能器連接組合在一起構成蓄能器組，其囊內的氮氣有一定的壓力，當液壓油通過油口進入殼內時，壓縮膠囊，使膠囊內的氮氣的氣壓上升，其液壓油的壓強上升到一定幅度，相反在使用蓄能器時，由于膠囊內的高壓強壓迫殼內的液壓油，使油帶有一定有壓力，可通過油口向外擠壓，通過油管將壓力油輸送到一定的位置，而電動油泵開始工作，使其壓力油始終保持一定的壓力，從而控制蒸汽驅井專用多功能防噴器；而蒸汽驅井專用多功能防噴器的油路通過高壓油管與蒸汽驅井專用多功能防噴器的地面控制裝置內的與其蒸汽驅井專用多功能防噴器相對應的油路相連接，在蒸汽驅井專用多功能防噴器地面控制裝置的控制箱中的各油路上分別安裝連接控制半封開、半封關油路的換向閥和控制剪切關、剪切開油路的換向閥；其特征是：蒸汽驅井專用多功能防噴器是專用于蒸汽驅井口作業的開、關井口、剪切隔熱管的防噴裝置，其剪切閘板油缸缸筒的內徑大于半封閘板油缸缸筒的內徑，剪切閘板活塞體的外徑與剪切閘板油缸缸筒的內徑相等，并足夠大，達到使其在使用控制裝置的常規液壓時，有足夠的推切力，剪切隔熱管，并將其井口全封。