[實(shí)用新型]變徑密封的液動(dòng)閘板防噴器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320692405.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203626699U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊桂青;張樹(shù)平;張振軍;卞康群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇貴鑫石油裝備有限公司
• 主分類號(hào): E21B33/06
• 分類號(hào): E21B33/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種井控防噴裝置——液動(dòng)閘板防噴器，尤其是變徑密封的液動(dòng)閘板防噴器。

背景技術(shù)

液動(dòng)閘板防噴器是油田井下作業(yè)所使用的井控防噴裝置，是一種因防范井噴事故而設(shè)計(jì)的，在井涌發(fā)生后能及時(shí)安全關(guān)井的裝置；目前，液動(dòng)閘板防噴器采用液壓驅(qū)動(dòng)，當(dāng)起下油管時(shí)，油氣井發(fā)生溢流或井噴或其它特發(fā)情況時(shí)，液動(dòng)閘板防噴器能很好地實(shí)現(xiàn)封閉油氣井。液動(dòng)閘板防噴器包括殼體、液壓缸、閘板總成、側(cè)門、側(cè)門螺栓、油口接頭，液動(dòng)閘板防噴器還包括密封機(jī)構(gòu)；液動(dòng)閘板防噴器為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，即其左側(cè)結(jié)構(gòu)與右側(cè)結(jié)構(gòu)的規(guī)格結(jié)構(gòu)相同并且對(duì)稱；殼體包括本體和法蘭結(jié)構(gòu)，本體為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，本體的中心為空心的圓形結(jié)構(gòu)的主通孔，法蘭結(jié)構(gòu)包括法蘭頸和法蘭盤，殼體上有兩個(gè)法蘭結(jié)構(gòu)，兩個(gè)法蘭結(jié)構(gòu)分別位于本體的兩側(cè)，其兩個(gè)法蘭結(jié)構(gòu)的中間通孔分別與主通孔相通連，法蘭結(jié)構(gòu)的中心線與主通孔的中心線在同一直線上，殼體有兩個(gè)或多個(gè)側(cè)通孔，側(cè)通孔分別與主通孔相通，其側(cè)通孔兩兩成對(duì)組合構(gòu)成一對(duì)或多對(duì)側(cè)通孔的結(jié)構(gòu)，同一對(duì)側(cè)通孔的一個(gè)側(cè)通孔位于主通孔一側(cè)，另一個(gè)側(cè)通孔位于主通孔另一側(cè)，兩個(gè)側(cè)通孔的中心線在同一直線上并與主通孔的中心線垂直相交；液壓缸包括缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、絲桿、缸筒螺栓及密封裝置，活塞桿固定連接于活塞的一側(cè)，活塞桿的外端為公扣結(jié)構(gòu)，其頂為平面，稱之為頂平面，頂平面與活塞的中心線垂直，與頂平面相連的兩側(cè)面為平面即側(cè)平面，其兩側(cè)平面分別與頂平面垂直，且相互平行，其兩側(cè)平面分別到活塞的中心線的垂直距離相等，側(cè)平面與活塞桿主體之間有凹槽結(jié)構(gòu)相連，凹槽結(jié)構(gòu)兩端敞口，其凹槽結(jié)構(gòu)包括槽底面和槽側(cè)面，其槽底面與側(cè)平面平行，其兩槽側(cè)面相互平行，并且與槽底面垂直，槽側(cè)面與活塞桿的頂平面平行，活塞桿上有連接絲桿的盲孔，連接絲桿的盲孔與活塞的中心通孔相通連，連接絲桿的盲孔與活塞的中心通孔及活塞桿、活塞的中心線在同一直線上，活塞的中心通孔及連接在一起的連接絲桿的盲孔內(nèi)有內(nèi)螺紋，絲桿包括本體和臺(tái)階，本體為圓形桿，本體的中間周壁向外凸出圓環(huán)形的臺(tái)階，其臺(tái)階把絲桿本體分出前段和后段，前段的外徑小于后段的外徑，本體的前段上有公螺紋。液壓缸、側(cè)門及殼體的側(cè)通孔之間相互配套，液壓缸、側(cè)門及殼體的側(cè)通孔的數(shù)量對(duì)應(yīng)相同，液壓缸及側(cè)門與殼體之間配合連接。液壓缸及側(cè)門與殼體之間連接結(jié)構(gòu)，即活塞桿套進(jìn)側(cè)門中間的孔內(nèi)，活塞套入缸筒內(nèi)，絲桿的本體的前段上的公螺紋與活塞的中心通孔及連接在一起的活塞桿的連接絲桿的盲孔內(nèi)的內(nèi)螺紋旋合連接，缸蓋密封套連絲桿的本體的后段，液壓缸的密封裝置包括缸蓋與絲桿的本體的后段之間的密封及缸蓋與缸筒之間的密封和側(cè)門與缸筒之間的密封、活塞桿與側(cè)門之間的密封，活塞桿與側(cè)門之間的密封分為兩部分，一部分是密封井壓，一部分是密封液控產(chǎn)生的油壓，兩次密封機(jī)構(gòu)位于這兩部門之間，為使該處的密封十分可靠，有多重結(jié)構(gòu)的密封圈，以及中間O形密封圈的輔助密封；側(cè)門本身由側(cè)門螺栓與殼體連接，側(cè)門位于殼體的側(cè)通孔外側(cè)，側(cè)門覆蓋于側(cè)通孔上，缸蓋和缸筒通過(guò)缸筒螺栓與側(cè)門固定連接在一起，側(cè)門與缸筒之間的密封采用Y形密封圈實(shí)現(xiàn)雙向密封。液動(dòng)閘板防噴器的密封機(jī)構(gòu)包括側(cè)門與殼體之間的密封和油路的密封。殼體的本體內(nèi)分布多條各自獨(dú)立的油路孔，其獨(dú)立的油路孔與側(cè)通孔對(duì)應(yīng)，其一對(duì)側(cè)通孔對(duì)應(yīng)兩條油路孔，其獨(dú)立的油路孔有一個(gè)外口和兩個(gè)油路孔口，外口位于本體外側(cè)面上，兩個(gè)油路孔口分別位于殼體同一對(duì)側(cè)通孔的兩側(cè)通孔的外側(cè)，殼體的本體的油路孔的油路孔口與側(cè)門的油路孔口配合相對(duì)應(yīng)連接，其殼體的本體的油路孔的外口固定連接油口接頭；側(cè)通孔的外側(cè)有兩油路孔口，其兩油路孔口分別屬于兩條油路孔，其兩條油路孔分別為控制活塞前進(jìn)的油路孔和控制活塞后退的油路孔；缸蓋本體內(nèi)有一條油路孔，其油路孔從缸蓋內(nèi)側(cè)與缸筒對(duì)應(yīng)相連的周側(cè)上穿進(jìn)缸蓋本體，并從缸蓋內(nèi)側(cè)的中間穿出；缸筒有一油路孔，缸蓋油路孔的周側(cè)油路孔口與缸筒的油路孔的一油路孔口密封相接，缸蓋的油路孔的內(nèi)側(cè)的中間的油路孔口通向缸筒內(nèi)，其側(cè)門內(nèi)有兩條穿通側(cè)門的油路孔，側(cè)門的一條油路孔的兩油路孔口分別與缸筒的油路孔的另一油路孔口及殼體的控制活塞前進(jìn)的油路孔密封相通連，側(cè)門的另一條油路孔與殼體的控制活塞后退的油路孔密封相通連且通向缸筒內(nèi)；各部件分別依程序先后安裝連接完成，其相互直接連接的油路孔口之間有橡膠密封圈密封連接，形成獨(dú)立完整密封的油路。油路的密封包括相互直接連接的油路孔口之間的密封及油口接頭與殼體的油路孔外口的密封。液動(dòng)閘板防噴器裝備閘板總成。閘板總成包括閘板本體和密封件，閘板本體上有母扣結(jié)構(gòu)，母扣結(jié)構(gòu)與活塞桿的外端的公扣結(jié)構(gòu)相配套，其為凸直槽，其由內(nèi)槽和外槽構(gòu)成，即閘板本體的外側(cè)有凸直槽，橫向穿通座體，其槽底面為平面，凸直槽包括內(nèi)槽和外槽，其內(nèi)槽的寬度大于外槽的寬度，外槽的兩槽側(cè)面之間的垂直距離與活塞桿的外端的公扣結(jié)構(gòu)的頂部的兩凹槽結(jié)構(gòu)的兩槽底面之間的垂直距離相同，其活塞桿的外端的公扣結(jié)構(gòu)的凹槽結(jié)構(gòu)槽底面的寬度與閘板本體的母扣結(jié)構(gòu)的外槽的槽側(cè)面的寬度相同，活塞桿的外端的公扣結(jié)構(gòu)頂平面至凹槽結(jié)構(gòu)的與頂平面相鄰的槽側(cè)面的垂直距離與閘板本體的母扣結(jié)構(gòu)的內(nèi)槽的深度相同，活塞桿的外端的公扣結(jié)構(gòu)的兩側(cè)平面之間的垂直距離與閘板本體的母扣結(jié)構(gòu)的凸直槽的內(nèi)槽的兩槽側(cè)面之間的垂直距離相等；閘板本體與密封件相互配套并連接。密封件包括頂部膠芯、前部膠芯，頂部膠芯也稱頂密封，前部膠芯也稱前密封。液動(dòng)閘板防噴器為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，殼體為一對(duì)或多對(duì)側(cè)通孔結(jié)構(gòu)，其側(cè)通孔內(nèi)安裝閘板總成，而其活塞桿的公扣結(jié)構(gòu)插進(jìn)對(duì)應(yīng)的閘板本體上的母扣結(jié)構(gòu)內(nèi)且相互吻合，在殼體的同一對(duì)左、右側(cè)通孔內(nèi)的閘板總成相互配套、兩兩相對(duì)，其兩個(gè)相互配套的閘板總成構(gòu)成一組閘板總成；側(cè)通孔與閘板總成的數(shù)量對(duì)應(yīng)相同。閘板總成有兩類，一類閘板總成為全封結(jié)構(gòu)，稱之為全封閘板總成；另一類閘板總成為半封結(jié)構(gòu)，稱之為半封閘板總成，半封閘板總成包括半封的閘板本體、半封前部膠芯和頂部膠芯，半封前部膠芯包括主體結(jié)構(gòu)和外耳，主體結(jié)構(gòu)為半環(huán)形形狀的結(jié)構(gòu)，其主體結(jié)構(gòu)的左、右兩端分別向外側(cè)凸出形成相互對(duì)稱的塊體形狀的外耳，從而，其主體結(jié)構(gòu)的頭部和外耳相互連接形成半封前部膠芯的頭部，半封前部膠芯有兩個(gè)頭部；半封的閘板本體上有開(kāi)口結(jié)構(gòu)，開(kāi)口結(jié)構(gòu)位于半封的閘板本體的前部，開(kāi)口結(jié)構(gòu)與半封前部膠芯適應(yīng)、相配套，開(kāi)口結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)開(kāi)口片，開(kāi)口片的前部中間有弧形的開(kāi)口，其開(kāi)口兩側(cè)分別為前部平面，其兩個(gè)前部平面分別與開(kāi)口的內(nèi)周壁面相交連接，兩個(gè)前部平面在同一平面上，開(kāi)口的內(nèi)周壁面的弧心線與半封的閘板本體的中間切面在同一平面上，前部平面與閘板本體的中間切面相互垂直，開(kāi)口片有內(nèi)面，開(kāi)口的內(nèi)周壁面的弧心線與內(nèi)面垂直，其內(nèi)面與前部平面垂直，兩個(gè)開(kāi)口片的內(nèi)面相對(duì)相互平行；兩個(gè)開(kāi)口片分別為頂開(kāi)口片和底開(kāi)口片，兩個(gè)開(kāi)口的內(nèi)周壁面的弧心線在同一直線上；兩個(gè)開(kāi)口片的內(nèi)面之間有弧形的內(nèi)周壁面連接，其弧形的內(nèi)周壁面稱之為中心周壁面，其中心周壁面的弧心線與開(kāi)口的內(nèi)周壁面的弧心線在同一直線上，其中心周壁面的直徑大于開(kāi)口的內(nèi)周壁面的直徑，中心周壁面分別與兩個(gè)開(kāi)口片的內(nèi)面相交連接，中心周壁面的兩側(cè)分別有內(nèi)平面，兩內(nèi)平面在同一平面上，內(nèi)平面與前部平面平行，內(nèi)平面與中心周壁面相交連接，內(nèi)平面與開(kāi)口片的內(nèi)面垂直相交連接；半封的閘板本體的頂部有弧形密封槽，弧形密封槽包括中間密封槽和側(cè)密封槽，兩個(gè)側(cè)密封槽分別位于中間密封槽的兩側(cè)，中間密封槽分別與兩側(cè)密封槽相通連接，中間密封槽的深度小于側(cè)密封槽的深度，中間密封槽的槽底面與側(cè)密封槽的槽底面平行，中間密封槽的槽底面與內(nèi)面平行，側(cè)密封槽的槽底面與內(nèi)平面垂直相交連接，側(cè)密封槽的槽底面到底開(kāi)口片的內(nèi)面的垂直距離小于頂開(kāi)口片的內(nèi)面到底開(kāi)口片的內(nèi)面的垂直距離，使側(cè)密封槽的槽底面、內(nèi)平面以及頂開(kāi)口片的內(nèi)面之間形成一個(gè)缺口；內(nèi)平面上有連接半封前部膠芯的盲孔，其盲孔中心線與內(nèi)平面垂直；側(cè)密封槽的槽底面有連接頂部膠芯的盲孔，其盲孔中心線與側(cè)密封槽的槽底面垂直，兩個(gè)盲孔交叉相通；半封的閘板本體的底開(kāi)口片上有對(duì)中導(dǎo)向斜角和對(duì)中導(dǎo)向槽；底開(kāi)口片上有連接對(duì)中導(dǎo)向斜角的外槽，對(duì)中導(dǎo)向斜角固定連接于外槽上，對(duì)中導(dǎo)向斜角與外槽的固定連接結(jié)構(gòu)采用焊接結(jié)構(gòu)或采用無(wú)頭螺釘連接結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用無(wú)頭螺釘連接結(jié)構(gòu)時(shí)，其底開(kāi)口片上有兩個(gè)通孔，其通孔的中心線與底開(kāi)口片上的內(nèi)面垂直，其兩個(gè)通孔分別與外槽相通，其通孔為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，對(duì)中導(dǎo)向斜角上有與底開(kāi)口片上的兩個(gè)通孔相配合對(duì)應(yīng)的兩個(gè)內(nèi)螺紋孔，通過(guò)無(wú)頭螺釘分別緊固連接底開(kāi)口片和對(duì)中導(dǎo)向斜角，使對(duì)中導(dǎo)向斜角固定連接于外槽上。這樣，半封前部膠芯與半封的閘板本體相互配合連接，其半封前部膠芯壓夾于半封的閘板本體的開(kāi)口結(jié)構(gòu)的頂開(kāi)口片和底開(kāi)口片之間，半封前部膠芯的連接桿的外端即伸出半封前部膠芯的膠體的連接桿完全插進(jìn)半封的閘板本體的連接半封前部膠芯的盲孔內(nèi)；頂部膠芯壓嵌夾于半封的閘板本體的頂部的弧形密封槽內(nèi)，其頂部膠芯的伸出頂部膠芯的膠體的連接桿完全插進(jìn)半封的閘板本體的連接頂部膠芯的盲孔內(nèi)；其頂部膠芯的連接桿插進(jìn)前部變徑膠芯的連接桿的外端的孔內(nèi)。這樣，其頂部膠芯和半封前部膠芯分別附著在半封的閘板本體上，頂部膠芯兩頭分別與半封前部膠芯的兩個(gè)頭部相互配合連接在一起，頂部膠芯兩頭分別與半封前部膠芯兩端的外耳相互配合連接在一起并形成密閉空間。從而，構(gòu)成半封的閘板總成。當(dāng)液動(dòng)閘板防噴器裝備全封閘板總成時(shí)，其為全封結(jié)構(gòu)的液動(dòng)閘板防噴器；當(dāng)液動(dòng)閘板防噴器裝備半封閘板總成時(shí)，其為半封結(jié)構(gòu)的液動(dòng)閘板防噴器；當(dāng)液動(dòng)閘板防噴器既裝備全封又裝備半封閘板總成時(shí)，其為全封和半封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)的液動(dòng)閘板防噴器；液動(dòng)閘板防噴器根據(jù)所裝備的閘板總成數(shù)量的不同為單閘板的液動(dòng)閘板防噴器或組合防噴器，組合防噴器包括雙閘板的液動(dòng)閘板防噴器和多閘板的液動(dòng)閘板防噴器，當(dāng)液動(dòng)閘板防噴器裝備一組閘板總成時(shí)，其為單閘板的液動(dòng)閘板防噴器；當(dāng)液動(dòng)閘板防噴器裝備兩組閘板總成時(shí)，其為雙閘板的液動(dòng)閘板防噴器；當(dāng)液動(dòng)閘板防噴器裝備三組及三組以上的閘板總成時(shí)，其為多閘板的液動(dòng)閘板防噴器。油口接頭密封連接液壓系統(tǒng)的液壓輸油管，當(dāng)液控系統(tǒng)高壓油進(jìn)入控制閘板總成的左右缸筒關(guān)閉腔時(shí)，推動(dòng)活塞前進(jìn)且?guī)?dòng)左右閘板總成沿殼體的側(cè)通孔分別向井口中心移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)封閉油氣井，當(dāng)高壓油進(jìn)入左右缸筒開(kāi)啟腔時(shí)，推動(dòng)活塞后退且?guī)?dòng)左右閘板總成向離開(kāi)井口中心方向運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)油氣井，閘板總成開(kāi)關(guān)由液壓系統(tǒng)的液控裝置的換向閥控制。全封結(jié)構(gòu)的液動(dòng)閘板防噴器，通過(guò)關(guān)閉或打開(kāi)全封閘板總成，從而實(shí)現(xiàn)全封閉井口或打開(kāi)井口；半封結(jié)構(gòu)的液動(dòng)閘板防噴器，通過(guò)關(guān)閉或打開(kāi)半封閘板總成，從而實(shí)現(xiàn)封閉管柱與套管之間的環(huán)形空間或打開(kāi)管柱與套管之間的環(huán)空；全封和半封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)的液動(dòng)閘板防噴器，通過(guò)關(guān)閉或打開(kāi)全封閘板總成，從而實(shí)現(xiàn)全封閉井口或打開(kāi)井口，又通過(guò)關(guān)閉或打開(kāi)半封閘板總成，從而實(shí)現(xiàn)封閉管柱與套管之間的環(huán)形空間或打開(kāi)管柱與套管之間的環(huán)空。目前，油田修井用的液動(dòng)閘板防噴器的半封閘板總成均為單一尺寸閘板總成，一種尺寸的半封閘板總成只能密封相應(yīng)尺寸的管柱，而油井所用管柱大多都是組合管柱，因此需要配備不同尺寸的閘板總成，從而通過(guò)更換閘板總成來(lái)滿足需要，這樣不僅在操作時(shí)增加工作量，而且存在安全隱患；或者，其液動(dòng)閘板防噴器裝備多組半封閘板總成，其各組半封閘板總成規(guī)格不同，從而適應(yīng)管柱的外徑規(guī)格的變化，而這種多閘板的液動(dòng)閘板防噴器結(jié)構(gòu)重復(fù)，體積大、高度高、重量重、造價(jià)成本高、操作復(fù)雜。所以，現(xiàn)有液動(dòng)閘板防噴器不能滿足修井所需的要求。