CN107313737A - 双胶芯环形防喷器 - Google Patents
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Abstract
一种双胶芯环形防喷器,它包括:法兰座、下压盖、下耐磨环、下外胶芯、下内胶芯、下活塞头、下刮泥盘、下支撑架、下支撑筒、下活塞杆、平衡管汇、上活塞杆、上支撑筒、上支撑架、上活塞头、上端盖、上刮泥盘、上压盖、上耐磨环、上外胶芯、上内胶芯、外壳体、泄压管汇、接箍检测仪。上内胶芯和下内胶芯采用压块式结构,外部液压***提供液压油进入上活塞杆、下活塞杆和外壳体之间的空间内,挤压上外胶芯和下外胶芯,使其径向膨胀,进而使防喷器上内胶芯和下内胶芯抱紧管柱,起到密封管柱环空的作用,同时由管柱接箍检测仪配合使得管柱接箍无需强行通过。本发明可实现在不压井、不放喷的情况下,带压起下管柱时密封井口压力。
Description
技术领域:
本发明涉及油田井口井控设备领域,特别是专用于修井、压裂、注水等作业时,适用于带压起下管柱工况的防喷器,尤其涉及一种双胶芯环形防喷器。
背景技术:
带压作业作为一种新型的井下作业技术,可以在井筒内有油气压力的情况下实施修井及增产措施等井下作业工作,带压工作过程中无需循环压井液压井、无需放喷溢流,缩短了作业周期的同时减轻了对地层损害,保护了油井产能,降低了油井修井作业后的二次作业成本。
现有的带压作业装置,在井口带压起下管柱时,采用环形防喷器中的球形胶芯抱紧井内管柱实现密封井口,带压起下管柱时,油管接箍强行通过环形防喷器胶芯,导致胶芯磨损严重,作业一口井就需要更换一个胶芯,且胶芯的价格非常昂贵,尤其进行高压带压修井过程中,胶芯磨损过快增加了井喷发生的可能性,严重威胁作业人员的安全。
发明内容:
本发明的目的是提供一种克服传统环形防喷器工作压力低、工作通径小和胶芯磨损快的弊端,实现在不压井、不放喷的情况下,带压起下管柱时密封井口压力的双胶芯环形防喷器。
本发明采用的技术方案是:双胶芯环形防喷器,它包括法兰座、下压盖、下耐磨环、下外胶芯、下内胶芯、下活塞头、下刮泥盘、下支撑架、下支撑筒、下活塞杆、平衡管汇、上活塞杆、上支撑筒、上支撑架、上活塞头、上端盖、上刮泥盘、上压盖、上耐磨环、上外胶芯、上内胶芯、外壳体、泄压管汇、接箍检测仪。上内胶芯、上外胶芯与下内胶芯和下外胶芯对称安装于外壳体中。上内胶芯与上端盖之间通过螺钉安装耐磨环,下内胶芯与法兰座之间通过螺钉安装耐磨环。上支撑筒与下支撑筒通过螺栓对称安装于外壳体中。上刮泥盘安装于上内胶芯与上支撑筒之间,下刮泥盘安装于下内胶芯与下支撑筒之间。上活塞头与上活塞杆通过螺钉连接安装于上外胶芯下部,下活塞头与下活塞杆通过螺钉连接安装于下外胶芯上部。上支撑架安装于上端盖与外壳体之间。上压盖通过螺栓将上端盖与外壳体连接在一起。下支撑架安装于法兰座与外壳体之间。下压盖通过螺栓将法兰座与外壳体连接在一起。外壳体中部安装平衡管汇、泄压管汇和接箍检测仪。
所述的法兰座是圆环形,外圆大小与配套的井口法兰大小一致,圆环形法兰座周向均布24个螺栓孔,圆环形法兰座下表面开钢圈槽,用以安装八角环钢圈,法兰座外表面与外壳体之间安装“O”形密封圈,实现密封。
所述法兰座法兰座周向均匀分布24个Φ47螺栓孔。
所述的外壳体内部采用阶梯孔,便于其他零件安装和定位。
所述的外壳体周向均布四个法兰座,用以安装平衡管汇、泄压管汇和接箍检测仪。
所述的上内胶芯和下内胶芯采用压块式结构,上内胶芯和下内胶芯尺寸一样,密封过程中可以保证骨架径向运动,同时减小胶芯内部应力集中。
所述的上外胶芯和下外胶芯底部均采用锥形结构,便于在密封过程中挤压上内胶芯和下内胶芯。
所述的上刮泥盘和下刮泥盘均采用橡胶材料,可以清除管柱表面油污,减轻对管柱的损伤。
所述的接箍检测仪通过螺栓安装于外壳体法兰座上,在起下管柱作业过程中配合平衡管汇和泄压管汇实现油管接箍不强行通过环形防喷器胶芯,减小对胶芯损害。
本发明的有益效果是:通过外部液压***提供液压油进入上活塞杆、下活塞杆和外壳体之间的空间内,挤压上外胶芯和下外胶芯径向膨胀,进而使防喷器上内胶芯和下内胶芯抱紧管柱,起到密封管柱环空的作用。本发明不仅具有传统环形防喷器的功能,而且还有独特的特点。特点之一是,防喷器上内胶芯和下内胶芯抱紧管柱起下作业时,由管柱接箍检测仪配合使得管柱接箍无需强行通过,减轻对上内胶芯和下内胶芯的损坏;特点之二是,上内胶芯和下内胶芯采用压块式结构,上内胶芯和下内胶芯在密封过程中减少了应力集中。
本发明与已有的技术相比具有工作通径大、密封压力高、可带压作业起下管柱,使用范围广,胶芯寿命长,密封效果好。双胶芯环形防喷器胶芯采用耐磨且强度高的弹性材料,可有效延长使用寿命。
附图说明:
图1:本发明双胶芯环形防喷器的主剖视图
图2:本发明双胶芯环形防喷器左剖视图
图3:图1中内胶芯结构示意图
图4:图3中内胶芯单节骨架结构示意图
图5:图1中外胶芯结构示意图
图6:图2中接箍检测仪结构示意图
符号说明:
1、法兰座,2、下压盖,3、下耐磨环,4、下外胶芯,5、下内胶芯,6、下活塞头,7、下刮泥盘,8、下支撑架,9、下支撑筒,10、下活塞杆,11、平衡管汇,12、上活塞杆,13、上支撑筒,14、上支撑架,15、上活塞头,16、上端盖,17、上刮泥盘,18、上压盖,19、上耐磨环,20、上外胶芯,21、上内胶芯,22、外壳体,23、泄压管汇,24、接箍检测仪,25、内胶芯骨架,26、橡胶材料
具体实施方式:
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明:
实施例1
如图1的本发明装置的主剖视图所示,包括法兰座(1)、下压盖(2)、下耐磨环(3)、下外胶芯(4)、下内胶芯(5)、下活塞头(6)、下刮泥盘(7)、下支撑架(8)、下支撑筒(9)、下活塞杆(10)、平衡管汇(11)、上活塞杆(12)、上支撑筒(13)、上支撑架(14)、上活塞头(15)、上端盖(16)、上刮泥盘(17)、上压盖(18)、上耐磨环(19)、上外胶芯(20)、上内胶芯(21)、外壳体(22)、泄压管汇(23)、接箍检测仪(24)。上内胶芯(21)、上外胶芯(20)与下内胶芯(5)和下外胶芯(4)对称安装于外壳体(22)中,上内胶芯(21)与上端盖(18)之间通过螺钉安装上耐磨环(19),下内胶芯(5)与法兰座(1)之间通过螺钉安装下耐磨环(3),上支撑筒(13)与下支撑筒(9)通过螺栓对称安装于外壳体(22)中,外壳体(22)和上支撑筒(13)、下支撑筒(9)接触面采用阶梯式,便于安装和定位,上刮泥盘(17)安装于上内胶芯(21)与上支撑筒(13)之间,下刮泥盘(7)安装于下内胶芯(5)与下支撑筒(9)之间,上活塞头(15)与上活塞杆(12)通过螺钉连接安装于上外胶芯(20)下部,上外胶芯(20)通过上活塞杆(12)在液压油的作用下挤压下上内胶芯(21)实现密封,下活塞头(6)与下活塞杆(10)通过螺钉连接安装于下外胶芯(4)上部,下外胶芯(4)通过下活塞杆(10)在液压力的作用下挤压下内胶芯(5)实现密封,上支撑架(14)安装于上端盖(16)与外壳体(22)之间,外壳体(22)上设计有阶梯孔,便于上支撑架(14)定位,上压盖(18)通过螺栓将上端盖(16)与外壳体(22)连接在一起,下支撑架(8)安装于法兰座(1)与外壳体(22)之间,外壳体(22)上设计有阶梯孔,便于下支撑架(8)定位,下压盖(2)通过螺栓将法兰座(1)与外壳体(22)连接在一起。
实施例2
上述实施例中所述的接箍检测仪(24)安装如图2所示,外壳体(22)中部安装平衡管汇(11)、泄压管汇(23)和接箍检测仪(24),接箍检测仪(24)通过螺栓与外壳体(22)相连。
实施例3
实施例1中所述的上内胶芯(21)和下内胶芯(5)结构如图3所示,上内胶芯(21)和下内胶芯(5)采用压块式结构,内胶芯骨架(25)与橡胶材料(26)硫化在一起,上内胶芯(21)和下内胶芯(5)密封过程中,压块在台阶面上滑动,耳环在相邻耳槽中滑动,保证橡胶不会沿轴向挤出。
实施例4
实施例3中所述的内胶芯骨架(25)结构如图4所示,骨架上设计有阶梯孔,设计有耳环和耳槽,保证运动过程的同心。
实施例5
实施例1中所述的上外胶芯(20)和下外胶芯(4)结构如图5所示,上外胶芯(20)和下外胶芯(4)底部采用锥形结构,便于在密封过程中挤压上内胶芯(21)和下内胶芯(5)。
实施例6
实施例2中所述的接箍检测仪(24)结构如图6所示,接箍检测仪(24)与外壳体(22)通过螺栓连接,采用分离式结构,便于安装和更换。
使用时法兰座(1)通过螺栓与闸板防喷器相连,上端盖(16)通过螺栓与接箍检测仪(24)相连,起升油管时,环形防喷器上内胶芯(21)处于关闭状态,与油管外径实现动密封,环形防喷器下内胶芯(5)处于开启状态,此时平衡管汇(11)处于全闭状态,当油管接箍触碰到防喷器内部接箍检测仪(24)时,环形防喷器下内胶芯(5)迅速关闭,同时泄压管汇(23)打开使上内胶芯(21)和下内胶芯(5)之间的的高压液体迅速泄压,环形防喷器上内胶芯(21)两侧压力得到平衡之后,可以顺利打开。当油管接箍通过环形防喷器上内胶芯(21)触碰到接箍检测器(24)时,环形防喷器上内胶芯(21)迅速关闭同时平衡管汇(11)开启,上内胶芯(21)和下内胶芯(5)之间充满高压液体,此时可以顺利打开环形防喷器下内胶芯(5)同时平衡管汇(11)关闭,从而完成一根油管的起升。下一根油管举升重复上述步骤,就可将每根油管安全的从井内起升出来,下放油管与起升油管工作原理相同,动作顺序相反。
本发明不仅具有传统环形防喷器的功能,而且还有独到的特点。其一,防喷器上内胶芯(21)和下内胶芯(5)抱紧油管起下作业时,油管接箍检测仪(24)配合,使得油管接箍无需强行通过,减轻对上内胶芯(21)和下内胶芯(5)的损坏;其二,上内胶芯(21)和下内胶芯(5)采用压块式结构,上内胶芯(21)和下内胶芯(5)在密封过程中减少了应力集中。
本发明与已有的技术相比具有工作通径大、密封压力高、可带压起下管柱作业,使用范围广,带压密封效果好。双胶芯环形防喷器胶芯采用耐磨且强度高的橡胶材料,可有效延长使用寿命和减少井喷事故的发生。
上面以举例方式对本发明进行了说明,但本发明不限于上述具体实施例,凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.双胶芯环形防喷器,其特征在于,包括法兰座(1)、下压盖(2)、下耐磨环(3)、下外胶芯(4)、下内胶芯(5)、下活塞头(6)、下刮泥盘(7)、下支撑架(8)、下支撑筒(9)、下活塞杆(10)、平衡管汇(11)、上活塞杆(12)、上支撑筒(13)、上支撑架(14)、上活塞头(15)、上端盖(16)、上刮泥盘(17)、上压盖(18)、上耐磨环(19)、上外胶芯(20)、上内胶芯(21)、外壳体(22)、泄压管汇(23)、接箍检测仪(24),上内胶芯(21)、上外胶芯(20)与下内胶芯(5)和下外胶芯(4)对称安装于外壳体(22)中,上内胶芯(21)与上端盖(18)之间通过螺钉安装上耐磨环(19),下内胶芯(5)与法兰座(1)之间通过螺钉安装下耐磨环(3),上支撑筒(13)与下支撑筒(9)通过螺栓对称安装于外壳体(22)中,外壳体(22)和上支撑筒(13)、下支撑筒(9)接触面采用阶梯式,便于安装和定位,上刮泥盘(17)安装于上内胶芯(21)与上支撑筒(13)之间,下刮泥盘(7)安装于下内胶芯(5)与下支撑筒(9)之间,上活塞头(15)与上活塞杆(12)通过螺钉连接安装于上外胶芯(20)下部,上外胶芯(20)通过上活塞杆(12)在液压油的作用下挤压下上内胶芯(21)实现密封,下活塞头(6)与下活塞杆(10)通过螺钉连接安装于下外胶芯(4)上部,下外胶芯(4)通过下活塞杆(10)在液压油的作用下挤压下内胶芯(5)实现密封,上支撑架(14)安装于上端盖(16)与外壳体(22)之间,外壳体(22)上开阶梯孔,便于上支撑架(14)定位,上压盖(18)通过螺栓将上端盖(16)与外壳体(22)连接在一起,下支撑架(8)安装于法兰座(1)与外壳体(22)之间,外壳体(22)上开阶梯孔,便于下支撑架(8)定位,下压盖(2)通过螺栓将法兰座(1)与外壳体(22)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的法兰座(1)是环形,外圆直径与配套的井口法兰直径一致,圆环形法兰座(1)周向均布螺栓孔,圆环形法兰座(1)下表面开有密封钢圈槽,用以安装八角形密封钢圈,法兰座外表面与外壳体之间安装O形密封圈,密封介质。
3.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述法兰座(1)周向均匀分布24个Φ47螺栓孔。
4.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的外壳体(22)内部采用阶梯孔,便于其他零件安装和定位。
5.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的外壳体(22)周向均布四个法兰座,用以安装平衡管汇(11)、泄压管汇(23)和接箍检测仪(24),法兰座均设计有钢圈槽,用以安装八角形密封钢圈。
6.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的上内胶芯(21)和下内胶芯(5)采用压块式结构,上内胶芯(21)和下内胶芯(5)尺寸一样,密封过程中可以保证骨架径向运动,同时减小胶芯内部应力集中。
7.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的上外胶芯(20)和下外胶芯(4)底部均采用锥形结构,便于在密封过程中挤压上内胶芯(21)和下内胶芯(5)。
8.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的上刮泥盘(17)和下刮泥盘(7)均采用橡胶材料,可以清除管柱表面油污,减轻对管柱的损伤。
9.根据权利要求1所述的双胶芯环形防喷器,其特征在于:所述的接箍检测仪(24)通过螺栓安装于外壳体法兰座上,在起下管柱作业过程中配合平衡管汇(11)和泄压管汇(23)实现油管接箍不强行通过环形防喷器胶芯,减小对胶芯损害。
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