CN107355194A - 一种环形防喷器 - Google Patents

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毛正义
张健
綦耀光
郭晖
朱洪迎
张兵
张芬娜
孟尚志
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Abstract

本发明公开了一种环形防喷器，包括第一壳体、气囊和充气口。本方案提供的环形防喷器，气体作为推动气囊抱紧油管的动力介质，充气阀向第一壳体与气囊之间充入气体，气囊发生变形，抱紧油管，实现油管与套管之间环空的密封；小修作业需要上提油管时，由于气体的可压缩性较好，油管接箍可以挤压气囊，位于气囊与第一壳体之间的气体受挤压发生形变，使气囊中间的空间允许油管接箍直接通过，相对于现有技术省去了等待液压环形防喷器开启和关闭的时间，从而缩短了小修作业的油管上提时间，也就缩短了小修作业的时间，提高了小修作业的效率，保护不压井作业中的储层。

Description

一种环形防喷器
技术领域
本发明涉及煤层气开采技术领域，特别涉及一种环形防喷器。
背景技术
不压井作业是在带压环境中由专业技术人员操作特殊设备起下管柱的一种作业方法。
不压井作业设备包括工作台、举升***、卡瓦组和防喷器组，其中防喷器组包括环形防喷器和放压/平衡四通。
现有技术中环形防喷器采用液压环形防喷器，在小修作业提升油管时，用于连接相邻油管的油管接箍的直径较大，液压环形防喷器不能直接通过，当油管接箍通过液压环空防喷器时，用于供油管接箍通过的液压环空防喷器需要关闭，以供油管接箍通过，而其他与油管配合的液压环空防喷器需要处于开启状态，以保证油管与套管之间环空的密封，通过上述利用多个液压环空防喷器交替开闭实现油管接箍通过的方式，需要等待液压环空防喷器开启和关闭，造成小修作业的油管上提时间较长，也就延长了小修作业的时间，降低了小修作业的效率；同时由于煤层气储层产水特性，过长的修井时间还会造成事实压井，破坏不压井作业中的储层。
因此，如何缩短小修作业的时间，提高小修作业的效率，保护不压井作业中的储层，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种环形防喷器，以缩短小修作业的时间，提高小修作业的效率，保护不压井作业中的储层。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种环形防喷器，包括：
第一壳体；
气囊，所述气囊设置于所述第一壳体的内腔且套设于油管外壁，所述气囊的外壁与所述第一壳体的内壁之间形成充气腔，所述气囊的上端面与所述第一壳体的上端面固定连接，所述气囊的下端面与所述第一壳体的下端面固定连接；
所述第一壳体上开设有用于向所述充气腔内充气使所述气囊的内壁与油管贴合的充气口。
优选的，在上述环形防喷器中，还包括：
设置于所述气囊内壁的胶芯，所述胶芯套设在所述油管的外壁。
优选的，在上述环形防喷器中，所述气囊的上端面与所述第一壳体的上端面卡接，所述气囊的下端面与所述第一壳体的下端面卡接；
还包括：
用于压紧所述气囊的上端面于所述第一壳体的上端面的第二壳体；
用于压紧所述气囊的下端面于所述第一壳体的下端面的第三壳体。
优选的，在上述环形防喷器中，所述气囊的上端面设置有第一环状凸起，所述第一壳体的上端面设置有与所述第一环状凸起配合的第一环状凹槽；所述气囊的下端面设置有第二环状凸起，所述第一壳体的下端面设置有与所述第二环状凸起配合的第二环状凹槽。
优选的，在上述环形防喷器中，所述胶芯的上端和所述胶芯的下端均设置有胶芯骨架，位于所述胶芯的上端的胶芯骨架与所述第二壳体通过第一顶丝连接，位于所述胶芯的下端的胶芯骨架与所述第三壳体通过第二顶丝连接。
优选的，在上述环形防喷器中，还包括：
第四壳体，所述第四壳***于所述第二壳体的上端，所述第四壳体上开设有用于导出井底废气的排气管；
密封橡胶，所述密封橡胶包括与所述第四壳体的上端面配合的连接部和与所述油管的外壁贴合用于防止废气溢出至所述连接部的上端环空的密封部，所述密封部相对于所述第四壳体的轴线倾斜布置，所述密封部的下端较所述密封部的上端靠近所述第四壳体的轴线；
用于压紧所述密封橡胶的压盖。
优选的，在上述环形防喷器中，所述密封部的末端为倾斜面，所述倾斜面上端较所述倾斜面的下端靠近所述第四壳体的轴线。
优选的，在上述环形防喷器中，所述连接部上设置有第三环状凸起，所述第四壳体上开设有与所述第三状形凸起配合的第三环状凹槽；
所述压盖与所述第四壳体螺栓连接；
所述第四壳体与所述第二壳体通过销钉定位，所述第四壳体与所述第二壳体通过螺栓连接。
优选的，在上述环形防喷器中，所述第二壳体与所述第一壳体螺栓连接，所述第三壳体与所述第一壳体螺栓连接；
所述第二壳体与所述第一壳体之间设置有密封圈，所述第三壳体与所述第一壳体之间设置有所述密封圈。
优选的，在上述环形防喷器中，所述气囊与所述第一壳体同轴布置；
所述充气口上设置有充气阀。
从上述技术方案可以看出，本发明提供的环形防喷器，包括第一壳体、气囊和充气口。本方案提供的环形防喷器，气体作为推动气囊抱紧油管的动力介质，充气阀向第一壳体与气囊之间充入气体，气囊发生变形，抱紧油管，实现油管与套管之间环空的密封；小修作业需要上提油管时，由于气体的可压缩性较好，油管接箍可以挤压气囊，位于气囊与第一壳体之间的气体受挤压发生形变，使气囊中间的空间允许油管接箍直接通过，相对于现有技术省去了等待液压环形防喷器开启和关闭的时间，从而缩短了小修作业的油管上提时间，也就缩短了小修作业的时间，提高了小修作业的效率，保护了不压井作业中的储层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的环形防喷器的结构示意图。
1、密封橡胶，2、排气管，3、销钉，4、第一顶丝，5、胶芯骨架，6、充气阀，7、胶芯，8、气囊，9、第三壳体，10、第一壳体，11、密封圈，12、第二壳体，13、第四壳体，14、螺栓，15、压盖。
具体实施方式
本发明公开了一种环形防喷器，以缩短小修作业的时间，提高小修作业的效率，保护不压井作业中的储层。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的环形防喷器的结构示意图。
本发明公开了一种环形防喷器，包括第一壳体10、气囊8和充气口6。
第一壳体10位于最外层，第一壳体10的外壁与套管的内壁贴合，起到保护内部零件的作用
气囊8设置于第一壳体10的内腔且套设于油管外壁，气囊8的外壁与第一壳体10的内壁之间形成充气腔，充气腔为气体的供入提供了空间。第一壳体10上开设有用于向充气腔内充气使气囊8的内壁与油管贴合的充气口6。
在本方案的一个具体实施例中，气囊8整体呈“工”字形。
通过充气口6向充气腔内冲入气体，充气腔内的气体使气囊8的内壁压紧于油管的外壁，实现对油管与套管之间环空的密封。
气囊8的上端面与第一壳体10的上端面固定连接，气囊8的下端面与第一壳体10的下端面固定连接，防止在气囊8压紧油管的过程中气囊8自第一壳体10上脱落。
本方案提供的环形防喷器，气体作为抱紧油管的动力介质，充气阀6向第一壳体10与气囊8之间充入气体，气囊8发生变形，抱紧油管，实现油管与套管之间环空的密封；小修作业需要上提油管时，由于气体的可压缩性较好，相邻油管的油管接箍可以挤压气囊8，位于气囊8与第一壳体10之间的气体受挤压发生形变，使气囊8中间的空间允许油管接箍直接通过，相对于现有技术省去了等待液压环形防喷器开启和关闭的时间，从而缩短了小修作业的油管上提时间，也就缩短了小修作业的时间，提高了小修作业的效率。
本方案提供的环形防喷器，还包括胶芯7。胶芯7设置于气囊8的内壁，且胶芯7套设在油管的外壁。
本方案提供的环形防喷器自套管向油管沿油管的径向方向依次布置有第一壳体10、气囊8和胶芯7，且胶芯7位于最内层。
本方案提供的环形防喷器，气体作为推动胶芯7抱紧油管的动力介质，充气阀6向第一壳体10与气囊8之间的充气腔充入气体，气囊8推动胶芯7发生变形，抱紧油管，实现油管与套管之间环空的密封；小修作业需要上提油管时，由于气体的可压缩性较好，相邻油管的油管接箍可以挤压胶芯7，进而胶芯7挤压气囊8，位于气囊8与第一壳体10之间的气体受挤压发生形变，使胶芯7的空间允许油管接箍直接通过，相对于现有技术省去了等待液压环形防喷器开启和关闭的时间，从而缩短了小修作业的油管上提时间，也就缩短了小修作业的时间，提高了小修作业的效率，保护了不压井作业中的储层。
胶芯7的设计增强了环形防喷器的耐磨性和较高的使用强度，在一定程度上延长了环形防喷器的使用寿命。
本方案提供的环形防喷器，第一壳体10与气囊8组成气胎，对胶芯7提供沿油管径向方向的弹性支撑，提高了环形防喷器的密封性，且气胎相对于固体弹性件和液压弹性件的弹性大，解决了油管接箍通过时磨损严重的问题，延长了环形防喷器的使用寿命。
当环形防喷器的第一壳体10与气囊8之间的气体压力过大时，可以通过充气口6向外排出一定的气体，以满足对油管的抱紧或者油管接箍上提的要求。在本方案的一个具体实施例中，充气口6开设于第一壳体10的侧壁。
本方案提供的环形防喷器的增压和降压速度快，进一步提高了小修作业的效率。
本方案提供的环形防喷器的成本相对于液压环形防喷器结构简单，成本低。
气囊8的上端面与第一壳体10的上端面卡接，气囊8的下端面与第一壳体10的下端面卡接，采用卡接的连接方式能够降低气囊8与第一壳体10连接的难度，同时方便气囊8的安装和更换。
为了实现对气囊8的稳定固定，本方案提供的环形防喷器还包括第二壳体12和第三壳体9。
第二壳体12用于压紧气囊8的上端面于第一壳体10的上端面，第三壳体9用于压紧气囊8的下端面于第一壳体10的下端面。
通过第二壳体12和第三壳体9实现对气囊8的上端面和下端面的压紧，增大了对气囊8的上端面和下端面的压紧面积，该种压紧方式不仅能够保证对气囊8的压紧效果，而且能够降低对气囊8的损伤，延长气囊8的使用寿命。
气囊8与第二壳体12和第三壳体9的卡接结构如下：
气囊8的上端面设置有第一环状凸起，第一壳体10的上端面设置有与第一环状凸起配合的第一环状凹槽。
气囊8的下端面设置有第二环状凸起，第一壳体10的下端面设置有与第二环状凸起配合的第二环状凹槽。
气囊8上端面的第一环状凸起卡接在第一环状凹槽内，气囊8上端面的第二环状凸起卡接在第二环状凹槽内，卡接完成后，再通过第二壳体12和第三壳体9对气囊8进行压紧，保证了对气囊8的压紧效果。
为了进一步优化上述技术方案，在本方案的一个具体实施例中，胶芯7的上端和胶芯7的下端均设置有胶芯骨架5，胶芯骨架5能够增强胶芯7的上端和下端的强度，延长胶芯7的使用寿命。
在本方案的一个具体实施例中，胶芯7的上端延伸至第二壳体12的内壁，胶芯7的下端延伸至第三壳体9的内壁，即胶芯7的长度自第二壳体12开始经过第一壳体10延伸至第三壳体9。
位于胶芯7的上端的胶芯骨架5与第二壳体12通过第一顶丝4连接，位于胶芯7的下端的胶芯骨架5与第三壳体9通过第二顶丝连接。通过第一顶丝4和第二顶丝实现胶芯7与胶芯骨架5的连接，能够方便胶芯7的安装和拆卸，且能够降低对其他零件的干涉。
本方案提供的环形防喷器还包括第四壳体13、密封橡胶1和压盖15。第四壳体13、密封橡胶1和压盖15组成了溢出气体回收***，保障作业安全。
第四壳体13位于第二壳体12的上端，第四壳体13上开设有用于导出井底废气的排气管2。
密封橡胶1包括与第四壳体13的上端面配合的连接部和与油管的外壁贴合用于防止废气溢出至连接部的上端环空的密封部，密封部相对于第四壳体13的轴线倾斜布置，密封部的下端较密封部的上端靠近第四壳体13的轴线。
压盖15用于压紧密封橡胶1。
密封橡胶1的密封部倾斜布置，在密封部的外壁与第四壳体13的内壁之间形成容纳废气的空间，当位于密封部下部的废气进入胶芯7与油管之间的空间后，废气会进入密封部与第四壳体13之间的容纳废气的空间，此时废气会推动密封部进一步压紧油管，防止废气进入环形防喷器上部的环空，起到保证作业安装的作用。
当容纳废气的空间充入井底废气后，废气通过第四壳体13的排气管2排出至井外废气回收装置，保证作业时井场与人员的安全。
压盖15用于实现将密封橡胶1压紧在第四壳体13上，保证对密封橡胶1的有效压紧，从而保证作业的安全。
为了使密封橡胶1不影响油管的上提和下放操作，密封部的末端为倾斜面，倾斜面上端较倾斜面的下端靠近第四壳体13的轴线。密封部的末端的倾斜面能够对油管的上提和下放起到导向作用，且在密封部受废气挤压过程中能够保证密封部末端与油管的紧密贴合。
密封橡胶1与第四壳体13采用卡接的连接形式，具体如下：
连接部上设置有第三环状凸起，第四壳体13上开设有与第三状形凸起配合的第三环状凹槽。第三环状凸起卡入第三环状凹槽内，压盖15实现对该卡接结构的压紧。
为了方便压盖15与第四壳体13的安装，压盖15与第四壳体13螺栓连接，或者压盖15与第四壳体13螺纹连接。
在本方案的一个具体实施例中，第四壳体13与第二壳体12通过销钉3定位，第四壳体13与第二壳体12通过螺栓14连接。
第二壳体12与第一壳体10螺栓连接，第三壳体9与第一壳体10螺栓连接，实现了第二壳体12和第三壳体9与第一壳体10的可拆卸连接，方便后续的维修。
为了保证环形防喷器的密封性，第二壳体12与第一壳体10之间设置有密封圈11，第三壳体9与第一壳体10之间设置有密封圈11。第二壳体12与第一壳体10之间的密封圈11通过第二壳体12压紧第二壳体12，第三壳体9与第一壳体10之间的密封圈11通过第三壳体9压紧。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种环形防喷器，其特征在于，包括：
第一壳体(10)；
气囊(8)，所述气囊(8)设置于所述第一壳体(10)的内腔且套设于油管外壁，所述气囊(8)的外壁与所述第一壳体(10)的内壁之间形成充气腔，所述气囊(8)的上端面与所述第一壳体(10)的上端面固定连接，所述气囊(8)的下端面与所述第一壳体(10)的下端面固定连接；
所述第一壳体(10)上开设有用于向所述充气腔内充气使所述气囊(8)与所述油管贴合的充气口(6)。
2.根据权利要求1所述的环形防喷器，其特征在于，还包括：
设置于所述气囊(8)内壁的胶芯(7)，所述胶芯(7)套设在所述油管的外壁。
3.根据权利要求2所述的环形防喷器，其特征在于，所述气囊(8)的上端面与所述第一壳体(10)的上端面卡接，所述气囊(8)的下端面与所述第一壳体(10)的下端面卡接；
还包括：
用于压紧所述气囊(8)的上端面于所述第一壳体(10)的上端面的第二壳体(12)；
用于压紧所述气囊(8)的下端面于所述第一壳体(10)的下端面的第三壳体(9)。
4.根据权利要求3所述的环形防喷器，其特征在于，所述气囊(8)的上端面设置有第一环状凸起，所述第一壳体(10)的上端面设置有与所述第一环状凸起配合的第一环状凹槽；所述气囊(8)的下端面设置有第二环状凸起，所述第一壳体(10)的下端面设置有与所述第二环状凸起配合的第二环状凹槽。
5.根据权利要求3所述的环形防喷器，其特征在于，所述胶芯(7)的上端和所述胶芯(7)的下端均设置有胶芯骨架(5)，位于所述胶芯(7)的上端的胶芯骨架(5)与所述第二壳体(12)通过第一顶丝(4)连接，位于所述胶芯(7)的下端的胶芯骨架(5)与所述第三壳体(9)通过第二顶丝连接。
6.根据权利要求3所述的环形防喷器，其特征在于，还包括：
第四壳体(13)，所述第四壳体(13)位于所述第二壳体(12)的上端，所述第四壳体(13)上开设有用于导出井底废气的排气管(2)；
密封橡胶(1)，所述密封橡胶(1)包括与所述第四壳体(13)的上端面配合的连接部和与所述油管的外壁贴合用于防止废气溢出至所述连接部的上端环空的密封部，所述密封部相对于所述第四壳体(13)的轴线倾斜布置，所述密封部的下端较所述密封部的上端靠近所述第四壳体(13)的轴线；
用于压紧所述密封橡胶(1)的压盖(15)。
7.根据权利要求6所述的环形防喷器，其特征在于，所述密封部的末端为倾斜面，所述倾斜面上端较所述倾斜面的下端靠近所述第四壳体(13)的轴线。
8.根据权利要求6所述的环形防喷器，其特征在于，所述连接部上设置有第三环状凸起，所述第四壳体(13)上开设有与所述第三状形凸起配合的第三环状凹槽；
所述压盖(15)与所述第四壳体(13)螺栓连接；
所述第四壳体(13)与所述第二壳体(12)通过销钉(3)定位，所述第四壳体(13)与所述第二壳体(12)通过螺栓(14)连接。
9.根据权利要求3所述的环形防喷器，其特征在于，所述第二壳体(12)与所述第一壳体(10)螺栓连接，所述第三壳体(9)与所述第一壳体(10)螺栓连接；
所述第二壳体(12)与所述第一壳体(10)之间设置有密封圈(11)，所述第三壳体(9)与所述第一壳体(10)之间设置有所述密封圈(11)。
10.根据权利要求1所述的环形防喷器，其特征在于，所述气囊(8)与所述第一壳体(10)同轴布置；
所述充气口(6)上设置有充气阀。
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