CN116335575A - 一种石油修井作业的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井控设备技术领域，具体涉及一种石油修井作业的辅助装置，包括外壳、管柱和防喷机构，防喷机构包括第一挤压环、第一环形胶芯、第二挤压环、第二环形胶芯和第一安装板。本发明的一种石油修井作业的辅助装置通过设置第一挤压环、第一环形胶芯、第二挤压环、第二环形胶芯和第一安装板配合，在发生井喷时，促使第一挤压环和第二挤压环随第一安装板向上移动，通过第一挤压环向外挤压第一环形胶芯，第二挤压环向内挤压第二环形胶芯，使第一环形胶芯和第二环形胶芯发生形变，将第一环形胶芯与外壳之间密封，第二环形胶芯与管柱之间密封，可以防止液体向上喷出，提高密封效果。

Description

一种石油修井作业的辅助装置

技术领域

本发明涉及井控设备技术领域，具体涉及一种石油修井作业的辅助装置。

背景技术

由于地层中的不确定因素很多且十分复杂,每一次钻井作业都有发生井喷的可能性，在钻井作业中一旦发生溢流、井涌、井喷等紧急状况，将会导致井喷等恶性事故。

环形防喷器作为石油修井作业的辅助装置，同时也是最重要的井控设备之一，通过内部设置的胶芯，运作时会在管柱和井筒之间形成一个密封的环形空间，在井内没有管柱的情况下，也能单独完成封井，可以有效的防止井喷等恶性事故的发生。但是目前常用的环形防喷器的胶芯封闭效果较差，且环形防喷器在使用时，经常需要强行起下管柱，这会严重磨损胶芯，降低胶芯的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种石油修井作业的辅助装置，以解决现有的修井辅助装置在使用时胶芯封闭效果较差且容易造成胶芯磨损，降低胶芯使用寿命的问题。

本发明的一种石油修井作业的辅助装置采用如下技术方案：一种石油修井作业的辅助装置，包括外壳、管柱和防喷机构，管柱能够从外壳的上端向下***外壳内；防喷机构包括第一挤压环、第一环形胶芯、第二挤压环、第二环形胶芯和第一安装板；第一安装板为环形，第一安装板能够上下滑动地安装于外壳内，初始第一安装板与外壳内底壁接触，第一挤压环和第二挤压环套于管柱外，且均设置于第一安装板上端，第一挤压环和第二挤压环均能够沿第一安装板的径向方向滑动，且第一挤压环设置于相对第二挤压环远离管柱的一侧；第一环形胶芯能够转动地安装于第一挤压环与外壳内侧壁之间，初始第一环形胶芯与外壳内侧壁接触，第二环形胶芯能够转动地安装于第二挤压环与管柱之间，初始第二环形胶芯与管柱接触；在发生井喷时，第一安装板能够在外壳内向上移动，进而使第一挤压环和第二挤压环随第一安装板向上移动；第一挤压环和第二挤压环的向上移动具有第一阶段和第二阶段，处于第一阶段时，第一挤压环和第二挤压环仅向上移动，且第一环形胶芯沿着外壳内壁滚动，第二环形胶芯沿着管柱滚动；处于第二阶段时，第一挤压环能够向外挤压第一环形胶芯，进而限制第一环形胶芯沿着外壳内壁滚动，将第一环形胶芯与外壳之间密封；第二挤压环能向内挤压第二环形胶芯，进而限制第二环形胶芯沿着管柱滚动，将第二环形胶芯与管柱之间密封。

进一步地，防喷机构还包括多个挤压柱；多个挤压柱上端安装于外壳内顶壁，多个挤压柱下端分别夹持于第一挤压环和第二挤压环之间，第一挤压环和第二挤压环能够沿着多个挤压柱上下移动；挤压柱包括套筒和限位柱，套筒沿竖直方向设置，套筒上端与外壳内顶壁相连，限位柱包括第一柱段、过渡段和第二柱段，第一柱段为沿竖直方向设置的柱状结构，套筒下端与第一柱段之间通过第一弹性件相连，过渡段为上端大、下端小的锥形柱，且过渡段上端与第一柱段固定连接并同轴，过渡段下端与第二柱段固定连接并同轴，过渡段固定设置在第一柱段下端，第二柱段为沿竖直方向设置的柱状结构，第二柱段固定设置在过渡段下端，且第二柱段的直径小于第一柱段。

进一步地，防喷机构还包括第二安装板，第二安装板为环形，第二安装板能够上下滑动地安装于外壳内，第二安装板设置于第一安装板上方，第一挤压环和第二挤压环均设置于第一安装板和第二安装板之间，第一挤压环和第二挤压环均能够沿第一安装板和第二安装板的径向方向滑动，第二安装板上向上延伸形成第二套管，第一柱段套装于第二套管内。

进一步地，外壳内顶壁与第二安装板之间通过压簧相连。

进一步地，第一挤压环包括多个第一挤压块，多个第一挤压块均为弧形块，多个第一挤压块在第一安装板的周向方向上依次首尾相连，每个第一挤压块在管柱的周向上的两端分别连接有第一密封板和第二密封板，第一密封板和第二密封板均能够向第一挤压块内伸缩，且第一密封板设置于相对第二密封板远离管柱的一侧，每两个两邻设置的一个第一挤压块的第一密封板和另一个第一挤压块的第二密封板之间错位设置，在第一挤压环向外移动直径变大时，第一密封板和第二密封板相互远离，在第一挤压环向内移动直径变小时，第一密封板和第二密封板相互靠近；第二挤压环包括多个第二挤压块，多个第二挤压块均为弧形块，多个第二挤压块在第一安装板的周向方向上依次首尾相连，每个第二挤压块在管柱的周向上的两端分别连接有第三密封板和第四密封板，第三密封板和第四密封板均能够向第二挤压块内伸缩，且第三密封板设置于相对第四密封板远离管柱的一侧，每两个两邻设置的一个第二挤压块的第三密封板和另一个第二挤压块的第四密封板之间错位设置，在第二挤压环向外移动直径变大时，第三密封板和第四密封板相互远离，在第二挤压环向内移动直径变小时，第三密封板和第四密封板相互靠近。

进一步地，第一安装板与外壳之间留有间隙，使第一安装板与外壳之间限定出第一环形空间，每两个相邻的第一挤压块与第一密封板以及第一环形胶芯之间限定出允许液体流通的第一流通空间，第一环形空间与第一流通空间连通，使液体在经过第一环形空间后能够流动至第一流通空间内；第一安装板的内圈与管柱之间留有间隙，使第一安装板的内圈与管柱之间限定出第二环形空间，每两个相邻的第二挤压块与第三密封板以及第二环形胶芯之间限定出允许液体流通的第二流通空间，第二环形空间与第二流通空间连通，使液体在经过第二环形空间后能够流动至第二流通空间内。

进一步地，第一密封板上设置有封堵板，封堵板为弹性材质，封堵板设置于相对第一密封板远离管柱的一侧。

进一步地，外壳的上下两端均在同一竖直方向开设有第一通口，且第一通口为圆形，使外壳的上下两端在同一竖直方向连通，第一通口与第一安装板的内圈同轴，且第一安装板的内圈的直径小于第一通口，在发生井喷时，液体从下至上移动能够与第一安装板接触，使第一安装板上移。

进一步地，第一环形胶芯和第二环形胶芯均为环形，且均为弹性材质。

本发明的有益效果是：本发明的一种石油修井作业的辅助装置通过设置第一挤压环、第一环形胶芯、第二挤压环、第二环形胶芯和第一安装板配合，在正常状态，管柱向下***外壳，将与第二环形胶芯之间发生滚动摩擦，同样在强行起下管柱时，第二环形胶芯同样与管柱之间为滚动摩擦，降低了下放管柱与起下管柱时对第二环形胶芯的摩擦损耗，延长了第二环形胶芯的使用寿命。在发生井喷时，利用井喷时液体的冲击作为动力，不需要额外的动力源驱动，驱动第一安装板向上移动，促使第一挤压环和第二挤压环随第一安装板向上移动，在第一挤压环和第二挤压环的向上移动的第二阶段，通过第一挤压环向外挤压第一环形胶芯，第二挤压环向内挤压第二环形胶芯，使第一环形胶芯和第二环形胶芯发生形变，第一环形胶芯与外壳之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，第二环形胶芯与管柱之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，将第一环形胶芯与外壳之间密封，第二环形胶芯与管柱之间密封，可以防止液体向上喷出，提高密封效果。

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为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的整体结构示意图；

图2为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的整体结构的剖视图（处于第一阶段时）；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的内部结构示意图；

图5为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的内部结构示意图（去掉第二安装板后）；

图6为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的第一挤压块的结构示意图；

图7为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的第二挤压块的结构示意图；

图8为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的整体结构的剖视图（处于第二阶段时）；

图9为图8中B处的放大图；

图10为本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例的封堵板的结构示意图。

图中：100、管柱；200、防喷机构；220、压簧；230、挤压柱；231、第一柱段；232、第二柱段；233、过渡段；240、第一环形胶芯；250、第二环形胶芯；260、第一挤压环；261、第一环道；262、第一密封板；263、第二密封板；264、第一连接块；265、第一顶杆；266、封堵板；270、第二挤压环；271、第二环道；272、第三密封板；273、第四密封板；274、第二连接块；275、第二顶杆；280、第一安装板；290、第二安装板。

具体实施方式

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。

本发明的一种石油修井作业的辅助装置的实施例，如图1至图10所示。

一种石油修井作业的辅助装置，包括外壳、管柱100和防喷机构200，外壳的上下两端均在同一竖直方向开设有第一通口，且第一通口为圆形，使外壳的上下两端在同一竖直方向连通，外壳下端的第一通口向下延伸形成第一套管，第一套管下端安装于井口。管柱100沿竖直方向设置，管柱100能够从外壳的上端的第一通口向下经外壳下端的第一通口***外壳内，并在穿过第一套管后伸入井口。

防喷机构200安装于外壳内，防喷机构200包括第一挤压环260、第一环形胶芯240、第二挤压环270、第二环形胶芯250和第一安装板280。

第一安装板280为环形，第一安装板280能够上下滑动地安装于外壳内，具体地，第一安装板280的外周壁面上设置有凸起，凸起沿竖直方向设置，外壳内周壁面上设置有凹槽，凹槽沿竖直方向设置，凸起滑动安装于凹槽内。初始第一安装板280与外壳内底壁接触。

具体地，第一通口与第一安装板280的内圈同轴，且第一安装板280的内圈的直径小于第一通口，在发生井喷时，液体经第一套管向上穿过外壳下端的第一通口进入第一安装板280下侧与第一安装板280接触，使第一安装板280上移。

第一挤压环260和第二挤压环270套于管柱100外，且均设置于第一安装板280上端，第一挤压环260和第二挤压环270均能够沿第一安装板280的径向方向滑动，且第一挤压环260设置于相对第二挤压环270远离管柱100的一侧。

第一环形胶芯240能够转动地安装于第一挤压环260与外壳内侧壁之间，初始第一环形胶芯240与外壳内侧壁接触，第二环形胶芯250能够转动地安装于第二挤压环270与管柱100之间，初始第二环形胶芯250与管柱100接触。具体地，第一挤压环260外端开设有与第一挤压环260同轴的第一环道261，第一环形胶芯240能够转动地安装于第一环道261。第二挤压环270外端开设有与第二挤压环270同轴的第二环道271，第二环形胶芯250能够转动地安装于第二环道271。

第一环形胶芯240和第二环形胶芯250均为环形，且均为弹性材质。具体地，第一环形胶芯240和第二环形胶芯250可以是橡胶圈。进一步地，第一环形胶芯240和第二环形胶芯250为内部中空的环形结构，内部填充有液体，如液压油等。

在发生井喷时，第一安装板280能够在外壳内向上移动，进而使第一挤压环260和第二挤压环270随第一安装板280向上移动。第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动具有第一阶段和第二阶段，处于第一阶段时，第一挤压环260和第二挤压环270仅向上移动，且第一环形胶芯240沿着外壳内壁滚动，第二环形胶芯250沿着管柱100滚动；处于第二阶段时，第一挤压环260能够向外挤压第一环形胶芯240，进而限制第一环形胶芯240沿着外壳内壁滚动，使第一环形胶芯240与外壳之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，第二环形胶芯250与管柱100之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，将第一环形胶芯240与外壳之间密封；第二挤压环270能向内挤压第二环形胶芯250，进而限制第二环形胶芯250沿着管柱100滚动，将第二环形胶芯250与管柱100之间密封。

本实施例通过设置第一挤压环260、第一环形胶芯240、第二挤压环270、第二环形胶芯250和第一安装板280配合，在正常状态，管柱100向下***外壳，将与第二环形胶芯250之间发生滚动摩擦，同样在强行起下管柱100时，第二环形胶芯250同样与管柱100之间为滚动摩擦，降低了下放管柱100与起下管柱100时对第二环形胶芯250的摩擦损耗，延长了第二环形胶芯250的使用寿命。在发生井喷时，利用井喷时液体的冲击作为动力，不需要额外的动力源驱动，通过驱动第一安装板280向上移动，促使第一挤压环260和第二挤压环270随第一安装板280向上移动，在第一挤压环260和第二挤压环270向上移动的第二阶段，通过第一挤压环260向外挤压第一环形胶芯240，第二挤压环270向内挤压第二环形胶芯250，使第一环形胶芯240和第二环形胶芯250发生形变，使第一环形胶芯240与外壳之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，第二环形胶芯250与管柱100之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，将第一环形胶芯240与外壳内壁之间密封，第二环形胶芯250与管柱100之间密封，可以防止液体向上喷出，提高密封效果。

在本实施例中，防喷机构200还包括多个挤压柱230；多个挤压柱230上端安装于外壳内顶壁，多个挤压柱230下端分别夹持于第一挤压环260和第二挤压环270之间，且挤压柱230能够伸缩，第一挤压环260和第二挤压环270能够沿着多个挤压柱230上下移动。具体地，第一挤压环260的内圈设置有多个第一顶杆265，多个第一顶杆265在第一挤压环260的周向方向均布，第二挤压环270的外圈设置有多个第二顶杆275，多个第二顶杆275在第二挤压环270的周向方向均布，每个第一顶杆265与一个第二顶杆275对应设置于管柱100的同一径向方向上，每个第一顶杆265与其对应设置的第二顶杆275之间限定出能够夹持挤压柱230的夹持空间，初始挤压柱230的下端被夹持于夹持空间内。在发生井喷时，第一安装板280向上移动将使第一挤压环260和第二挤压环270沿着挤压柱230向上移动。

挤压柱230包括套筒和限位柱，套筒沿竖直方向设置，套筒上端与外壳内顶壁相连，套筒下端与限位柱之间通过第一弹性件相连，第一弹性件为第一弹簧。限位柱包括第一柱段231、过渡段233和第二柱段232，第一柱段231为沿竖直方向设置的柱状结构，套筒下端与第一柱段231之间通过第一弹簧相连，过渡段233为上端大、下端小的锥形柱，且过渡段233上端与第一柱段231固定连接并同轴，过渡段233下端与第二柱段232固定连接并同轴。第二柱段232为沿竖直方向设置的柱状结构，且第二柱段232的直径小于第一柱段231。

在发生井喷时，第一安装板280向上移动将使第一挤压环260和第二挤压环270沿着挤压柱230向上移动，在第一挤压环260和第二挤压环270沿着第二柱段232向上移动的过程中，此时第一挤压环260和第二挤压环270仅向上移动，且第一环形胶芯240沿着外壳内壁滚动，第二环形胶芯250沿着管柱100滚动，此时处于第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第一阶段。在第一挤压环260和第二挤压环270从第二柱段232向上来到过渡段233并沿着过渡段233到第一柱段231的过程中，此时由于第二柱段232的直径小于第一柱段231，因此第一挤压环260将向外挤压第一环形胶芯240，使第一环形胶芯240发生形变，进而限制第一环形胶芯240沿着外壳内壁滚动，第二挤压环270将向内挤压第二环形胶芯250，使第二环形胶芯250发生形变，进而限制第二环形胶芯250沿着管柱100滚动，将第二环形胶芯250与管柱100之间密封，此时处于第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第二阶段，即在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第二阶段，通过将第一环形胶芯240与外壳内壁之间密封、第二环形胶芯250与管柱100之间密封，可以防止液体向上喷出。

在本实施例中，防喷机构200还包括第二安装板290，第二安装板290为环形，第二安装板290能够上下滑动地安装于外壳内，第二安装板290设置于第一安装板280上方，第一挤压环260和第二挤压环270均设置于第一安装板280和第二安装板290之间，第一挤压环260和第二挤压环270均能够沿第一安装板280和第二安装板290的径向方向滑动，第二安装板290上向上延伸形成第二套管，第一柱段231套装于第二套管内，对限位柱进行限位，保证限位柱的上下移动。

具体地，第一安装板280上开设有多个第一滑槽，第一滑槽沿第一安装板280的径向方向设置，第二安装板290上开设有多个第二滑槽，第二滑槽沿第二安装板290的径向方向设置。第一挤压环260的上下两端均固定设置有多个第一连接块264，第一挤压环260下端的第一连接块264滑动安装于第一滑槽内，第一挤压环260上端的第一连接块264滑动安装于第二滑槽内，第二挤压环270的上下两端均固定设置有多个第二连接块274，第二挤压环270下端的第二连接块274滑动安装于第一滑槽内，第二挤压环270上端的第二连接块274滑动安装于第二滑槽内。

在本实施例中，第一挤压环260包括多个第一挤压块，多个第一挤压块均为弧形块，多个第一挤压块在第一安装板280的周向方向上依次首尾相连，每个第一挤压块在管柱100的周向上的两端分别连接有第一密封板262和第二密封板263，第一密封板262和第二密封板263均能够向第一挤压块内伸缩，且第一密封板262设置于相对第二密封板263远离管柱100的一侧，每两个两邻设置的一个第一挤压块的第一密封板262和另一个第一挤压块的第二密封板263之间错位设置，在第一挤压环260向外移动直径变大时，第一密封板262和第二密封板263相互远离，在第一挤压环260向内移动直径变小时，第一密封板262和第二密封板263相互靠近，即在第一挤压环260的直径变化时，始终能够保证两个相邻设置的第一挤压块之间的处于密封状态。

具体地，第一挤压块的两端分别开设有第一伸缩槽和第二伸缩槽，第一伸缩槽和第二伸缩槽均沿第一挤压块周向方向设置，第一密封板262与第一伸缩槽之间通过第二弹簧相连，第二密封板263与第二伸缩槽之间通过第三弹簧相连，使第一密封板262和第二密封板263均能够向第一挤压块内伸缩。初始第二弹簧和第三弹簧均处于原长。

第一安装板280与外壳之间留有间隙，使第一安装板280与外壳之间限定出第一环形空间，在第一安装板280上移后，液体将同步经第一安装板280与外壳之间的第一环形空间上移。每两个相邻的第一挤压块与第一密封板262以及第一环形胶芯240之间限定出允许液体流通的第一流通空间，第一环形空间与第一流通空间连通，使液体在经过第一环形空间后能够流动至第一流通空间内，即在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第一阶段，液体将进入第一流通空间内，对第一环形胶芯240进行润滑。

第一密封板262上设置有封堵板266，封堵板266为弹性材质，具体可选用橡胶，封堵板266设置于相对第一密封板262远离管柱100的一侧，在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第二阶段，当第一挤压环260向外挤压第一环形胶芯240时，第一挤压环260的直径变大，此时第一密封板262和第二密封板263相互远离，为了避免第一流通空间变大，通过设置封堵板266，在第一挤压环260向外挤压第一环形胶芯240时，封堵板266将同步向第一环形胶芯240靠近，使封堵板266与第一环形胶芯240接触，进而使第一流通空间封闭，不再能够进入液体，保证密封效果。

第二挤压环270包括多个第二挤压块，多个第二挤压块均为弧形块，多个第二挤压块在第一安装板280的周向方向上依次首尾相连，每个第二挤压块在管柱100的周向上的两端分别连接有第三密封板272和第四密封板273，第三密封板272和第四密封板273均能够向第二挤压块内伸缩，且第三密封板272设置于相对第四密封板273远离管柱100的一侧，每两个两邻设置的一个第二挤压块的第三密封板272和另一个第二挤压块的第四密封板273之间错位设置，在第二挤压环270向外移动直径变大时，第三密封板272和第四密封板273相互远离，在第二挤压环270向内移动直径变小时，第三密封板272和第四密封板273相互靠近，即在第二挤压环270的直径变化时，始终能够保证两个相邻设置的第二挤压块之间的处于密封状态。

具体地，第二挤压块的两端分别开设有第三伸缩槽和第四伸缩槽，第三伸缩槽和第四伸缩槽均沿第二挤压块周向方向设置，第三密封板272与第三伸缩槽之间通过第四弹簧相连，第四密封板273与第四伸缩槽之间通过第五弹簧相连，使第三密封板272和第四密封板273均能够向第二挤压块内伸缩。初始第四弹簧和第五弹簧均处于原长。

第一安装板280的内圈与管柱100之间留有间隙，使第一安装板280的内圈与管柱100之间限定出第二环形空间，在发生井喷时，液体从下至上与第一安装板280接触，使第一安装板280上移，同时液体将同步流进第一安装板280的内圈与管柱100之间限定出的第二环形空间内。每两个相邻的第二挤压块与第三密封板272以及第二环形胶芯250之间限定出允许液体流通的第二流通空间，第二环形空间与第二流通空间连通，使液体在经过第二环形空间后能够流动至第二流通空间内，即在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第一阶段，液体将进入第二流通空间内，对第二环形胶芯250进行润滑。

在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第二阶段，当第二挤压环270能向内挤压第二环形胶芯250，第二挤压环270的直径变小，此时第三密封板272和第四密封板273相互靠近，两个相邻设置的第二挤压块接触，进而使第二流通空间封闭，不再进入液体，保证密封效果。

即本实施例通过设置第一密封板262、第二密封板263、第三密封板272和第四密封板273相互配合，在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第一阶段，液体将进入第一流通空间和第二离开空间内，对第一环形胶芯240和第二环形胶芯250进行润滑。在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第二阶段，使第一流通空间和第二流通空间封闭，不再进入液体，保证密封效果。

在本实施例中，外壳内顶壁与第二安装板290之间通过压簧220相连，在发生井喷时，第一安装板280向上移动，将冲击力传递到压簧220上，挤压压簧220，通过压簧220对冲击力进行缓冲，保证装置的稳定使用。

在本实施例中，一种石油修井作业的辅助装置还包括控制***，第一安装板280上安装有传感器，传感器具体可以选用压力传感器或者位移传感器，传感器与控制***电性连接，在发生井喷时，将促使第一安装板280上移，进而通过传感器发出感应信号，并将感应信号传递给控制***，控制***将发出警报，给工人发出提醒，禁止此时下放管柱100。

结合上述实施例，具体的工作原理和工作过程为：在使用时，若控制***没有发出警报，说明此时没有发生井喷，此时可以下放管柱100，若控制***发出警报，说明液体正驱动第一安装板280上移，此时禁止下放管柱100。

在没有发生井喷的正常状态，此时下放管柱100，管柱100向下移动将促使第二环形胶芯250滚动，降低对于第二环形胶芯250的摩擦损耗，使管柱100能够安全的从外壳的上端向下***外壳内，并伸入井口。

在发生井喷时，液体将驱动第一安装板280上移，第一安装板280向上移动将使第一挤压环260和第二挤压环270沿着挤压柱230向上移动，第一安装板280上移的同时，液体将同步经第一安装板280与外壳之间的第一环形空间上移，并继续向上移动至第一流通空间内，在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第一阶段，对第一环形胶芯240进行润滑，且同时液体将同步流进第一安装板280的内圈与管柱100之间限定出的第二环形空间内，并从第二环形空间向上移动至第二流通空间内，在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第一阶段，液体将进入第二流通空间内，对第二环形胶芯250进行润滑。

随着第一挤压环260和第二挤压环270沿着挤压柱230的持续向上移动，在第一挤压环260和第二挤压环270的向上移动的第二阶段，即从第二柱段232向上来到过渡段233并沿着过渡段233到第一柱段231的过程中，通过第一挤压环260向外挤压第一环形胶芯240，第二挤压环270向内挤压第二环形胶芯250，使第一环形胶芯240和第二环形胶芯250发生形变，将第一环形胶芯240与外壳之间密封，第二环形胶芯250与管柱100之间密封，可以防止液体向上喷出，提高密封效果。且当第一挤压环260向外挤压第一环形胶芯240时，第一挤压环260的直径变大，此时第一密封板262和第二密封板263相互远离，为了避免第一流通空间变大，通过设置封堵板266，在第一挤压环260向外挤压第一环形胶芯240时，封堵板266将同步向第一环形胶芯240靠近，使封堵板266与第一环形胶芯240接触，进而使第一流通空间封闭，不再能够进入液体，保证密封效果。当第二挤压环270向内挤压第二环形胶芯250时，第二挤压环270的直径变小，此时第三密封板272和第四密封板273相互靠近，两个相邻设置的第二挤压块接触，进而使第二流通空间封闭，不再进入液体，保证密封效果。由于之前进入第一流通空间和第二流通空间内的液体的作用，在第一环形胶芯240和第二环形胶芯250发生形变，使第一环形胶芯240与外壳之间从滚动摩擦变为滑动摩擦，第二环形胶芯250与管柱100之间从滚动摩擦变为滑动摩擦后，液体将持续对第一环形胶芯240和第二环形胶芯250进行润滑，降低第一环形胶芯240和第二环形胶芯250由于形变产生的摩擦损耗。

并且在第一安装板280带动第一挤压环260和第二挤压环270向上移动的过程中，将挤压压簧220，通过压簧220对冲击力进行缓冲，同时在第一挤压环260和第二挤压环270上升至挤压柱230的下端面与第一安装板280的上端面接触后，第一挤压环260和第二挤压环270再向上移动将压缩第一弹簧，并在井喷解除后，装置在压簧220和第一弹簧的作用下向下移动复位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：包括外壳、管柱和防喷机构，管柱能够从外壳的上端向下***外壳内；防喷机构包括第一挤压环、第一环形胶芯、第二挤压环、第二环形胶芯和第一安装板；第一安装板为环形，第一安装板能够上下滑动地安装于外壳内，初始第一安装板与外壳内底壁接触，第一挤压环和第二挤压环套于管柱外，且均设置于第一安装板上端，第一挤压环和第二挤压环均能够沿第一安装板的径向方向滑动，且第一挤压环设置于相对第二挤压环远离管柱的一侧；第一环形胶芯能够转动地安装于第一挤压环与外壳内侧壁之间，初始第一环形胶芯与外壳内侧壁接触，第二环形胶芯能够转动地安装于第二挤压环与管柱之间，初始第二环形胶芯与管柱接触；在发生井喷时，第一安装板能够在外壳内向上移动，进而使第一挤压环和第二挤压环随第一安装板向上移动；

第一挤压环和第二挤压环的向上移动具有第一阶段和第二阶段，处于第一阶段时，第一挤压环和第二挤压环仅向上移动，且第一环形胶芯沿着外壳内壁滚动，第二环形胶芯沿着管柱滚动；处于第二阶段时，第一挤压环能够向外挤压第一环形胶芯，进而限制第一环形胶芯沿着外壳内壁滚动，将第一环形胶芯与外壳之间密封；第二挤压环能向内挤压第二环形胶芯，进而限制第二环形胶芯沿着管柱滚动，将第二环形胶芯与管柱之间密封。

2.根据权利要求1所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：防喷机构还包括多个挤压柱；多个挤压柱上端安装于外壳内顶壁，多个挤压柱下端分别夹持于第一挤压环和第二挤压环之间，第一挤压环和第二挤压环能够沿着多个挤压柱上下移动；挤压柱包括套筒和限位柱，套筒沿竖直方向设置，套筒上端与外壳内顶壁相连，限位柱包括第一柱段、过渡段和第二柱段，第一柱段为沿竖直方向设置的柱状结构，套筒下端与第一柱段之间通过第一弹性件相连，过渡段为上端大、下端小的锥形柱，且过渡段上端与第一柱段固定连接并同轴，过渡段下端与第二柱段固定连接并同轴，过渡段固定设置在第一柱段下端，第二柱段为沿竖直方向设置的柱状结构，第二柱段固定设置在过渡段下端，且第二柱段的直径小于第一柱段。

3.根据权利要求2所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：防喷机构还包括第二安装板，第二安装板为环形，第二安装板能够上下滑动地安装于外壳内，第二安装板设置于第一安装板上方，第一挤压环和第二挤压环均设置于第一安装板和第二安装板之间，第一挤压环和第二挤压环均能够沿第一安装板和第二安装板的径向方向滑动，第二安装板上向上延伸形成第二套管，第一柱段套装于第二套管内。

4.根据权利要求3所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：外壳内顶壁与第二安装板之间通过压簧相连。

5.根据权利要求1所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：第一挤压环包括多个第一挤压块，多个第一挤压块均为弧形块，多个第一挤压块在第一安装板的周向方向上依次首尾相连，每个第一挤压块在管柱的周向上的两端分别连接有第一密封板和第二密封板，第一密封板和第二密封板均能够向第一挤压块内伸缩，且第一密封板设置于相对第二密封板远离管柱的一侧，每两个两邻设置的一个第一挤压块的第一密封板和另一个第一挤压块的第二密封板之间错位设置，在第一挤压环向外移动直径变大时，第一密封板和第二密封板相互远离，在第一挤压环向内移动直径变小时，第一密封板和第二密封板相互靠近；第二挤压环包括多个第二挤压块，多个第二挤压块均为弧形块，多个第二挤压块在第一安装板的周向方向上依次首尾相连，每个第二挤压块在管柱的周向上的两端分别连接有第三密封板和第四密封板，第三密封板和第四密封板均能够向第二挤压块内伸缩，且第三密封板设置于相对第四密封板远离管柱的一侧，每两个两邻设置的一个第二挤压块的第三密封板和另一个第二挤压块的第四密封板之间错位设置，在第二挤压环向外移动直径变大时，第三密封板和第四密封板相互远离，在第二挤压环向内移动直径变小时，第三密封板和第四密封板相互靠近。

6.根据权利要求5所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：第一安装板与外壳之间留有间隙，使第一安装板与外壳之间限定出第一环形空间，每两个相邻的第一挤压块与第一密封板以及第一环形胶芯之间限定出允许液体流通的第一流通空间，第一环形空间与第一流通空间连通，使液体在经过第一环形空间后能够流动至第一流通空间内；第一安装板的内圈与管柱之间留有间隙，使第一安装板的内圈与管柱之间限定出第二环形空间，每两个相邻的第二挤压块与第三密封板以及第二环形胶芯之间限定出允许液体流通的第二流通空间，第二环形空间与第二流通空间连通，使液体在经过第二环形空间后能够流动至第二流通空间内。

7.根据权利要求6所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：第一密封板上设置有封堵板，封堵板为弹性材质，封堵板设置于相对第一密封板远离管柱的一侧。

8.根据权利要求6所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：外壳的上下两端均在同一竖直方向开设有第一通口，且第一通口为圆形，使外壳的上下两端在同一竖直方向连通，第一通口与第一安装板的内圈同轴，且第一安装板的内圈的直径小于第一通口，在发生井喷时，液体从下至上移动能够与第一安装板接触，使第一安装板上移。

9.根据权利要求1所述的一种石油修井作业的辅助装置，其特征在于：第一环形胶芯和第二环形胶芯均为环形，且均为弹性材质。

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