蒸汽驱井专用多功能防喷器

摘要

一种蒸汽驱井专用多功能防喷器，其用于蒸汽驱井口作业并控制井口的开、关及剪切隔热管的防喷器装置，其由上层剪切结构和下层半封结构构成，由远程地面控制装置通过高压油管与其相连接，通过高压油管内的高压油施控防喷器，其上层的剪切结构的活塞体及油缸缸筒的内径相同，且足够大，使其在使用控制装置的常规液压时，有足够的推切力，剪切隔热管，并将其井口全封，而且密封性能好，耐高温，是蒸汽驱井口作业必备的防喷装置。

主权项

一种蒸汽驱井专用多功能防喷器，其和蒸汽驱井专用多功能防喷器地面控制装置通过高压管线相互连接，由地面控制装置通过压力油施控防喷器的开和关，蒸汽驱井专用多功能防喷器为双闸板防喷器结构，其中心为主通径结构，而左、右两侧结构的各内部构造、规格相同，左侧结构的各部件与右侧结构的各部件之间一一对应，其对应的部件形状、大小、规格相同，左侧结构与右侧结构相对称地与主通径结构相连接，蒸汽驱井专用多功能防喷器由壳体、油口接头、剪切闸板缸头、剪切闸板油缸缸筒、剪切闸板侧门、剪切闸板、剪切闸板侧密封、剪切闸板顶密封、剪切闸板活塞、剪切闸板闸板锁紧丝杆、油缸螺帽、半封油缸螺栓、半封活塞总成、半封闸板、半封闸板顶密封、半封闸板前密封、剪切闸板控制油缸螺栓、侧门螺栓、半封油缸缸筒、半封丝杆、半封油缸缸头等构成；上层为剪切闸板闸板结构，下层为半封结构；其下层有半封闸板腔，内装半封闸板，上层有剪切闸板闸板腔，内装剪切闸板；其上层为剪切闸板结构，其主要由壳体上层壳体闸板腔开关阀板油缸总成、剪切闸板闸板总成、手动锁紧丝杆、进回油口组成，壳体的上层左右两侧分别有与壳体中心主通径相通、且在其中心主通径左、右两侧，相互对称的形状结构规格相同的剪切闸板闸板腔，剪切闸板闸板腔在垂直的纵向截面呈长圆形；蒸汽驱井专用多功能防喷器上层剪切闸板结构也为全封结构，在其剪切闸板闸板腔内有剪切闸板总成，剪切闸板总成由上剪切闸板和下剪切闸板构成，其上剪切闸板有母扣结构及剪切结构和剪切闸板嵌橡胶密封件的凹槽，闸板的母扣结构是在闸板的外侧，其为“凸”形内平槽，其由内槽和外槽构成，其“凸”形内平槽横向穿出闸板，其槽底面为平面，其内槽的宽度大于外槽口的宽度；上剪切闸板外侧有母扣结构，其内侧为剪切结构，剪切结构的下面为平面，其平面与母扣结构的“凸”形内平槽的槽底面垂直，并与其槽底面的中间横切面平行或在同一平面上，剪切结构的下面与上剪切闸板闸板结构的外侧表面相交连接，其剪切结构的外侧表面为两个相交的平面，其相交于剪切结构的中间位置，并且其两个平面分别与剪切结构的下面相交成小于90度的角，其两个平面与剪切结构下面相交的角度相等，其两平面之间的角度在120度至170度之间，其各平面之间的角度根据具体需要设定，上剪切闸板嵌橡胶密封件的凹槽分为顶凹槽、侧凹槽和下面凹槽，上剪切闸板剪切结构的下面的背面一侧即顶侧表面上有顶凹槽，剪切结构的两侧面分别有侧凹槽，剪切结构的下面上有横穿出其下面两侧的下面凹槽；其下剪切闸板外侧亦有母扣结构，其内侧为剪切结构，下剪切闸板上有嵌橡胶密封件的凹槽，下剪切闸板的母扣结构在下剪切闸板的外侧，其内侧为剪切结构，剪切结构的上面为平面，其平面与母扣结构的“凸”形内平槽的槽底面垂直，并与其槽底面的中间横切面平行或在同一平面上，剪切结构的上面与下剪切闸板的剪切结构的外侧表面相交连接，其剪切结构的外侧表面为两个相交的平面，其相交于剪切结构的中间位置，并且其两个平面分别与剪切结构的上面相交成小于90度的角，其两个平面与剪切结构上面相交的角度相等，其两平面之间的角度在120度至170度之间，其各平面之间的角度根据具体需要设定，下剪切闸板嵌橡胶密封件的凹槽分为顶凹槽、侧凹槽，下剪切闸板剪切结构的上面的背面一侧即顶侧表面上有顶凹槽，剪切结构的两侧面分别有侧凹槽；蒸汽驱井专用多功能防喷器的活塞分为剪切闸板活塞和半封活塞，由活塞体、活塞杆和活塞顶端公扣相互连接构成，活塞体为圆柱体结构，其圆柱体的圆周面上有两个环形凹下槽，其环形凹下槽的中心线与活塞体的中心线在同一直线上，活塞体的内侧与活塞杆的一端固定连接，活塞杆为圆柱形杆体，活塞杆的中心线与活塞体的中心线在同一直线上，活塞体及与其相连的活塞杆一端的中心部位有空心圆孔，其为连接丝杆孔，其圆孔的中心线与活塞杆中心线在同一直线上，圆孔的内周壁上有螺牙结构，其活塞的顶端为公扣结构，其顶端为顶平面，其顶平面与活塞的中心线垂直，与顶平面相连的两侧面为平面，其两侧平面分别与顶平面垂直，且相互平行，其分别到活塞的中心线的垂直距离相等，侧平面与活塞杆之间有凹槽结构相连，凹槽两端敞口，其槽底面与侧平面平行，其两槽侧面相互平行，并且与槽底面垂直，槽侧面与活塞顶平面平行，其两侧面之间的垂直距离与相对应的母扣结构的“凸”形内平槽的内侧的两槽侧面之间的垂直距离相等，母扣结构的内平槽的外侧两槽侧面之间的垂直距离与相对应的与公扣结构的顶部的两凹槽的两槽底面之间的垂直距离相同，其公扣结构的槽底面的宽度与相对应的母扣结构的内平槽的外侧槽侧面的宽度相同，公扣结构外侧槽侧面至顶面的垂直距离与相对应的母扣结构的内平槽的内侧的空心槽的深度相同；其蒸汽驱井专用多功能防喷器的油缸分为两种，一种为半封闸板油缸，一种为剪切闸板油缸，油缸由油缸缸筒和缸头组成，可通过连接螺栓将缸头、油缸缸筒及侧门串连连接，油缸缸筒其周壁有一条输油孔，其从内侧面纵向穿透至外侧面，缸头本体内有一条油路孔，其从内侧与油缸缸筒对应相连的周侧环形面上穿进缸头本体，并穿通出缸头内侧中间圆形内面；蒸汽驱井专用多功能防喷器的侧门分为半封闸板侧门和剪切闸板侧门，侧门有两个穿透其侧门壁的油路孔；半封闸板外端有母扣结构，其与母扣结构相对的内端中间为空心圆弧形结构，其空心圆弧形结构的两侧分别为内侧面，其两内侧面在同一平面上，且与其母扣结构的内平槽的槽底面平行，空心圆弧形结构的中心圆心线与两侧面在平行或同一平面上，且与半封闸板的中间纵切面在同一平面上；半封闸板的内侧面上有连接前密封的圆直孔，其圆直孔的中心线与内侧面垂直，半封闸板上顶外表面有凹槽以嵌入顶密封橡胶件，半封闸板上顶侧即有凹槽的一侧，有直孔穿进并与圆直孔相通，其直孔的中心线与圆直孔的中心线垂直；半封闸板前密封为半封闸板的内端的连接延伸结构，为橡胶件，其外侧中间为凸出的弧形结构，其两侧为外侧平面，其两外侧平面在同一平面上，其内侧中间为凹内内的空心半圆形结构，其两侧为内侧平面，其两内侧平面在同一平面上，且其平面与外侧平面平行，其内空半圆形结构的圆中心线与外侧弧形结构的中心线相互平行，其所在平面与内外侧面垂直，并与前密封的中间对称的纵切面在同一平面上，其外侧面上有圆直杆，其圆直杆上部向外有凹槽，其两圆直杆相互平行，其中心线分别到前密封的中间对称的纵切面的距离相等，其两中心线的所在平面与前密封的中间横切面平行，其圆直杆的直径与半封闸板的圆直孔的直径相同，其长度小于或等于其圆直孔的深度；将蒸汽驱井专用多功能防喷器的各部件，安装连接，剪切闸板活塞杆伸进剪切侧门中间孔内，将橡胶密封件安装进剪切闸板上，其剪切闸板密封条安装于其下面中间凹槽内，剪切闸板的母扣结构与剪切闸板活塞的公扣结构相连，使其剪切闸板安装进壳体剪切闸板腔内，剪切闸板侧门通过螺丝与壳体固定连接，再将剪切闸板油缸缸筒套入于剪切闸板活塞体周上，将油缸缸筒与侧门连接，把丝杆一端通过螺牙连接于活塞体中间圆孔内，其另一端穿进缸头的中间圆孔内，其缸头与油缸缸筒连接，然后用螺栓将缸头、油缸缸筒及侧门串连固定连接起来，同样先将前密封和顶密封安装于半封闸板上，活塞杆伸进半封闸板侧门中间孔内，侧门通过螺丝固定于壳体上，使半封闸板的母扣结构与半封闸板活塞的公扣结构相连接，半封闸板及活塞顶部安装进半封闸板腔，半封油缸缸头套入半封活塞的活塞体圆周面上，把丝杆一端通过螺牙连接于活塞体中间圆孔内，其另一端穿进缸头的中间圆孔内，用半封闸板连接螺栓将侧门、油缸缸筒与缸头串联固定连接，其侧门与活塞杆、油缸缸筒与侧门、油缸缸筒与缸头、缸头与丝杆之间分别有橡胶密封件连接，使其各部件之间密封连接；蒸汽驱井专用多功能防喷器的各油路孔各自独立，其剪切闸板侧门油孔有两个，其分别是控制剪切闸板关油路孔和控制剪切闸板开油路孔，其半封闸板侧门油孔也有两个，其为控制半封关油路和控制半封开油路，壳体壁内有四个油路孔，其上层二个，下层二个，上层为剪切开油路孔和剪切关油路孔，下层为半封开油路孔、半封关油路孔，其各油路孔各自独立，其油路孔外口位于外壳正面外侧，内口分别为两个，其分别位于外壳与侧门相接的一面的外侧，且内径与其对应的侧门油路口内径相等，各油路孔内口分别与其对应相连的侧门的同其相连的油路口的规格及位置相对应，其外壳的各油路外口分别固定连接的油口接头，即其分别连接剪切开油口接头、剪切关油口接头、半封开油口接头、半封关油口接头；缸头壁内有一条油路，其一油口与油缸筒油口相接，另一油口通向缸筒内；缸头有剪切闸板缸头和半封闸板缸头，其半封缸头油孔通入半封缸筒，其剪切闸板缸头油孔通入剪切闸板油筒；其各部件分别依程序先后安装连接完整，其蒸汽驱井专用多功能防喷器形成四个相互独立完整的油路，其上层剪切开油路由外壳剪切开油路的两内口分别连接两侧门油路，此侧门油路口直接敞口向油筒，剪切关油路由外壳剪切关油路的两内口分别连接侧门油路，此侧门油路再连接油筒油路，油筒油路再连接缸头油路，其缸头油路口敞口通入油筒内，其下层半封开油路由外壳半封开油路的两内口分别连接两侧门油路，此侧门油路口直接敞口向油筒，半封关油路由外壳半封关油路的两内口分别连接侧门油路，此侧门油路再连接油筒油路，油筒油路再连接缸头油路，其缸头油路口敞口通入油筒内；其各油路接口之间均有橡胶密封圈连接，使各油路之间紧密密封，外壳、侧门、缸筒、缸头各部件之间均有密封圈连接，使其紧密密封，其半封开油口接头，半封关油口接头、剪切开油口接头、剪切关油口接头分别连接固定弯管的一头，其弯管另一头通过油壬连接高压油管的一头，其高压油管的另一头通过油壬连接固定在蒸汽驱井专用多功能防喷器控制装置的与其对应的油口上，其弯管、油口接头、油壬、高压油管、控制装置进出口的各部件之间均为紧密密封连接；侧门本身由侧门螺栓与壳体连接，缸盖即缸头、蒸汽驱井专用多功能防喷器开关闸板液缸即油缸缸筒，通过液缸连接螺栓与侧门固定连接在一起，剪切闸板闸板总成、半封闸板闸板总成分别挂在剪切开关闸板液缸活塞杆、半封闸板开关闸板液缸活塞杆前端，侧门与开关闸板液缸之间采用Y形密封圈实现双向密封；活塞杆与侧门之间的密封装置分为两部分，一部分是密封井压，一部分是密封液控产生的油压，两次密封机构位于这两部门之间有多重结构的密封圈，以及中间O形密封圈的辅助密封，当液控系统高压油进入左右液缸闸板关闭腔时，推动活塞带动左右闸板总成沿壳体闸板腔分别向井口中心移动，实现封井，当高压油井入左右液缸闸板开启腔时，推动活塞带动左右闸板总成向离开井口中心方向运动，打开井口，闸板开关由液控系统换向阀控制；当关闭剪切闸板闸板时，其由四处密封，这样即可有效地密封井口，即闸板顶密封与壳体的密封连接，闸板前密封与管子及前密封相互之间的密封连接，壳体与侧门间的密封连接，活塞杆与侧门间的密封连接，闸板的密封是这样的，一是在液压油作用下活塞杆推动闸板前密封胶芯挤压变形密封前部，顶密封胶芯与壳体间过盈压缩密封顶部，从而实现初始密封，二是在井内有压力时，井压从闸板后部推动闸板前密封进一步挤压变形，同时井压从下部推动闸板上浮贴紧壳体上的密封面，从而形成可靠的密封；闸板总成与闸板室有着一定的间隙，允许闸板在壳体腔内上下浮动，为了保证闸板与井内管柱间密封可靠，闸板的前端有相互突出的导向块，它可插入对面闸板的凹槽内，这样导向块斜面在关井时井内管柱不居中的情况下对井管产生一定向心推力，使井内管柱移向井口中心；蒸汽驱井专用多功能防喷器是通过高压管线与蒸气驱动双闸板多功能防喷器控制装置连接，由蒸汽驱井专用多功能防喷器控制装置实施对蒸气双闸板多功能防喷器开关控制的，其蒸气驱动多功能防喷器控制装置通过高压油管连接防喷器，通过其高压油管内的高压油施控防喷器；蒸汽驱井专用多功能防喷器控制装置由底座、油箱、泵组、蓄能器组、管汇、各种阀件、仪表及电控箱组成，由泵组产生高压控制液，并储存在蓄能器组中，当需要开、关防喷器时，来自蓄能器组的高压控制液通过管汇的三位四通转阀被分配到各个控制对象——防喷器中；其泵组配有两套独立的动力源，即电动油泵和手动油泵，蓄能器组有足够的高压液体蓄备，满足关闭蒸汽驱井专用多功能防喷器和打开液动阀的要求的控制要求，电动油泵带有自动启动、停止的控制装置，每个防喷器的开、关动作均由相应的三位四通转阀控制；远程控制台的控制管汇上有备用压力源接口，可以在需要时引入压力源，液压管线有硬管线和软管线两种，其软管线的两端为自封式的快速接头，实现远程控制台与蒸汽驱井专用多功能防喷器的连接，远程控制台上安装报警装置，对蓄能器压力、气源压力，油箱液位和电动泵的运转进行监视，当上述参数超出设定的报警极限时，可以在远程控制台上给出声、光报警信号，指示操作人员采取措施，它能在蓄能器压力低时报警，油箱液位低时报警及电动油泵运转不正常时报警；在远程控制台上固定电控箱，电控箱的电线路上安装连接远程控制装置的电动动机，电动机连接油泵，当电动机转动时，带动油泵转动，通过入油管，将油箱内的油吸入，并加压通过出油管输送到蓄能器组内，入油管一端连接固定在油箱上，另一端连接固定在油泵进油口，出油管一端固定连接在油泵的出油口，另一端连接单向阀进口，单向阀出口连接油管一端；其接油管另一端连接蓄能器组，这样当油泵转动时，压力油经单向阀向蓄能器组供油；电控箱上安装连接压力控制器，当系统压力达到一定设定值时，压力控制器自动切断电源，使电动油泵停止供油，当系统压力降压一定值时，电动油泵会自动重新启动工作，这样使蓄能器组的压力始终保持在一定的范围内，随时可供操作防喷器开启或关闭，蓄能器组通过油管连接安装隔离阀、溢流阀，再连接控制管汇，其管汇连接在三位四通转阀的进口，其控制装置的各油路上分别对应安装连接控制防喷器全封开关换向阀、控制防喷器悬挂开关换向阀、控制防喷器锁紧开关的换向阀，其只要扳动相应的三位四通转阀手柄，使可实现“开”、“关”防喷器的操作，这样，储存在蓄能器组中的压力油通过蓄能器隔离阀，滤油器，再经过减压溢流阀减压后，进入控制管汇，到各三位四通转阀进油口，远程控制台上的所用的三位四通转阀——液转阀均为“O”型机能，转动阀手柄在“中”位时，各腔不相通，而当手柄处于“开”位式“关”位时，随着压力油进入防喷器中油缸的一端，另一端的油液使经三位四通转阀回油箱；蓄能器组为多个囊式蓄能器相互连接在一起的结构，囊式蓄能器在液压系统中起着储存能量，稳定压力，减少功率消耗，补偿漏渗，吸收压力脉动力和缓和冲击力等多种作用，其牢固地支持在远程控制台的托架上，其由壳、胶囊及充气阀和油口组成，体顶上有充气阀，充气阀连接壳空腔内的胶囊，壳下端有油口，油口贯通壳内，其胶囊内充入氮气，几个囊式蓄能器连接组合在一起构成蓄能器组，其囊内的氮气有一定的压力，当液压油通过油口进入壳内时，压缩胶囊，使胶囊内的氮气的气压上升，其液压油的压强上升到一定幅度，相反在使用蓄能器时，由于胶囊内的高压强压迫壳内的液压油，使油带有一定有压力，可通过油口向外挤压，通过油管将压力油输送到一定的位置，而电动油泵开始工作，使其压力油始终保持一定的压力，从而控制蒸汽驱井专用多功能防喷器；而蒸汽驱井专用多功能防喷器的油路通过高压油管与蒸汽驱井专用多功能防喷器的地面控制装置内的与其蒸汽驱井专用多功能防喷器相对应的油路相连接，在蒸汽驱井专用多功能防喷器地面控制装置的控制箱中的各油路上分别安装连接控制半封开、半封关油路的换向阀和控制剪切关、剪切开油路的换向阀；其特征是：蒸汽驱井专用多功能防喷器是专用于蒸汽驱井口作业的开、关井口、剪切隔热管的防喷装置，其剪切闸板油缸缸筒的内径大于半封闸板油缸缸筒的内径，剪切闸板活塞体的外径与剪切闸板油缸缸筒的内径相等，并足够大，达到使其在使用控制装置的常规液压时，有足够的推切力，剪切隔热管，并将其井口全封。