複合式環形閘板防噴器的製造方法

2023-10-04 23:45:54 1

複合式環形閘板防噴器的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種複合式環形閘板防噴器，包括環形防噴器組件、主體、閘板防噴器驅動裝置、環空注入裝置、過渡法蘭；將這五部分組合到一起，降低了井口高度，從而減少了資源的浪費、改善了現場施工環境，同時消除了一定的安全隱患。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及油田井口井控設備，特別是專用於修井、壓裂、注水和酸化等作業時的 複合式環形閘板防噴器。 複合式環形閘板防噴器

【背景技術】
[0002] 在油田井下作業過程中，特別是壓裂過程中，井口井控方面，在地面以上，從下到 上依次需要安裝井口下法蘭、井口分流裝置(井口大四通)、單閘板或雙閘板防噴器、補償式 多用途環形防噴器(或環形防噴器)，然後在上面再安裝閘閥組，這五個設備如圖1所示連 接在一起後提高了井口的實際作業高度，從地面到環形防噴器上平面高度大約為2. 4米左 右，井口高給井口作業的操作和安全帶來很多不便和風險。


【發明內容】

[0003] 針對上述問題，本發明一種複合式環形閘板防噴器，它將井口分流裝置(井口大四 通)、閘板防噴器(單閘板或雙閘板)、補償式多用途環形防噴器(或環形防噴器)集合為一體， 在保證壓力級別和安裝通用性的前提下，大大降低了井口裝置的安裝高度，為井口作業的 操作帶來方便，提高了施工安全性和效率。
[0004] 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案，複合式環形閘板防噴器，包括環形防 噴器組件、閘板防噴器、主體、過渡法蘭； 所述的環形防噴器組件包括上法蘭，與上法蘭上端連接的上法蘭盤，設在上法蘭盤內 部，且延伸到的上法蘭內的油管補芯；所述的油管補芯的上端與上法蘭盤的上表面平行，且 油管補芯與上法蘭之間還設有環形空心膠囊，所述的上法蘭盤側面設有進油口和與上法蘭 蓋底部垂直的且與進油口相通的內部進油口； 所述的閘板防噴器包括對稱設在其兩側雙數個閘板防噴器驅動裝置； 所述主體是內部具有內腔的中空結構，且與上法蘭為一體，下端設有與井口下法蘭連 接的且與主體為一體的主體下法蘭，所述的閘板防噴器驅動裝置對稱設在主體兩側，且與 主體的內腔相通； 所述的主體還設有與內腔相通，且用於安裝過渡法蘭的旁通斜孔，所述的旁通斜孔位 於閘板防噴器驅動裝置的下端。
[0005] 所述主體側面上還設有和內腔相通，且用於安裝閘板防噴器驅動裝置的閘板橢圓 孔，所述的內腔還包括主體內腔匯液腔，所述的旁通斜孔與主體內腔匯液腔相通。
[0006] 所述的旁通斜孔是四個且均勻環繞主體的中心線排布設置。
[0007] 所述的閘板防噴器驅動裝置是2個或4個，且按照從上向下對稱設置在主體的兩 側。
[0008] 所述旁通斜孔與主體的中心線的夾角為75°左右且旁通斜孔與主體的外表面相 交處高於與內腔的相交處。
[0009] 所述上法蘭包括內徑從大到小依次減小且用於和上法蘭盤連接的上部圓環，用於 放置環形空心膠囊的主體上部凹坑、用於承載支撐環形空心膠囊下部的內圓環面；所述的 主體上部凹坑的上端面設有與承載支撐環形空心膠囊配合的內密封凹形槽。
[0010] 所述的主體上設有環繞在閘板橢圓孔四周的閘板防噴器側門螺栓孔和閘板防噴 器進油通道，所述的閘板防噴器驅動裝置通過螺釘擰緊在閘板防噴器側門螺栓孔中與主體 固定連接。
[0011] 所述的主體上還均勻設有環繞旁通斜孔的過渡法蘭連接螺孔，所述的過渡法蘭通 過螺釘與其配合的過渡法蘭連接螺孔與主體固定連接；所述的過渡法蘭與旁通斜孔之間還 設有密封槽，該密封槽位於套設在旁通斜孔出口的內側面內。
[0012] 所述的上法蘭上表面設有用於連接上法蘭盤的小螺栓孔，所述的小螺栓孔沿主體 中心線環繞均勻設置；所述主體下法蘭下表面設有用於固定井口下法蘭且沿主體中心線環 繞均勻的主體下法蘭螺孔。
[0013] 所述主體與上法蘭之間設有上脖頸外圓；所述的主體下法蘭的下表面上設有與井 口下法蘭配合的鋼圈密封槽。
[0014] 本發明採用上述的技術方案，具有以下優點：本發明將環空注入裝置、閘板防噴器 (單閘板或雙閘板)、補償式多用途環形防噴器(或環形防噴器）集合為一體，降低了井口高 度，從而減少了資源的浪費、改善了現場施工環境，同時消除了一定的安全隱患。
[0015] 以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是普通井口防噴器組合配套示意圖； 圖2是本發明結構示意圖； 圖3是本發明單閘主體部分結構示意圖； 圖4是本發明雙閘主體部分結構示意圖； 圖5是本發明主體部分半剖結構示意圖； 圖6是本發明主體正視結構示意圖； 圖7是本發明主體側視結構示意圖； 圖8是本發明主體正視剖視結構示意圖； 圖9是本發明主體側視剖視結構示意圖； 圖10是本發明上法蘭盤剖視結構示意圖； 圖11是本發明上法蘭盤俯視結構示意圖； 圖12是本發明油管補芯結構示意圖； 圖13是本發明環形空心膠囊結構示意圖； 圖14是本發明過渡法蘭的結構示意圖。
[0017] 圖中：1、井口閘閥組件；2、環形防噴器組件；3、液動閘板防噴器；4、環空注入裝 置；5、井口下法蘭；6、套管短接；7、油管補芯；8、上法蘭盤；9、環形空心膠囊；10、主體；11、 閘板防噴器驅動裝置；12、過渡法蘭；13、主體下法蘭；14、連接螺栓；15、截止閥；16、內凹 平臺；17、內螺紋；18、密封圓柱面；19、螺栓頭沉孔；20、下凸緣外圓；21、下凸緣內凹斜面； 22、內部進油口；23、外沿進油口；24、大螺栓孔；25、螺紋孔；26、鋼圈凹槽；27、扳手固定孔； 28、膠套骨架體；29、彈性鋼絲；30、0型圈槽；31、連接螺紋；32、油管襯套外圍面；33、膠套 自封內表面；34、膠套下部喇叭口導向面；35、密封配合面；36、上圓面；37、進油接頭；38、膠 囊內壁；39、環形空心膠囊內環空；40、環形空心膠囊內環空上部通道；41、環形空心膠囊內 環空上部下凸密封環；42、錐面；43、下圓面；44、環形空心膠囊密封凹槽；45、環形空心膠囊 凸環；46、膠囊外壁；47、下接合面；48、環形空心膠囊中空腔；49、小螺栓孔；50、內密封凹形 槽；51、主體上部凹坑；52、上部圓環；53、內圓環面；54、上脖頸外圓；55、閘板橢圓孔；56、 主體內腔匯液腔；57、旁通斜孔；58、下脖頸外圓；59、閘板防噴器側門螺栓孔；60、閘板防噴 器進油通道；61、過渡法蘭連接螺孔；62、密封槽；63、主體下法蘭螺孔；64、鋼圈密封槽；65、 內腔；66、法蘭盤；67、螺栓孔；68、鋼圈密封槽；69、過渡法蘭內通道；70、上法蘭；71、閘板 軸；72、側門；73、雙頭螺柱；74、缸蓋；75、鎖緊軸。

【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和實施例進一步對複合式環形閘板防噴器進行詳細的說明。
[0019] 圖1是目前用途最廣範的普通井口防噴器組合配套，它主要是在地面以上，從下 到上依次需要安裝井口下法蘭、井口分流裝置(井口大四通)、單閘板或雙閘板防噴器、補償 式多用途環形防噴器(或環形防噴器)，然後在上面再安裝閘閥組，這五個設備連接在一起 後提高了井口的實際作業高度，從地面到環形防噴器上平面高度大約為2. 4米左右，井口 高給井口作業的操作和安全帶來很多不便和風險。
[0020] 本發明為了解決上述的問題，提供了一種如圖2所示的複合式環形閘板防噴器， 包括環形防噴器組件2、閘板防噴器3、主體10、過渡法蘭12 ;環形防噴器組件2通過上法蘭 盤8固定在主體10上，閘板防噴器3的閘板防噴器驅動裝置11設在主體的兩側，環空注入 裝置4通過過渡法蘭12固定在主體10的兩側，且位於閘板防噴器驅動裝置11的下側，在 使用的過程中，井口下法蘭5連接在主體10的下端，井口下法蘭5的另一端連接套管短接， 井口閘閥組件1通過法蘭連接在主體10的上部。
[0021] 本套裝置把幾個單一的產品有機結合後，降低了井口高度，從而減少了資源的浪 費、改善了現場施工環境，同時消除了一定的安全隱患。
[0022] 實施例1 如圖3、4所示，主體10的上端與為圓環形法蘭盤的上法蘭70為一體，且內部具有不同 直徑、不同形狀的內腔65的中空結構，下端設有與井口下法蘭5連接的主體下法蘭13,閘板 防噴器驅動裝置11對稱設在主體10兩側，且與主體10的內腔65相通，主體10還設有與 內腔65相通，且用於安裝過渡法蘭12的旁通斜孔57,所述的旁通斜孔57位於閘板防噴器 驅動裝置11的下端；過渡法蘭12連接在主體10上的旁通斜孔57處； 主體10上部的上法蘭70與環形防噴器組件2中的上法蘭盤8連接，上法蘭盤8內設 有油管補芯7,且該油管補芯7延伸到主體10上部法蘭內凹坑內，且油管補芯7與內圓環面 53之間還設有環形空心膠囊9 ; 如圖2所示的井口閘閥組件1與上法蘭盤8連接，主體10的主體下法蘭13與井口下 法蘭5連接，井口下法蘭5與套管短接6連接； 其中，如圖12所示的油管補芯7,油管補芯7由上部的鋼骨架、下部的耐磨膠套、中間 增強彈性的彈性鋼絲構成，油管補芯7的上端面設有鋼圈凹槽26和扳手固定孔27,油管補 芯7的軸向上穿插有增強其應力的彈性鋼絲29,油管補芯7的頂部側面為密封配合面35， 該密封配合面35設有0型圈密封槽30，油管補芯7的中部設有骨架連接螺紋31，油管補 芯7內腔的下部設有膠套自封內表面33和膠套下部導向喇叭口 34,膠套下部導向喇叭口 34在膠套自封內表面33的下方。
[0023] 如圖10、11所示的上法蘭盤8,其形狀是一個圓環狀，中部設有階梯圓形通孔形成 的密封圓柱面18,密封圓柱面18的臺階上設有內凹平臺16,密封圓柱面18臺階下方的周 面上設有內螺紋17,上法蘭盤8的頂部設有螺栓頭沉孔19、下部設有下凸緣外圓20,下凸緣 外圓20的軸向中部設有與密封圓柱面18相同的下凸緣內凹斜面21，上法蘭盤8的側面設 有法蘭外沿進油口 23,下凸緣內凹斜面21的底面設有與法蘭外沿進油口 23相通的內部進 油口 22,法蘭外沿進油口 23的開口處安裝有截止閥15,上法蘭盤8的頂部還設有繞其中心 線環繞相間排布的大螺栓孔24和螺紋孔25。
[0024] 如圖13所示的環形空心膠囊9是由中部為空腔且由耐油、耐水、耐磨、伸縮性好、 強度高的聚胺脂或橡膠製成。主要包括上圓面36、下圓面43,膠囊內壁38、膠囊外壁46、 下接合面47五部分，環形空心膠囊9上圓面36為中空圓柱狀，其上平面內硫化固定一進油 接頭37,膠囊內壁38與膠囊外壁46之間設有環形空心膠囊內環空39和環形空心膠囊內 環空上部通道40,環形空心膠囊內環空39 -端密封，一端與環形空心膠囊內環空上部通道 40連接，環形空心膠囊內環空上部通道40的開口設在膠囊外壁46上，上圓面36的中部設 有環形空心膠囊中空腔48。環形空心膠囊中空腔48大於油管補芯7外徑或工具外徑，上圓 面36外圓上部設有錐面42,上圓面36下部有一下墜的起密封作用的環形空心膠囊內環空 上部下凸密封環41，該環形空心膠囊內環空上部下凸密封環41可落在下圓面43上設有與 其配合的環形空心膠囊密封凹槽44內，起到密封作用，形成一定空間，而不會完全壓死；上 圓面36下部與膠囊內壁38相連；膠囊內壁38為圓筒狀，環形空心膠囊中空腔48兩端有 導向錐面，便於油管補芯或工具通過；上圓面36下部與膠囊外壁46膠接在一起，形成環形 密封腔39 ;膠囊外壁46也為圓筒狀，下部與膠囊內壁38膠接在一起，形成下接合面47,上 部與下圓面43相連； 在安裝的過程中，首先把環形空心膠囊9放進主體10上部法蘭內凹坑內，然後用小螺 栓14把上法蘭8緊固在主體上部的圓環形法蘭上。然後再從上法蘭8中部穿入油管補芯 7,並將油管補芯7擰入到上法蘭8內。具體是通過內螺紋17與骨架連接螺紋31連接把油 管補芯7與上法蘭盤8連接起來，且油管補芯7頂部與上法蘭盤8的頂部相平，油管補芯7 的密封配合面35與上法蘭盤8的密封圓柱面18密封配合。安裝時，注意將上法蘭盤8內 的油口 22對正環形空心膠囊9的進油接頭37。上圓面36外圓上部的錐面42放入到上法 蘭盤8的下凸緣內凹斜面21內，油可以通過進油口 23、進油接頭37進入到環形空心膠囊內 環空39和環形空心膠囊內環空上部通道40中。
[0025] 在自由狀態下，上圓面36與下圓面43分開，環形空間敞開；安裝後，上圓面36與 下圓面43結合，環形空心膠囊內環空39與環形空心膠囊內環空上部通道40形成密封空 間。當油管補芯7自封功能失效時，用手壓泵給環形空心膠囊9供液，液體沿進液管線、上 法蘭8進入環形空心膠囊9的環形空心膠囊內環空39與環形空心膠囊內環空上部通道40 形成密封空間中，環形空心膠囊內環空39發生變形，使其內徑變小，擠壓油管補芯7將工具 抱緊，防止井噴；膠囊外壁46的外圓受壓外脹，與主體10內腔65的孔壁貼緊；不需密封時， 手壓泵洩壓，環形空心膠囊9內、外壁靠彈性恢復原形，油管補芯即可順利起下作業。
[0026] 實施例2 如圖6、7、8、9所示的主體10側面上還設有和內腔65相通，且用於安裝閘板防噴器驅 動裝置11的閘板橢圓孔55,所述的內腔65還包括主體內腔匯液腔56,所述的旁通斜孔57 與主體內腔匯液腔56相通，旁通斜孔57是四個且均勻環繞主體10的中心線排布設置，旁 通斜孔57與主體10的中心線的夾角為75°左右且旁通斜孔57與主體10的外表面相交 處高於與內腔65的相交處，環繞旁通斜孔57的周邊設有過渡法蘭連接螺孔61，旁通斜孔 57之間還設有密封槽62,如圖14所示的過渡法蘭12通過螺釘擰緊在過渡法蘭連接螺孔61 中，與主體10固定連接，密封槽62起到過渡法蘭12與主體10連接時的密封作用，過渡法 蘭12為一個內空的工字型結構，兩邊有法蘭盤66,法蘭盤66端面有鋼圈密封槽68和螺栓 孔67, 一邊法蘭盤66與主體10連接，另一邊法蘭盤66與井口閘閥連接，過渡法蘭12中部 的過渡內通道69與旁通斜孔57相通。
[0027] 實施例3 在上述實施例的基礎上，如圖3、4、5所示，主體10上設有環繞在閘板橢圓孔55四周的 閘板防噴器側門螺栓孔59和閘板防噴器進油通道60,閘板橢圓孔55對稱設在主體10的兩 偵牝且是2個或4個，當閘板橢圓孔55是2個，選用2個閘板防噴器驅動裝置11通過螺釘 擰緊在閘板防噴器側門螺栓孔59中與主體10固定連接，當閘板橢圓孔55是4個，選用4 個閘板防噴器驅動裝置11通過螺釘擰緊在閘板防噴器側門螺栓孔59中與主體10固定連 接。
[0028] 實施例4 在上述實施例的基礎上，如圖6、7、8、9所述的主體10上端的上法蘭70包括內徑從上 大小依次減小用於和上法蘭盤8連接的上部圓環52,用於放置環形空心膠囊9的主體上部 凹坑51、用於承載支撐環形空心膠囊9下部的內圓環面53 ;所述的主體上部凹坑51的上端 面，設有與承載支撐環形空心膠囊9配合的內密封凹形槽50,環形空心膠囊9的環形空心 膠囊凸環45放入到內密封凹形槽50中，實現環形空心膠囊9與上法蘭58連接，同時膠囊 外壁46與內圓環面53相接觸，當需要密封油管補芯7或發生井湧或井噴時，用手壓泵給環 形膠囊9供液，液體沿進液管線、上法蘭8進入環形空心膠囊9的環形空心膠囊內環空39 與環形空心膠囊內環空上部通道40形成密封空間中，環形空心膠囊內環空39發生變形，使 其內徑變小，擠壓油管補芯7將工具抱緊，防止井噴；膠囊外壁46的外圓受壓外脹，與上法 蘭70的內圓環面53貼緊；不需密封時，手壓泵洩壓，環形空心膠囊9內、外壁靠彈性恢復原 形，油管補芯7即可順利起下作業。
[0029] 實施例5 在上述的基礎上，如圖8、9所示的上法蘭58上表面設有用於連接上法蘭盤8的小螺栓 孔49,所述的小螺栓孔49沿主體10中心線環繞均勻設置；主體下法蘭13下表面設有用於 固定井口下法蘭5且沿主體10中心線環繞均勻的主體下法蘭螺孔63,如圖5所示的上法蘭 盤8與主體10的上法蘭58通過連接螺栓14擰緊在小螺栓孔49中進行固定連接，主體下 法蘭13與井口下法蘭5通過螺栓擰緊在主體下法蘭螺孔63進行固定連接。
[0030] 實施例6 在上述實施例的基礎上，如圖9所示的，為了主體10與固定井口下法蘭5能夠密封連 接，且主體10在不影響功能的前提下重量更輕，主體10與上法蘭70之間設有上脖頸外圓 54 ;主體10與主體下法蘭13之間設有小脖頸外圓58 ;主體下法蘭13的下表面上設有與井 口下法蘭5配合的鋼圈密封槽64。
[0031] 上述的環空注入裝置4是中間為空腔，兩邊設有與中部空腔相同的通孔管狀結 構，也可以是井口大四通； 上述的閘板防噴器驅動裝置11為本【技術領域】公知的部件，是本【技術領域】人員在使用 閘門防噴器的一部分，具體包括如圖3所示的閘板軸71、側門72、雙頭螺柱73、缸蓋74、鎖 緊軸75,閘板軸71伸入到閘板橢圓孔55中，並通過側門72與主體10連接，鎖緊軸75伸入 到閘板軸71的後端與其連接，並通過缸蓋74固定到側門72的後端，缸蓋74通過雙頭螺柱 73固定在側門74的後端。
[0032] 以上例舉僅僅是對本發明的舉例說明，並不構成對本發明的保護範圍的限制，凡 是與本發明相同或相似的設計均屬於本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 複合式環形閘板防噴器，包括環形防噴器組件（2)、閘板防噴器（3)、主體（10)、過渡 法蘭（12); 所述的環形防噴器組件（2)包括上法蘭（70)，與上法蘭（70)上端連接的上法蘭盤（8)， 設在上法蘭盤（8)內部，且延伸到的上法蘭（70)內的油管補芯（7);所述的油管補芯（7)的 上端與上法蘭盤（8)的上表面平行，且油管補芯（7)與上法蘭（70)之間還設有環形空心膠 囊（9)，所述的上法蘭盤（8)側面設有進油口（23)和與上法蘭蓋（8)底部垂直的且與進油口 (23)相通的內部進油口（22); 所述的閘板防噴器（3)包括對稱設在其兩側雙數個閘板防噴器驅動裝置（11); 其特徵在於：所述主體（10)是內部具有內腔（65)的中空結構，且與上法蘭（70)為一 體，下端設有與井口下法蘭（5)連接的且與主體（10)為一體的主體下法蘭（13)，所述的閘 板防噴器驅動裝置（11)對稱設在主體（10)兩側，且與主體（10)的內腔（65)相通； 所述的主體（10)還設有與內腔（65)相通，且用於安裝過渡法蘭（12)的旁通斜孔（57)， 所述的旁通斜孔（57)位於閘板防噴器驅動裝置（11)的下端。
2. 根據權利要求1所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述主體（10)側面上 還設有和內腔（65)相通，且用於安裝閘板防噴器驅動裝置（11)的閘板橢圓孔（55)，所述的 內腔（65)還包括主體內腔匯液腔（56)，所述的旁通斜孔（57)與主體內腔匯液腔（56)相通。
3. 根據權利要求1所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述的旁通斜孔（57) 是四個且均勻環繞主體（10)的中心線排布設置。
4. 根據權利要求1所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述的閘板防噴器驅 動裝置（11)是2個或4個，且按照從上向下對稱設置在主體（10)的兩側。
5. 根據權利要求1或2所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述旁通斜孔 (57)與主體（10)的中心線的夾角為75°且旁通斜孔（57)與主體（10)的外表面相交處高 於與內腔（65)的相交處。
6. 根據權利要求1所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述上法蘭（70)包括 內徑從大到小依次減小且用於和上法蘭盤（8)連接的上部圓環（52)，用於放置環形空心膠 囊（9)的主體上部凹坑（51)、用於承載支撐環形空心膠囊（9)下部的內圓環面（53);所述 的主體上部凹坑（51)的上端面設有與承載支撐環形空心膠囊（9)配合的內密封凹形槽 (50)。
7. 根據權利要求2所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述的主體（10)上 設有環繞在閘板橢圓孔（55)四周的閘板防噴器側門螺栓孔（59)和閘板防噴器進油通道 (60)，所述的閘板防噴器驅動裝置（11)通過螺釘擰緊在閘板防噴器側門螺栓孔（59)中與 主體（10)固定連接。
8. 根據權利要求2所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述的主體（10)上還 均勻設有環繞旁通斜孔（57)的過渡法蘭連接螺孔（61)，所述的過渡法蘭（12)通過螺釘與 其配合的過渡法蘭連接螺孔（61)與主體（10)固定連接；所述的過渡法蘭（12)與旁通斜孔 (57)之間還設有密封槽（62)，該密封槽（62)位於套設在旁通斜孔（57)出口的內側面內。
9. 根據權利要求1所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述的上法蘭（58)上 表面設有用於連接上法蘭盤（8)的小螺栓孔（49)，所述的小螺栓孔（49)沿主體（10)中心 線環繞均勻設置；所述主體下法蘭（13 )下表面設有用於固定井口下法蘭（5 )且沿主體（10 ) 中心線環繞均勻的主體下法蘭螺孔（63 )。
10.根據權利要求1所述的複合式環形閘板防噴器，其特徵在於，所述主體（10)與上法 蘭（70)之間設有上脖頸外圓（54);所述主體（10)與主體下法蘭（13)之間設有下脖頸外圓 (58)，所述的主體下法蘭（13)的下表面上設有與井口下法蘭（5)配合的鋼圈密封槽（64)。
【文檔編號】E21B33/06GK104110230SQ201410343280
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】雷寬成, 王祖文, 孫虎, 鄧繼學, 蘇敏文, 王偉, 劉東明, 胡慧婷 申請人:西安宇星石油機械新技術開發有限公司, 雷寬成