雙作用抽汲防噴器的製作方法

2023-10-04 04:17:44

本發明是關於一種石油工程抽汲排液過程中防止井噴失控的裝置，尤其涉及一種雙作用抽汲防噴器。

背景技術：

在油井常規試油工藝中，由於抽汲排液或抽汲誘噴的工藝成熟，成本相對較低，成為一種廣泛應用的排液技術。抽汲排液或抽汲誘噴的工藝是將抽汲鋼絲繩的前端連接一個抽子，下入到井中，然後快速上提抽子，將井筒內的液體抽出地面。抽汲時，當井筒中的靜液柱壓力低於油層壓力，油氣就從油層產出，進入井筒；當油層壓力大於井筒內油氣柱壓力時，油氣就會流出地面，發生溢流。一般採取的措施是：發現溢流後，快速起出抽子，進行觀察。有時溢流嚴重，在抽汲繩來不及起出井口時就發生井噴，從而造成事故。這時，井內較大的壓力推動抽子快速上升，抽汲繩絞車上提速度小於抽子上升速度，就會使抽汲繩堆積在井口，絞車再無法纏繞抽汲繩。由於一部分抽汲繩在井內無法起出，使得井口閘門無法關閉，造成井噴失控。目前，主要靠觀察井口溢流和液面上升情況來防止抽汲造成的井噴。

由此，本發明人憑藉多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種雙作用抽汲防噴器，以克服現有技術的缺陷。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種雙作用抽汲防噴器，具有雙重防噴保障，並能防止抽汲繩落入井內。

本發明的另一目的在於提供一種雙作用抽汲防噴器，方便進行遠程液壓操作，安全性好。

本發明的目的是這樣實現的，一種雙作用抽汲防噴器，所述雙作用抽汲防噴器設有剪切機構和抱緊機構；所述剪切機構和所述抱緊機構均安裝在防噴器主體結構上，所述剪切機構位於所述抱緊機構的上方；所述防噴器主體結構中設有上下貫通的主體空腔，所述主體空腔用於穿過抽子和抽汲繩；所述剪切機構包括對稱設置在所述主體空腔兩側的一對剪切閘板，所述剪切閘板連接剪切驅動裝置，並能在所述剪切驅動裝置的驅動下剪斷所述抽汲繩；所述抱緊機構包括對稱設置在所述主體空腔兩側的一對抱緊密封閘板，所述抱緊密封閘板連接抱緊驅動裝置，並能在所述抱緊驅動裝置的驅動下密封抱緊所述抽汲繩。

在本發明的一較佳實施方式中，所述剪切驅動裝置包括剪切液壓缸和剪切缸活塞；所述剪切液壓缸連接在所述防噴器主體結構的側面，所述剪切缸活塞滑動設置在所述剪切液壓缸內，所述剪切缸活塞朝向所述主體空腔的一側設有連接杆，所述連接杆的端部伸出到所述剪切液壓缸外部並與所述剪切閘板連接。

在本發明的一較佳實施方式中，所述抱緊驅動裝置包括抱緊液壓缸和抱緊缸活塞；所述抱緊液壓缸連接在所述防噴器主體結構的側面，所述抱緊缸活塞滑動設置在所述抱緊液壓缸內，所述抱緊缸活塞朝向所述主體空腔的一側設有連接杆，所述連接杆的端部伸出到所述抱緊液壓缸外部並與所述抱緊密封閘板連接。

在本發明的一較佳實施方式中，所述防噴器主體結構設有上法蘭、下法蘭、剪切閘板滑動通道及抱緊密封閘板滑動通道；所述主體空腔沿所述防噴器主體結構的軸向延伸，所述主體空腔的兩側對稱設置與其垂直貫通的所述剪切閘板滑動通道及所述抱緊密封閘板滑動通道；一對所述剪切閘板滑動設置在所述剪切閘板滑動通道中，一對所述抱緊密封閘板滑動設置在所述抱緊密封閘板滑動通道中。

在本發明的一較佳實施方式中，一對所述剪切閘板的相對端上分別設有刃口平行並能相互交錯的剪切刃。

在本發明的一較佳實施方式中，所述剪切液壓缸的內部被所述剪切缸活塞分隔為推壓腔和返回腔；所述推壓腔與進液口連通，通過所述進液口進入的高壓液體推動所述剪切缸活塞帶著所述剪切閘板向所述主體空腔移動；所述返回腔與出液口連通，所述返回腔內的液體通過所述出液口排出所述剪切液壓缸。

在本發明的一較佳實施方式中，所述剪切液壓缸的端部連接有端蓋，所述端蓋上設有所述進液口、所述出液口、進液通道及排液通道；所述剪切液壓缸的缸壁內設有出液通道，所述出液通道將所述返回腔與所述排液通道連通；所述進液口通過所述進液通道與所述推壓腔連通；所述出液口通過所述排液通道和所述出液通道與所述返回腔連通。

在本發明的一較佳實施方式中，所述端蓋上連接有鎖緊閥；所述鎖緊閥設有能伸縮的推桿，所述推桿穿過所述端蓋並能抵靠在所述剪切缸活塞上進行鎖止。

在本發明的一較佳實施方式中，所述抱緊液壓缸的內部被所述抱緊缸活塞分隔為推壓腔和返回腔；所述推壓腔與進液口連通，通過所述進液口進入的高壓液體推動所述抱緊缸活塞帶著所述抱緊密封閘板向所述主體空腔移動；所述返回腔與出液口連通，所述返回腔內的液體通過所述出液口排出所述抱緊液壓缸。

在本發明的一較佳實施方式中，所述抱緊液壓缸的端部連接有端蓋，所述端蓋上設有所述進液口、所述出液口、進液通道及排液通道；所述抱緊液壓缸的缸壁內設有出液通道，所述出液通道將所述返回腔與所述排液通道連通；所述進液口通過所述進液通道與所述推壓腔連通；所述出液口通過所述排液通道和所述出液通道與所述返回腔連通。

在本發明的一較佳實施方式中，所述端蓋上連接有鎖緊閥；所述鎖緊閥設有能伸縮的推桿，所述推桿穿過所述端蓋並能抵靠在所述抱緊缸活塞上進行鎖止。

由上所述，本發明的雙作用抽汲防噴器在防噴器主體結構上安裝有剪切機構，在剪切機構的下方安裝抱緊機構，剪切機構對稱設置一對剪切閘板，抱緊機構對稱設置一對抱緊密封閘板，當發生井噴時，先關閉抱緊密封閘板，阻止抽汲繩上竄和密封井內噴出的流體；當密封失效時，再關閉剪切閘板，瞬間剪斷抽汲繩，並關閉井口閘門，迅速控制住井噴，這時，抽汲繩被抱緊密封抱住，不會落入井內。剪切閘板和抱緊密封閘板均採用液壓缸來驅動、控制，可以與修井機提供的16MPa液壓動力源連接，方便進行遠程液壓操作，安全性好。

附圖說明

以下附圖僅旨在於對本發明做示意性說明和解釋，並不限定本發明的範圍。其中：

圖1：為本發明雙作用抽汲防噴器的剖面結構示意圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本發明的具體實施方式。

如圖1所示，本發明提供了一種雙作用抽汲防噴器100，所述雙作用抽汲防噴器100包括一個防噴器主體結構10，該防噴器主體結構10為一個圍繞一軸線形成的旋轉體；該防噴器主體結構10的上端和下端分別為上法蘭101和下法蘭102，其中上法蘭101與採油樹的小四通法蘭連接，下法蘭102與總閘門法蘭連接。所述防噴器主體結構10的中心設有一個主體空腔103，該主體空腔103沿著防噴器主體結構10的中心軸線上下貫通，所述主體空腔103用於穿過抽子和抽汲繩。防噴器主體結構10上安裝有剪切機構20和抱緊機構30，所述剪切機構20位於所述抱緊機構30的上方。抱緊機構30用來密封抱緊主體空腔103內的抽汲繩；剪切機構20用來剪斷主體空腔103內的抽汲繩。所述剪切機構20包括對稱設置在所述主體空腔103兩側的一對剪切閘板201，該對剪切閘板201的相對端上分別設有刃口平行並能相互交錯的剪切刃2011，在兩塊剪切閘板201對合時通過剪切刃2011的相互交錯將抽汲繩剪斷。所述剪切閘板201連接剪切驅動裝置，所述剪切驅動裝置能驅動一對所述剪切閘板201相對移動從而剪斷所述抽汲繩。所述抱緊機構30包括對稱設置在所述主體空腔103兩側的一對抱緊密封閘板301，所述抱緊密封閘板301連接抱緊驅動裝置，所述抱緊驅動裝置能驅動一對所述抱緊密封閘板301相對移動，一對所述抱緊密封閘板301的相對端面設有密封結構，在相對端面對接在一起後能密封抱緊所述抽汲繩。

在具體實施時，一對剪切閘板201和一對抱緊密封閘板301隻要能夠從防噴器主體結構10的兩側伸入到主體空腔103內即可。為達到更好的實施效果，在一個優選實施方式中，防噴器主體結構10中還設有剪切閘板滑動通道104及抱緊密封閘板滑動通道105；所述剪切閘板滑動通道104及所述抱緊密封閘板滑動通道105依次上下排列，且均與所述主體空腔103垂直貫通。其中一個剪切閘板201滑動設置在第一側(圖中左側)的所述剪切閘板滑動通道104中，另一個剪切閘板201滑動設置在第二側(圖中右側)的所述剪切閘板滑動通道104中；同樣，其中一個抱緊密封閘板301滑動設置在第一側(圖中左側)的所述抱緊密封閘板滑動通道105中，另一個抱緊密封閘板301滑動設置在第二側(圖中右側)的所述抱緊密封閘板滑動通道105中。與剪切閘板201和抱緊密封閘板301的位置相對應，剪切驅動裝置設置在防噴器主體結構10的兩側，並伸入到剪切閘板滑動通道104中與剪切閘板201連接，推動剪切閘板201沿著剪切閘板滑動通道104向主體空腔103移動；抱緊驅動裝置設在防噴器主體結構10的兩側並位於剪切驅動裝置的下方，抱緊驅動裝置伸入到抱緊密封閘板滑動通道105中與抱緊密封閘板301連接，推動抱緊密封閘板301沿著抱緊密封閘板滑動通道105向主體空腔103移動。

採用本發明的雙作用抽汲防噴器100，在抽汲過程中一旦發生井噴，抽子又無法起出井口時，操作人員進行兩種操作：一是關閉抱緊密封閘板301，阻止抽汲繩上竄和密封井內噴出的流體，然後進行防噴或壓井後起出抽子；二是當抱緊密封閘板301也失效時，再關閉剪切閘板201，瞬間剪斷抽汲繩，然後可以關閉井口閘門，迅速控制住井噴，這時，抽汲繩還被抱緊密封閘板301抱住，不會落入井內。

進一步，所述剪切驅動裝置和所述抱緊驅動裝置可以採用氣動裝置、液壓驅動裝置或電動裝置等，本實施例優選採用液壓驅動裝置。具體的，所述剪切驅動裝置主要包括剪切液壓缸202和剪切缸活塞203；所述剪切液壓缸202連接在所述防噴器主體結構10的側面，即在兩側的剪切閘板滑動通道104的埠處各連接一個剪切液壓缸202，兩側的結構相對於中心的主體空腔103對稱；剪切液壓缸202與防噴器主體結構10之間採用密封圈1密封。所述剪切缸活塞203滑動設置在所述剪切液壓缸202內，剪切缸活塞203與剪切液壓缸202的內壁之間採用密封圈2密封；所述剪切缸活塞203朝向所述主體空腔103的一側一體設有連接杆204，所述連接杆204的端部伸出到所述剪切液壓缸202外部並與所述剪切閘板201連接。連接杆204與剪切液壓缸202之間採用密封圈3密封。通過控制進入到剪切液壓缸202內的高壓液體推動剪切缸活塞203朝向主體空腔103移動，由連接杆204推動一對剪切閘板201從兩側向中心的主體空腔103移動，使一對剪切閘板201閉合從而將抽汲繩剪斷。

其中，所述剪切液壓缸202的內部被所述剪切缸活塞203分隔為推壓腔2021和返回腔2022；所述推壓腔2021與進液口2051連通，通過所述進液口2051進入的高壓液體推動所述剪切缸活塞203帶著所述剪切閘板201向所述主體空腔103移動；所述返回腔2022與出液口2052連通，所述返回腔2022內的液體通過所述出液口2052排出所述剪切液壓缸202。所述剪切液壓缸202的端部螺紋連接有端蓋205，所述端蓋205與剪切液壓缸202之間採用密封圈4密封。所述端蓋205上設有所述進液口2051、所述出液口2052、進液通道2053及排液通道2054；所述剪切液壓缸202的缸壁內設有出液通道2023，所述出液通道2023將所述返回腔2022與所述排液通道2054連通；所述進液口2051通過所述進液通道2053與所述推壓腔2021連通；所述出液口2052通過所述排液通道2054和所述出液通道2023與所述返回腔2022連通。進液口2051與修井機提供的16MPa液壓動力源連接，給推壓腔2021提供壓力，將剪切缸活塞203向主體空腔103推動，返回腔2022內的液體流入出液通道2023和排液通道2054，經出液口2052排出。所述端蓋205上還連接有鎖緊閥206，鎖緊閥206為現有技術，其結構在圖中未示出，鎖緊閥206螺紋連接在端蓋205上，鎖緊閥206中具有一個能夠伸縮的推桿2061，該推桿2061穿過端蓋205伸入到推壓腔2021內，其作用是當剪切缸活塞203移動到位(即兩個剪切閘板201閉合)後，為防止液壓洩漏而影響剪切缸活塞203的位置穩定性，該推桿2061可以抵靠在剪切缸活塞203上並將剪切缸活塞203的位置鎖定，防止剪切缸活塞203向後退。

進一步，所述抱緊驅動裝置的結構與剪切驅動裝置的結構基本相同，不同的是在連接杆的端部連接的是抱緊密封閘板301。其具體結構為，所述抱緊驅動裝置包括抱緊液壓缸302和抱緊缸活塞303；所述抱緊液壓缸302連接在所述防噴器主體結構10的側面，即在兩側的抱緊密封閘板滑動通道105的埠處各連接一個抱緊液壓缸302；兩側的結構相對於中心的主體空腔103對稱；抱緊液壓缸302與防噴器主體結構10之間採用密封圈5密封。所述抱緊缸活塞303滑動設置在所述抱緊液壓缸302內，抱緊缸活塞303與抱緊液壓缸302的內壁之間採用密封圈6密封；所述抱緊缸活塞303朝向所述主體空腔103的一側一體設有連接杆304，所述連接杆304的端部伸出到所述抱緊液壓缸302外部並與所述抱緊密封閘板301連接。連接杆304與抱緊液壓缸302之間採用密封圈7密封。通過控制進入到抱緊液壓缸302內的高壓液體推動抱緊缸活塞303朝向主體空腔103移動，由連接杆304推動一對抱緊密封閘板301從兩側向中心的主體空腔103移動，使一對抱緊密封閘板301閉合從而將抽汲繩密封抱緊。

其中，所述抱緊液壓缸302的內部被所述抱緊缸活塞303分隔為推壓腔3021和返回腔3022；所述推壓腔3021與進液口3051連通，通過所述進液口3051進入的高壓液體推動所述抱緊缸活塞303帶著所述抱緊密封閘板301向所述主體空腔103移動；所述返回腔3022與出液口3052連通，所述返回腔3022內的液體通過所述出液口3052排出所述抱緊液壓缸302。所述抱緊液壓缸302的端部螺紋連接有端蓋305，所述端蓋305上設有所述進液口3051、所述出液口3052、進液通道3053及排液通道3054；所述抱緊液壓缸302的缸壁內設有出液通道3023，所述出液通道3023將所述返回腔3022與所述排液通道3054連通；所述進液口3051通過所述進液通道3053與所述推壓腔3021連通；所述出液口3052通過所述排液通道3054和所述出液通道3023與所述返回腔3022連通。進液口3051與修井機提供的16MPa液壓動力源連接，給推壓腔3021提供壓力，將抱緊缸活塞303向主體空腔103推動，返回腔3022內的液體流入出液通道3023和排液通道3054，經出液口3052排出。所述端蓋305上同樣連接有鎖緊閥206，鎖緊閥206螺紋連接在端蓋305上，鎖緊閥206中具有一個能夠伸縮的推桿2061，該推桿2061穿過端蓋305伸入到推壓腔3021內，其作用是當抱緊缸活塞303移動到位(即兩個抱緊密封閘板301閉合)後，為防止液壓洩漏而影響抱緊缸活塞303的位置穩定性，該推桿2061可以抵靠在抱緊缸活塞303上並將抱緊缸活塞303的位置鎖定，防止抱緊缸活塞303向後退。

本發明的剪切閘板201和抱緊密封閘板301均採用液壓缸來驅動、控制，可以與修井機提供的16MPa液壓動力源連接，容易實施，方便進行遠程液壓操作，安全性好。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，並非用以限定本發明的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本發明保護的範圍。