CN106639957A - 双作用抽汲防喷器 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种双作用抽汲防喷器，其上部为剪切机构，下部为抱紧机构，中心为主体空腔。剪切机构设有一对剪切闸板，抱紧机构设有一对抱紧密封闸板，两侧为对称设置的剪切驱动装置及对称设置的抱紧驱动装置。剪切驱动装置及抱紧驱动装置均采用液压缸和活塞的结构，液压缸设有端盖，端盖上设有进液口和出液口；活塞具有一定的行程空间；活塞上设有连接杆，相应的活塞分别通过连接杆连接剪切闸板和抱紧密封闸板，推动剪切闸板和抱紧密封闸板移动。本发明具有双重防喷保障，并能防止抽汲绳落入井内，方便进行远程液压操作，安全性好。
Description
技术领域
本发明是关于一种石油工程抽汲排液过程中防止井喷失控的装置，尤其涉及一种双作用抽汲防喷器。
背景技术
在油井常规试油工艺中，由于抽汲排液或抽汲诱喷的工艺成熟，成本相对较低，成为一种广泛应用的排液技术。抽汲排液或抽汲诱喷的工艺是将抽汲钢丝绳的前端连接一个抽子，下入到井中，然后快速上提抽子，将井筒内的液体抽出地面。抽汲时，当井筒中的静液柱压力低于油层压力，油气就从油层产出，进入井筒；当油层压力大于井筒内油气柱压力时，油气就会流出地面，发生溢流。一般采取的措施是：发现溢流后，快速起出抽子，进行观察。有时溢流严重，在抽汲绳来不及起出井口时就发生井喷，从而造成事故。这时，井内较大的压力推动抽子快速上升，抽汲绳绞车上提速度小于抽子上升速度，就会使抽汲绳堆积在井口，绞车再无法缠绕抽汲绳。由于一部分抽汲绳在井内无法起出，使得井口闸门无法关闭，造成井喷失控。目前，主要靠观察井口溢流和液面上升情况来防止抽汲造成的井喷。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种双作用抽汲防喷器，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双作用抽汲防喷器，具有双重防喷保障，并能防止抽汲绳落入井内。
本发明的另一目的在于提供一种双作用抽汲防喷器，方便进行远程液压操作，安全性好。
本发明的目的是这样实现的，一种双作用抽汲防喷器，所述双作用抽汲防喷器设有剪切机构和抱紧机构；所述剪切机构和所述抱紧机构均安装在防喷器主体结构上，所述剪切机构位于所述抱紧机构的上方；所述防喷器主体结构中设有上下贯通的主体空腔，所述主体空腔用于穿过抽子和抽汲绳；所述剪切机构包括对称设置在所述主体空腔两侧的一对剪切闸板，所述剪切闸板连接剪切驱动装置，并能在所述剪切驱动装置的驱动下剪断所述抽汲绳；所述抱紧机构包括对称设置在所述主体空腔两侧的一对抱紧密封闸板，所述抱紧密封闸板连接抱紧驱动装置，并能在所述抱紧驱动装置的驱动下密封抱紧所述抽汲绳。
在本发明的一较佳实施方式中，所述剪切驱动装置包括剪切液压缸和剪切缸活塞；所述剪切液压缸连接在所述防喷器主体结构的侧面，所述剪切缸活塞滑动设置在所述剪切液压缸内，所述剪切缸活塞朝向所述主体空腔的一侧设有连接杆，所述连接杆的端部伸出到所述剪切液压缸外部并与所述剪切闸板连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述抱紧驱动装置包括抱紧液压缸和抱紧缸活塞；所述抱紧液压缸连接在所述防喷器主体结构的侧面，所述抱紧缸活塞滑动设置在所述抱紧液压缸内，所述抱紧缸活塞朝向所述主体空腔的一侧设有连接杆，所述连接杆的端部伸出到所述抱紧液压缸外部并与所述抱紧密封闸板连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述防喷器主体结构设有上法兰、下法兰、剪切闸板滑动通道及抱紧密封闸板滑动通道；所述主体空腔沿所述防喷器主体结构的轴向延伸，所述主体空腔的两侧对称设置与其垂直贯通的所述剪切闸板滑动通道及所述抱紧密封闸板滑动通道；一对所述剪切闸板滑动设置在所述剪切闸板滑动通道中，一对所述抱紧密封闸板滑动设置在所述抱紧密封闸板滑动通道中。
在本发明的一较佳实施方式中，一对所述剪切闸板的相对端上分别设有刃口平行并能相互交错的剪切刃。
在本发明的一较佳实施方式中，所述剪切液压缸的内部被所述剪切缸活塞分隔为推压腔和返回腔；所述推压腔与进液口连通，通过所述进液口进入的高压液体推动所述剪切缸活塞带着所述剪切闸板向所述主体空腔移动；所述返回腔与出液口连通，所述返回腔内的液体通过所述出液口排出所述剪切液压缸。
在本发明的一较佳实施方式中，所述剪切液压缸的端部连接有端盖，所述端盖上设有所述进液口、所述出液口、进液通道及排液通道；所述剪切液压缸的缸壁内设有出液通道，所述出液通道将所述返回腔与所述排液通道连通；所述进液口通过所述进液通道与所述推压腔连通；所述出液口通过所述排液通道和所述出液通道与所述返回腔连通。
在本发明的一较佳实施方式中，所述端盖上连接有锁紧阀；所述锁紧阀设有能伸缩的推杆，所述推杆穿过所述端盖并能抵靠在所述剪切缸活塞上进行锁止。
在本发明的一较佳实施方式中，所述抱紧液压缸的内部被所述抱紧缸活塞分隔为推压腔和返回腔；所述推压腔与进液口连通，通过所述进液口进入的高压液体推动所述抱紧缸活塞带着所述抱紧密封闸板向所述主体空腔移动；所述返回腔与出液口连通，所述返回腔内的液体通过所述出液口排出所述抱紧液压缸。
在本发明的一较佳实施方式中，所述抱紧液压缸的端部连接有端盖，所述端盖上设有所述进液口、所述出液口、进液通道及排液通道；所述抱紧液压缸的缸壁内设有出液通道，所述出液通道将所述返回腔与所述排液通道连通；所述进液口通过所述进液通道与所述推压腔连通；所述出液口通过所述排液通道和所述出液通道与所述返回腔连通。
在本发明的一较佳实施方式中，所述端盖上连接有锁紧阀；所述锁紧阀设有能伸缩的推杆，所述推杆穿过所述端盖并能抵靠在所述抱紧缸活塞上进行锁止。
由上所述，本发明的双作用抽汲防喷器在防喷器主体结构上安装有剪切机构，在剪切机构的下方安装抱紧机构，剪切机构对称设置一对剪切闸板，抱紧机构对称设置一对抱紧密封闸板，当发生井喷时，先关闭抱紧密封闸板，阻止抽汲绳上窜和密封井内喷出的流体；当密封失效时，再关闭剪切闸板，瞬间剪断抽汲绳，并关闭井口闸门，迅速控制住井喷，这时，抽汲绳被抱紧密封抱住，不会落入井内。剪切闸板和抱紧密封闸板均采用液压缸来驱动、控制，可以与修井机提供的16MPa液压动力源连接，方便进行远程液压操作，安全性好。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明双作用抽汲防喷器的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明提供了一种双作用抽汲防喷器100，所述双作用抽汲防喷器100包括一个防喷器主体结构10，该防喷器主体结构10为一个围绕一轴线形成的旋转体；该防喷器主体结构10的上端和下端分别为上法兰101和下法兰102，其中上法兰101与采油树的小四通法兰连接，下法兰102与总闸门法兰连接。所述防喷器主体结构10的中心设有一个主体空腔103，该主体空腔103沿着防喷器主体结构10的中心轴线上下贯通，所述主体空腔103用于穿过抽子和抽汲绳。防喷器主体结构10上安装有剪切机构20和抱紧机构30，所述剪切机构20位于所述抱紧机构30的上方。抱紧机构30用来密封抱紧主体空腔103内的抽汲绳；剪切机构20用来剪断主体空腔103内的抽汲绳。所述剪切机构20包括对称设置在所述主体空腔103两侧的一对剪切闸板201，该对剪切闸板201的相对端上分别设有刃口平行并能相互交错的剪切刃2011，在两块剪切闸板201对合时通过剪切刃2011的相互交错将抽汲绳剪断。所述剪切闸板201连接剪切驱动装置，所述剪切驱动装置能驱动一对所述剪切闸板201相对移动从而剪断所述抽汲绳。所述抱紧机构30包括对称设置在所述主体空腔103两侧的一对抱紧密封闸板301，所述抱紧密封闸板301连接抱紧驱动装置，所述抱紧驱动装置能驱动一对所述抱紧密封闸板301相对移动，一对所述抱紧密封闸板301的相对端面设有密封结构，在相对端面对接在一起后能密封抱紧所述抽汲绳。
在具体实施时，一对剪切闸板201和一对抱紧密封闸板301只要能够从防喷器主体结构10的两侧伸入到主体空腔103内即可。为达到更好的实施效果，在一个优选实施方式中，防喷器主体结构10中还设有剪切闸板滑动通道104及抱紧密封闸板滑动通道105；所述剪切闸板滑动通道104及所述抱紧密封闸板滑动通道105依次上下排列，且均与所述主体空腔103垂直贯通。其中一个剪切闸板201滑动设置在第一侧(图中左侧)的所述剪切闸板滑动通道104中，另一个剪切闸板201滑动设置在第二侧(图中右侧)的所述剪切闸板滑动通道104中；同样，其中一个抱紧密封闸板301滑动设置在第一侧(图中左侧)的所述抱紧密封闸板滑动通道105中，另一个抱紧密封闸板301滑动设置在第二侧(图中右侧)的所述抱紧密封闸板滑动通道105中。与剪切闸板201和抱紧密封闸板301的位置相对应，剪切驱动装置设置在防喷器主体结构10的两侧，并伸入到剪切闸板滑动通道104中与剪切闸板201连接，推动剪切闸板201沿着剪切闸板滑动通道104向主体空腔103移动；抱紧驱动装置设在防喷器主体结构10的两侧并位于剪切驱动装置的下方，抱紧驱动装置伸入到抱紧密封闸板滑动通道105中与抱紧密封闸板301连接，推动抱紧密封闸板301沿着抱紧密封闸板滑动通道105向主体空腔103移动。
采用本发明的双作用抽汲防喷器100，在抽汲过程中一旦发生井喷，抽子又无法起出井口时，操作人员进行两种操作：一是关闭抱紧密封闸板301，阻止抽汲绳上窜和密封井内喷出的流体，然后进行防喷或压井后起出抽子；二是当抱紧密封闸板301也失效时，再关闭剪切闸板201，瞬间剪断抽汲绳，然后可以关闭井口闸门，迅速控制住井喷，这时，抽汲绳还被抱紧密封闸板301抱住，不会落入井内。
进一步，所述剪切驱动装置和所述抱紧驱动装置可以采用气动装置、液压驱动装置或电动装置等，本实施例优选采用液压驱动装置。具体的，所述剪切驱动装置主要包括剪切液压缸202和剪切缸活塞203；所述剪切液压缸202连接在所述防喷器主体结构10的侧面，即在两侧的剪切闸板滑动通道104的端口处各连接一个剪切液压缸202，两侧的结构相对于中心的主体空腔103对称；剪切液压缸202与防喷器主体结构10之间采用密封圈1密封。所述剪切缸活塞203滑动设置在所述剪切液压缸202内，剪切缸活塞203与剪切液压缸202的内壁之间采用密封圈2密封；所述剪切缸活塞203朝向所述主体空腔103的一侧一体设有连接杆204，所述连接杆204的端部伸出到所述剪切液压缸202外部并与所述剪切闸板201连接。连接杆204与剪切液压缸202之间采用密封圈3密封。通过控制进入到剪切液压缸202内的高压液体推动剪切缸活塞203朝向主体空腔103移动，由连接杆204推动一对剪切闸板201从两侧向中心的主体空腔103移动，使一对剪切闸板201闭合从而将抽汲绳剪断。
其中，所述剪切液压缸202的内部被所述剪切缸活塞203分隔为推压腔2021和返回腔2022；所述推压腔2021与进液口2051连通，通过所述进液口2051进入的高压液体推动所述剪切缸活塞203带着所述剪切闸板201向所述主体空腔103移动；所述返回腔2022与出液口2052连通，所述返回腔2022内的液体通过所述出液口2052排出所述剪切液压缸202。所述剪切液压缸202的端部螺纹连接有端盖205，所述端盖205与剪切液压缸202之间采用密封圈4密封。所述端盖205上设有所述进液口2051、所述出液口2052、进液通道2053及排液通道2054；所述剪切液压缸202的缸壁内设有出液通道2023，所述出液通道2023将所述返回腔2022与所述排液通道2054连通；所述进液口2051通过所述进液通道2053与所述推压腔2021连通；所述出液口2052通过所述排液通道2054和所述出液通道2023与所述返回腔2022连通。进液口2051与修井机提供的16MPa液压动力源连接，给推压腔2021提供压力，将剪切缸活塞203向主体空腔103推动，返回腔2022内的液体流入出液通道2023和排液通道2054，经出液口2052排出。所述端盖205上还连接有锁紧阀206，锁紧阀206为现有技术，其结构在图中未示出，锁紧阀206螺纹连接在端盖205上，锁紧阀206中具有一个能够伸缩的推杆2061，该推杆2061穿过端盖205伸入到推压腔2021内，其作用是当剪切缸活塞203移动到位(即两个剪切闸板201闭合)后，为防止液压泄漏而影响剪切缸活塞203的位置稳定性，该推杆2061可以抵靠在剪切缸活塞203上并将剪切缸活塞203的位置锁定，防止剪切缸活塞203向后退。
进一步，所述抱紧驱动装置的结构与剪切驱动装置的结构基本相同，不同的是在连接杆的端部连接的是抱紧密封闸板301。其具体结构为，所述抱紧驱动装置包括抱紧液压缸302和抱紧缸活塞303；所述抱紧液压缸302连接在所述防喷器主体结构10的侧面，即在两侧的抱紧密封闸板滑动通道105的端口处各连接一个抱紧液压缸302；两侧的结构相对于中心的主体空腔103对称；抱紧液压缸302与防喷器主体结构10之间采用密封圈5密封。所述抱紧缸活塞303滑动设置在所述抱紧液压缸302内，抱紧缸活塞303与抱紧液压缸302的内壁之间采用密封圈6密封；所述抱紧缸活塞303朝向所述主体空腔103的一侧一体设有连接杆304，所述连接杆304的端部伸出到所述抱紧液压缸302外部并与所述抱紧密封闸板301连接。连接杆304与抱紧液压缸302之间采用密封圈7密封。通过控制进入到抱紧液压缸302内的高压液体推动抱紧缸活塞303朝向主体空腔103移动，由连接杆304推动一对抱紧密封闸板301从两侧向中心的主体空腔103移动，使一对抱紧密封闸板301闭合从而将抽汲绳密封抱紧。
其中，所述抱紧液压缸302的内部被所述抱紧缸活塞303分隔为推压腔3021和返回腔3022；所述推压腔3021与进液口3051连通，通过所述进液口3051进入的高压液体推动所述抱紧缸活塞303带着所述抱紧密封闸板301向所述主体空腔103移动；所述返回腔3022与出液口3052连通，所述返回腔3022内的液体通过所述出液口3052排出所述抱紧液压缸302。所述抱紧液压缸302的端部螺纹连接有端盖305，所述端盖305上设有所述进液口3051、所述出液口3052、进液通道3053及排液通道3054；所述抱紧液压缸302的缸壁内设有出液通道3023，所述出液通道3023将所述返回腔3022与所述排液通道3054连通；所述进液口3051通过所述进液通道3053与所述推压腔3021连通；所述出液口3052通过所述排液通道3054和所述出液通道3023与所述返回腔3022连通。进液口3051与修井机提供的16MPa液压动力源连接，给推压腔3021提供压力，将抱紧缸活塞303向主体空腔103推动，返回腔3022内的液体流入出液通道3023和排液通道3054，经出液口3052排出。所述端盖305上同样连接有锁紧阀206，锁紧阀206螺纹连接在端盖305上，锁紧阀206中具有一个能够伸缩的推杆2061，该推杆2061穿过端盖305伸入到推压腔3021内，其作用是当抱紧缸活塞303移动到位(即两个抱紧密封闸板301闭合)后，为防止液压泄漏而影响抱紧缸活塞303的位置稳定性，该推杆2061可以抵靠在抱紧缸活塞303上并将抱紧缸活塞303的位置锁定，防止抱紧缸活塞303向后退。
本发明的剪切闸板201和抱紧密封闸板301均采用液压缸来驱动、控制，可以与修井机提供的16MPa液压动力源连接，容易实施，方便进行远程液压操作，安全性好。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (11)
1.一种双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述双作用抽汲防喷器设有剪切机构和抱紧机构；所述剪切机构和所述抱紧机构均安装在防喷器主体结构上，所述剪切机构位于所述抱紧机构的上方；所述防喷器主体结构中设有上下贯通的主体空腔，所述主体空腔用于穿过抽子和抽汲绳；所述剪切机构包括对称设置在所述主体空腔两侧的一对剪切闸板，所述剪切闸板连接剪切驱动装置，并能在所述剪切驱动装置的驱动下剪断所述抽汲绳；所述抱紧机构包括对称设置在所述主体空腔两侧的一对抱紧密封闸板，所述抱紧密封闸板连接抱紧驱动装置，并能在所述抱紧驱动装置的驱动下密封抱紧所述抽汲绳。
2.如权利要求1所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述剪切驱动装置包括剪切液压缸和剪切缸活塞；所述剪切液压缸连接在所述防喷器主体结构的侧面，所述剪切缸活塞滑动设置在所述剪切液压缸内，所述剪切缸活塞朝向所述主体空腔的一侧设有连接杆，所述连接杆的端部伸出到所述剪切液压缸外部并与所述剪切闸板连接。
3.如权利要求1所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述抱紧驱动装置包括抱紧液压缸和抱紧缸活塞；所述抱紧液压缸连接在所述防喷器主体结构的侧面，所述抱紧缸活塞滑动设置在所述抱紧液压缸内，所述抱紧缸活塞朝向所述主体空腔的一侧设有连接杆，所述连接杆的端部伸出到所述抱紧液压缸外部并与所述抱紧密封闸板连接。
4.如权利要求2或3所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述防喷器主体结构设有上法兰、下法兰、剪切闸板滑动通道及抱紧密封闸板滑动通道；所述主体空腔沿所述防喷器主体结构的轴向延伸，所述主体空腔的两侧对称设置与其垂直贯通的所述剪切闸板滑动通道及所述抱紧密封闸板滑动通道；一对所述剪切闸板滑动设置在所述剪切闸板滑动通道中，一对所述抱紧密封闸板滑动设置在所述抱紧密封闸板滑动通道中。
5.如权利要求1所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，一对所述剪切闸板的相对端上分别设有刃口平行并能相互交错的剪切刃。
6.如权利要求2所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述剪切液压缸的内部被所述剪切缸活塞分隔为推压腔和返回腔；所述推压腔与进液口连通，通过所述进液口进入的高压液体推动所述剪切缸活塞带着所述剪切闸板向所述主体空腔移动；所述返回腔与出液口连通，所述返回腔内的液体通过所述出液口排出所述剪切液压缸。
7.如权利要求6所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述剪切液压缸的端部连接有端盖，所述端盖上设有所述进液口、所述出液口、进液通道及排液通道；所述剪切液压缸的缸壁内设有出液通道，所述出液通道将所述返回腔与所述排液通道连通；所述进液口通过所述进液通道与所述推压腔连通；所述出液口通过所述排液通道和所述出液通道与所述返回腔连通。
8.如权利要求7所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述端盖上连接有锁紧阀；所述锁紧阀设有能伸缩的推杆，所述推杆穿过所述端盖并能抵靠在所述剪切缸活塞上进行锁止。
9.如权利要求3所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述抱紧液压缸的内部被所述抱紧缸活塞分隔为推压腔和返回腔；所述推压腔与进液口连通，通过所述进液口进入的高压液体推动所述抱紧缸活塞带着所述抱紧密封闸板向所述主体空腔移动；所述返回腔与出液口连通，所述返回腔内的液体通过所述出液口排出所述抱紧液压缸。
10.如权利要求9所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述抱紧液压缸的端部连接有端盖，所述端盖上设有所述进液口、所述出液口、进液通道及排液通道；所述抱紧液压缸的缸壁内设有出液通道，所述出液通道将所述返回腔与所述排液通道连通；所述进液口通过所述进液通道与所述推压腔连通；所述出液口通过所述排液通道和所述出液通道与所述返回腔连通。
11.如权利要求10所述的双作用抽汲防喷器，其特征在于，所述端盖上连接有锁紧阀；所述锁紧阀设有能伸缩的推杆，所述推杆穿过所述端盖并能抵靠在所述抱紧缸活塞上进行锁止。
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