CN111255388B - 一种开口卡紧控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开口卡紧控制装置及方法，包括下卡紧装置，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；上卡紧装置，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；下支撑梁，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；上支撑梁，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；液压加载油缸，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。本发明交替夹紧管柱随液压加载缸控制起下，防止管柱飞出井内，实现深层低渗透油藏高压油水井安全高效安全、环保作业。

Description

一种开口卡紧控制装置及方法

技术领域

本发明涉及深层低渗透油藏井作业技术领域，具体地说是一种开口卡紧控制装置及方法。

背景技术

胜利油田经过五十多年的勘探开发，每年新增探明储量有近四分之三的储量为深层低渗透油藏，这些油藏埋藏深、物性差、产量递减快、累产量低，需要后期注水、注气或注聚等补充能量进行有效开发，随着注水压力逐年升高，以及油井压裂、酸化、补孔等其它增产措施大量使用，造成大量油水井井内压力不确定，作业时随时会发生井喷顶管事故，造成环境污染和飞管伤人等安全环保事故。深层低渗透油藏作业时造成井内压力不确定的原因有以下两个方面问题：

1、深层低渗透油藏的油水井大多为多层系开发模式，当采用分层注水工艺时，井内管柱结构复杂，由于封隔装置的密封件均采用弹性非金属材料，在井内长时间处于伸张状态，使其弹性减弱或消失，造成密封件变形后不能收缩回弹，这些密封件将油套环空堵塞，造成地层压力没有排除通道不断地升高。

2、注水(聚)井由于水质较差或化学剂作用，管柱结垢、腐蚀严重，导致油藏储层孔隙堵塞，还有一些油井出现结蜡、结盐及出砂等现象造成管柱堵塞严重，这些都会造成地层压力堵塞，无法释放。

以上情况在油水井作业时一旦井下管柱上下移动，加上井筒内封隔装置、蜡垢、砂埋等影响，下方的地层压力就会上窜，造成管柱上顶，若不及时处理会造成井喷或伤人事故。若采用压井作业，对油层伤害大，且压井液需要排出，造成环境污染；若上带压作业设备进行加载控制管柱起下，费用高、设备体积大，运输、安装、调整工序繁多，目前现场主要采用吊卡和绳索交替倒挂井口套管来控制油管上顶，或者采用简易移动卡盘卡住管柱防止上顶，这两种机械操作方法繁琐、安全性差、劳动强度高，效率低下。为此针对深层低渗透油藏井内压力不确定的油水井作业，发明了一种开口卡紧控制装置，保障深层低渗透油藏油水井井内压力不确定油水井作业的安全操作和环境保护。

申请号：201520851106.2，申请日：2015-10-26公开了一种井口卡盘，其主体由两个卡瓣组成，把手焊接在卡瓣A的一端，与卡瓣B通过卡瓣转轴连接，卡瓣A和卡瓣B采用高强度金属板加工制做，卡瓣A和卡瓣B做成六方形卡口，这个六方形卡口正好可以卡在测井仪器的六方处，六方形卡口其中的4个边在卡瓣A上，另外2个边在卡瓣B上，由连接螺栓把卡瓣A和卡瓣B连接起来，再用锁紧螺母把卡瓣A和卡瓣B压紧，这样就实现了井口卡盘对仪器的卡紧，仪器串便可以被井口卡盘悬挂在井口处，并且可以完全遮挡住井口，如果要想松开井口卡盘，先松开锁紧螺母，转动连接螺栓，连接螺栓是可以绕着螺栓转轴转动的，然后把卡瓣B绕着卡瓣转轴转动一定的角度，这时六方形卡口就变成了开口卡口，测井仪器便可以被移出井口卡盘了，就实现了仪器串在井口的安装和拆卸。

申请号：201010147010.X，申请日：2010-04-14一种全液压多功能井口装置，包括井口工作台，在井口工作台上面设有左右向设置的滑道，在滑道上装有活动卡座，活动卡座设置为左右两块，在两块活动卡座对接处对称的设有左右半圆形卡口，在卡口内设有锥孔座，在锥孔座内设有锥度定心导向座，在锥度定心导向座内装有卡环组件；采用导向座锥度定心和凸缘定位，卡环用锥度圆定心，沿导向座凸缘导向自重滑移，自动卡紧并自锁，能快速方便地更换不同规格的卡环，快速对中，安全可靠地卡紧钻杆或套管；缓冲装置能保证在可靠卡紧的情况下更换卡环时拆卸轻快方便。能满足多功能全液压煤层气钻机多工艺方法钻探要求，下放各种规格套管的直径尺寸需求，且功能完善、操作方便、快捷，使用安全可靠，结构紧凑。

申请号：88208746.0，申请日：1988-07-27一种抽油杆光杆卡紧装置由卡紧机构和支承机构组成,卡紧机构内的卡瓦与支承机构间斜面接触,利用斜面增压原理,使卡瓦将抽油杆紧紧卡住。该装置设计有活节螺栓,通过调节活节螺栓上的螺母可以将卡紧机构抱紧在支承机构内,或者松开卡紧机构。该装置既可用于浅井又可用于深井,通过更换卡瓦可以适应各种规范的抽油杆。

申请号：201610979241.4，申请日：2016-11-08涉及一种采油井口不压井封井装置，包括封井器，还包括夹紧密封器A和夹紧密封器B，封井器、夹紧密封器A和夹紧密封器B三者由上至下通过圆管焊接相连，封井器的上侧连接有卡箍接头，夹紧密封器A的下侧连接有与井口法兰匹配的法兰盘,所述的封井器为圆筒状结构，封井器内左右对称设置有两个成对的封井器阀板，两个封井器阀板各通过一个丝杠实现沿封井器的轴线的往复运动。通过本发明设置的夹紧密封器A或夹紧密封器B，在更换盘根时，可通过夹紧密封器A或夹紧密封器B夹持抽油光杆，使得抽油杆可以稳定地悬吊在井口上，降低了对抽油机制动系统的要求，同时消除了安全隐患。

申请号：201810175957.8，申请日：2018-03-02公开了一种油气井井喷失控抢险用井口装置，其包括本体、全闭密封总成、套管密封总成、卡瓦总成、防沉卡瓦、锁紧轴、液压油缸、锁紧轴座和侧门，所述的本体坐于防沉卡瓦上，多个侧门连接在本体上，每个侧门内均安装有液压油缸，液压油缸内安装有液压活塞杆，液压活塞杆前端连接全闭密封总成、套管密封总成及卡瓦总成，所述本体内设置有三个腔室，三个腔室从上到下依次设有所述全闭密封总成、套管密封总成及卡瓦总成，锁紧轴座连接在侧门上，锁紧轴座上安装有锁紧轴，沿本体轴向开有套管孔，套管位于套管孔内。采用本发明，能显著提高抢装井口作业效率，减少抢险人员靠近井口作业的次数。

申请号：201821966240.7，申请日：2018-11-27公开了一种油气井井喷失控抢险用井口装置，涉及一种油气井井喷失控抢险用井口装置，主要包括套管密封装置、套管卡紧装置和导流装置，所述的导流装置为上小下大喇叭形的导流罩，导流罩内径较小的上部与所述套管卡紧装置连通，所述套管卡紧装置为卡瓦，套管卡紧装置的上部与套管密封装置连接。减少了在井口重置作业环节中人员到井口作业的次数，实现了本质安全，将井口重置从“八步法”改为“一步法”，提高油气井井喷失控着火的应急处置效率。

申请号：200920023755.8，申请日：2009-03-13涉及一种安装在悬臂梁上的开口式夹持回转装置。其技术方案包括:两块横梁12的相对面上分别预制有弧形槽,两个横梁12的弧形槽之间贯串轴向带有“U”形槽口的中心轴6,中心轴6上部连接有开口齿轮4和上座2,中心轴6的下部连接有下座8,开口齿轮4和上座2与下座8之间夹持在横梁12的上、下弧形槽的外面,并沿中心轴6同轴开设“U”形槽口。回转装置可自行旋转,并能承受较大载荷,而且可以使钻杆在井口和二层平台之间转移时能够顺利通过钻杆排放装置,与现有的钻杆排放装置配套使用,具有结构稳定,安全可靠,作业效率高的特点。

申请号：201010541808.2申请日：2010-11-01提供一种卡瓦夹紧式抽油杆防喷器。包括含有本体和单闸板总成的单闸板抽油杆防喷器，以及含有卡瓦、卡瓦座、卡瓦锁紧轴、卡瓦侧门、卡瓦锁紧丝杠、卡瓦锁紧压盖、锁紧螺栓和限位螺母的卡瓦锁紧总成；在本体的主通径两侧对称地设有内置卡瓦的卡瓦型腔，卡瓦型腔的外侧依次装有卡瓦侧门和卡瓦锁紧压盖；卡瓦锁紧轴置于卡瓦侧门外侧所预留的工作空隙中，卡瓦锁紧轴的内端与卡瓦相连，其外端设有限位凸台；卡瓦锁紧丝杠的内端与卡瓦锁紧轴相连，其外端设有限位螺母；在卡瓦锁紧压盖上装有数根锁紧螺栓。结构合理，对抽油杆的锁紧作用显著增强，有效地防止了抽油杆的上窜、落入井底及泄漏现象的发生，提高了防喷器的安全可靠性。

以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开口卡紧控制装置及方法，采用上、下卡紧装置与液压加载油缸、下支撑横梁连接，通过井口自封旋转调节法兰座在井口上，作业时当管柱上顶时，液控系统传输动力给上、下卡紧装置，交替夹紧管柱随液压加载缸控制起下，防止管柱飞出井内，实现深层低渗透油藏高压油水井安全高效安全、环保作业。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡紧装置，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡紧装置，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

进一步地，还包括：

支撑腿，所述支撑腿上端连接下支撑梁。

进一步地，所述下卡紧装置或上卡紧装置包括：

卡紧壳体，所述卡紧壳体开设中心通孔，所述下卡紧装置的开口或上卡紧装置开设的开口与各自的中心通孔连通，所述卡紧壳体还开设左径向孔和右径向孔；

左液压缸伸缩卡瓦，所述左液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的左径向孔内；所述左液压缸伸缩卡瓦包括左推力缸、左推力活塞、左变径卡瓦，左推力活塞设置在左推力缸内，左推力活塞右端连接左变径卡瓦，左变径卡瓦能伸入中心通孔内；

右液压缸伸缩卡瓦，所述右液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的右径向孔内；所述右液压缸伸缩卡瓦包括右推力缸、右推力活塞、右变径卡瓦，右推力活塞设置在右推力缸内，右推力活塞左端连接右变径卡瓦，右变径卡瓦能伸入中心通孔内，左变径卡瓦与右变径卡瓦相会对应能卡住管柱。

进一步地，所述上支撑梁开设上中心孔，所述上支撑梁开设的开口与上中心孔连通，上卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述上支撑梁两端分别铰接一个液压加载油缸。

进一步地，所述下支撑梁开设下中心孔，所述下支撑梁开设的开口与下中心孔连通，下卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述下支撑梁开设有用于固定液压加载油缸下端的液压加载缸连接孔；所述下支撑梁开设有用于固定支撑腿的支撑腿连接孔。

进一步地，所述井口自封旋转调节法兰包括：

法兰体，所述法兰体开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口，法兰体上端连接下支撑梁，并与下中心孔连通，法兰体下端连接半全封防喷器，并于防喷器连通；

自封胶芯，所述自封胶芯能装入法兰体内，所述自封胶芯上端口内径与管柱外径相等。

进一步地，所述自封胶芯包括：

左半胶芯体，所述左半胶芯体具有锥形腔内壁，还具有定位凸柱；

右半胶芯体，所述右半胶芯体具有锥形腔内壁，还具有定位凹槽；所述左半胶芯体与所述右半胶芯体相互扣合在一起，定位凸柱插接于定位凹槽内。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种开口卡紧控制装置的控制方法，包括如下步骤：

作业时如果没有出现管柱上顶现象时，该开口卡紧装置在现场备用，施工中井内压力上顶管柱时，通过上卡紧装置、下卡紧装置、井口自封旋转调节法兰、上支撑梁和下支撑梁的开口处从管柱侧面将整体装置安装于井口上；下卡紧装置通过长螺栓与下支撑梁连接，将井口自封旋转调节法兰与半全封防喷器旋转连接紧固，自封胶芯两半结构分别从管柱两侧装入井口自封旋转调节法兰内，座在其内台阶面上，井底压力作用于胶芯外表，挤压自封胶芯外表面使其密封起下管柱。使用井口自封旋转调节法兰更便于同半全封防喷器的连接操作；

起管柱时，液压加载油缸位于最低点，将下卡紧装置打开，用上卡紧装置卡紧管柱，在液压加载油缸的带动下将管柱进行举升，当液压加载缸运行至最大行程时，用下卡紧装置卡紧管柱后，将上卡紧装置打开；在液压加载油缸的带动下上卡紧装置运行至最低点，重新卡紧管柱后，再将下卡紧装置打开，由液压加载油缸将管柱举升至最大行程；如此反复直至管柱接箍露出下卡紧装置的上表面；此时用下卡紧装置卡紧管柱，将上卡紧装置打开后进行卸扣，将卸下的管柱吊下后继续重复以上步骤进行起管柱作业。

进一步地，下管柱时，液压加载油缸位于最大行程处，将上卡紧装置打开，用下卡紧装置卡紧管柱，进行上扣操作；上扣完毕将下卡紧装置打开，用上卡紧装置卡紧管柱，在液压加载油缸的带动下将管柱进行下放，当液压加载油缸运行至最低点时，用下卡紧装置卡紧管柱后，将上卡紧装置打开；在液压加载缸的带动下上卡紧装置运行至最大行程，重新卡紧管柱后，再将下卡紧装置打开，由液压加载缸将管柱下放至最低点。如此反复直至管柱接箍到达下卡管装置的上表面；此时用下卡管装置卡紧管柱，将上卡管装置打开后继续重复以上步骤进行下管柱作业。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、装置采用了开口方案，无需作业前进行安装，当井内压力上顶管柱时可井口带管柱随时进行安装，安装方式灵活方便；

2、不使用二层平台，降低作业高度，提高起下管柱效率；

3、克服管柱上顶力，对管柱进行加载起下，实现油水井安全作业。

4、自封胶芯采用两半结构，从管柱侧面装入座在井口自封旋转调节法兰内台阶面上，靠井底压力挤压形成圆密封面密封管柱。

附图说明

图1是本发明一种开口卡紧控制装置安装在常规油水井作业时井口的结构示意图；

图2是常规油水井作业时井口示意图；

图3是下支撑梁俯视图；

图4是井口自封旋转调节法兰的结构示意图；

图5是两半自封胶芯结构的结构示意图；

图6为上、下卡紧装置的俯视剖面图；

图7为井口自封旋转调节法兰的俯视图。

图中：1-上卡紧装置；2-下卡紧装置；3-井口自封旋转调节法兰；4-半全封防喷器；5-井口大四通；6-上支撑梁；7-液压加载油缸；8-下支撑梁；9-支撑腿；8-1-支撑腿连接孔；8-2-液压加载缸连接孔；8-3-下卡管装置和旋转调节法兰连接孔；8-4-开口。

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。

实施例1：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡管装置2，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡管装置1，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁8，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁6，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸7，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰3，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

进一步地，还包括：

支撑腿9，所述支撑腿上端连接下支撑梁。

所述下卡紧装置或上卡紧装置结构上相同，在没有开口之前，均与半全封防喷器4的结构相同，也就是说只有开口为改进之处，其他本身结构没有改动，均为现有技术。

进一步地，所述下卡紧装置或上卡紧装置包括：

卡紧壳体，所述卡紧壳体开设中心通孔，所述下卡紧装置的开口或上卡紧装置开设的开口与各自的中心通孔连通，所述卡紧壳体还开设左径向孔和右径向孔；

左液压缸伸缩卡瓦，所述左液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的左径向孔内；所述左液压缸伸缩卡瓦包括左推力缸、左推力活塞、左变径卡瓦，左推力活塞设置在左推力缸内，左推力活塞右端连接左变径卡瓦，左变径卡瓦能伸入中心通孔内；

右液压缸伸缩卡瓦，所述右液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的右径向孔内；所述右液压缸伸缩卡瓦包括右推力缸、右推力活塞、右变径卡瓦，右推力活塞设置在右推力缸内，右推力活塞左端连接右变径卡瓦，右变径卡瓦能伸入中心通孔内，左变径卡瓦与右变径卡瓦相会对应能卡住管柱。

上、下卡紧装置均为防喷器结构如图6所示，为半剖视图，把卡紧壳体上或下端面的螺栓法兰盘露出一半，把右液压缸伸缩卡瓦剖开，主要由推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、卡紧壳体1-3组成，推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、平置于卡紧壳体1-3内部，推力活塞1-1和变径卡瓦1-2通过凹凸嵌入方式连接，卡紧壳体1-3上开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口1-4，内部设计有液压孔，与外部液控系统通过管线连接，液压力通过液压孔进入卡紧壳体1-3内部，作用于活塞上下截面上，推动推力活塞1-1和变径卡瓦1-2往复移动，实现卡紧管柱。

进一步地，所述上支撑梁开设上中心孔，所述上支撑梁开设的开口与上中心孔连通，上卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述上支撑梁两端分别铰接一个液压加载油缸。

进一步地，所述下支撑梁开设下中心孔，所述下支撑梁开设的开口与下中心孔连通，下卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述下支撑梁开设有用于固定液压加载油缸下端的液压加载缸连接孔；所述下支撑梁开设有用于固定支撑腿的支撑腿连接孔。

进一步地，所述井口自封旋转调节法兰包括：

法兰体，所述法兰体开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口，法兰体上端连接下支撑梁，并与下中心孔连通，法兰体下端连接半全封防喷器，并于防喷器连通；

自封胶芯，所述自封胶芯3-1能装入法兰体3-2内，所述自封胶芯上端口内径与管柱外径相等。

进一步地，所述自封胶芯包括：

左半胶芯体，所述左半胶芯体具有锥形腔内壁，还具有定位凸柱；

右半胶芯体，所述右半胶芯体具有锥形腔内壁，还具有定位凹槽；所述左半胶芯体与所述右半胶芯体相互扣合在一起，定位凸柱插接于定位凹槽内。

如图1所示，开口卡紧装置包括1-上卡紧装置；2-下卡紧装置；3-井口自封旋转调节法兰；6-上支撑梁；7-液压加载油缸；8-下支撑梁；9-支撑腿。外部需连接液压动力系统为该装置提供液压动力。上卡紧装置1和下卡紧装置2分别通过螺栓与上支撑梁6和下支撑梁8连接紧固。液压加载油缸7支撑上支撑梁6，与下支撑梁8连接紧固。井口旋转调节法兰3的两端分别与下支撑梁8和半全封防喷器4连接紧固。支撑腿9对整个装置起支撑作用，支撑腿上设有调节孔。

如图2所示，常规作业时井口大四通5上安装半全封防喷器4进行起下油管作业。

如图3所示，下支撑梁8通过支撑腿连接孔8-1与支撑腿9连接紧固，通过液压加载油缸连接孔8-2与液压加载缸7连接紧固，通过下卡紧装置和旋转调节法兰连接孔8-3分别与下卡紧装置2和井口调节法兰3连接紧固，开口8-4大小大于井内管柱最大直径，同样的开口还应用于上卡紧装置1、下卡紧装置2、井口旋转调节法兰3和上支撑梁6的结构上，开口位置及大小均完全相同。

如图4所示，井口自封旋转调节法兰通过井口螺栓与下支撑梁8和半全封防喷器4连接紧固，井口自封旋转调节法兰内部有台阶面，自封胶芯3-1坐在内台面上。

如图5所示，自封胶芯设计为两半结构，管柱下入后从管柱侧面装入座在井口自封旋转调节法兰内台阶面上。两半自封胶芯结构，从上端面看两半圆有凹凸部分，相互插接在一起，作为凹凸定位插接结构，坐入井口自封旋转调节法兰内台阶面后凹凸部分相互切入配合，在外压作用下相互挤压形成圆密封面密封管柱。

图7为胶芯座入井口自封旋转调节法兰内的俯视图。

该开口卡紧装置采用远程液控操作，外部连接液压动力源为上卡紧装置1、下卡紧装置2和液压加载油缸7提供液压动力。上卡紧装置1和下卡紧装置2分别通过螺栓与上支撑梁6和下支撑梁8连接紧固。液压加载油缸7支撑上支撑梁6，与下支撑梁8连接紧固，在外部液压动力作用下可带动上支撑梁6做上下运动，从而实现上卡紧装置1的升降。井口自封旋转调节法兰3与下支撑梁8旋转连接紧固。自封胶芯3-1不安装于井口自封旋转调节法兰3内部，支撑腿9对整个装置起支撑作用，支撑腿上设有调节孔，可根据井口高度对支撑腿长度进行调节。

作业时如果没有出现管柱上顶现象时，该开口卡紧装置在现场备用，起下管柱使用如图2中的井口设备进行常规作业。施工中井内压力上顶管柱时，通过上卡紧装置1、下卡紧装置2、井口自封旋转调节法兰3、上支撑梁6和下支撑梁8的开口处从管柱侧面将整体装置安装于井口上。下卡紧装置2通过长螺栓与下支撑梁8连接，将井口自封旋转调节法兰3与半全封防喷器4旋转连接紧固，自封胶芯3-1两半结构分别从管柱两侧装入井口自封旋转调节法兰3内，座在其内台阶面上，井底压力作用于胶芯外表，挤压自封胶芯外表面使其密封起下管柱。使用井口自封旋转调节法兰3更便于同半全封防喷器4的连接操作。

起管柱时，液压加载油缸7位于最低点，将下卡紧装置2打开，用上卡紧装置1卡紧管柱，在液压加载油缸7的带动下将管柱进行举升，当液压加载缸7运行至最大行程时，用下卡紧装置2卡紧管柱后，将上卡紧装置1打开。在液压加载油缸7的带动下上卡紧装置1运行至最低点，重新卡紧管柱后，再将下卡紧装置2打开，由液压加载油缸7将管柱举升至最大行程。如此反复直至管柱接箍露出下卡紧装置2的上表面。此时用下卡紧装置2卡紧管柱，将上卡紧装置1打开后进行卸扣，将卸下的管柱吊下后继续重复以上步骤进行起管柱作业。

下管柱时，液压加载油缸7位于最大行程处，将上卡紧装置1打开，用下卡紧装置2卡紧管柱，进行上扣操作。上扣完毕将下卡紧装置2打开，用上卡紧装置1卡紧管柱，在液压加载油缸7的带动下将管柱进行下放，当液压加载油缸7运行至最低点时，用下卡紧装置2卡紧管柱后，将上卡紧装置1打开。在液压加载缸7的带动下上卡紧装置1运行至最大行程，重新卡紧管柱后，再将下卡紧装置2打开，由液压加载缸7将管柱下放至最低点。如此反复直至管柱接箍到达下卡管装置2的上表面。此时用下卡管装置2卡紧管柱，将上卡管装置1打开后继续重复以上步骤进行下管柱作业。

实施例2：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡管装置2，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡管装置1，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁8，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁6，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸7，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰3，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

进一步地，还包括：

支撑腿9，所述支撑腿上端连接下支撑梁。

所述下卡紧装置或上卡紧装置结构上相同，在没有开口之前，均与半全封防喷器4的结构相同，也就是说只有开口为改进之处，其他本身结构没有改动，均为现有技术。

进一步地，所述下卡紧装置或上卡紧装置包括：

卡紧壳体，所述卡紧壳体开设中心通孔，所述下卡紧装置的开口或上卡紧装置开设的开口与各自的中心通孔连通，所述卡紧壳体还开设左径向孔和右径向孔；

左液压缸伸缩卡瓦，所述左液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的左径向孔内；所述左液压缸伸缩卡瓦包括左推力缸、左推力活塞、左变径卡瓦，左推力活塞设置在左推力缸内，左推力活塞右端连接左变径卡瓦，左变径卡瓦能伸入中心通孔内；

右液压缸伸缩卡瓦，所述右液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的右径向孔内；所述右液压缸伸缩卡瓦包括右推力缸、右推力活塞、右变径卡瓦，右推力活塞设置在右推力缸内，右推力活塞左端连接右变径卡瓦，右变径卡瓦能伸入中心通孔内，左变径卡瓦与右变径卡瓦相会对应能卡住管柱。

上、下卡紧装置均为防喷器结构如图6所示，为半剖视图，把卡紧壳体上或下端面的螺栓法兰盘露出一半，把右液压缸伸缩卡瓦剖开，主要由推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、卡紧壳体1-3组成，推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、平置于卡紧壳体1-3内部，推力活塞1-1和变径卡瓦1-2通过凹凸嵌入方式连接，卡紧壳体1-3上开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口1-4，内部设计有液压孔，与外部液控系统通过管线连接，液压力通过液压孔进入卡紧壳体1-3内部，作用于活塞上下截面上，推动推力活塞1-1和变径卡瓦1-2往复移动，实现卡紧管柱。

进一步地，所述上支撑梁开设上中心孔，所述上支撑梁开设的开口与上中心孔连通，上卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述上支撑梁两端分别铰接一个液压加载油缸。

进一步地，所述下支撑梁开设下中心孔，所述下支撑梁开设的开口与下中心孔连通，下卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述下支撑梁开设有用于固定液压加载油缸下端的液压加载缸连接孔；所述下支撑梁开设有用于固定支撑腿的支撑腿连接孔。

进一步地，所述井口自封旋转调节法兰包括：

法兰体，所述法兰体开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口，法兰体上端连接下支撑梁，并与下中心孔连通，法兰体下端连接半全封防喷器，并于防喷器连通；

自封胶芯，所述自封胶芯能装入法兰体内，所述自封胶芯上端口内径与管柱外径相等。

实施例3：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡管装置2，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡管装置1，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁8，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁6，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸7，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰3，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

进一步地，还包括：

支撑腿9，所述支撑腿上端连接下支撑梁。

所述下卡紧装置或上卡紧装置结构上相同，在没有开口之前，均与半全封防喷器4的结构相同，也就是说只有开口为改进之处，其他本身结构没有改动，均为现有技术。

进一步地，所述下卡紧装置或上卡紧装置包括：

卡紧壳体，所述卡紧壳体开设中心通孔，所述下卡紧装置的开口或上卡紧装置开设的开口与各自的中心通孔连通，所述卡紧壳体还开设左径向孔和右径向孔；

左液压缸伸缩卡瓦，所述左液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的左径向孔内；所述左液压缸伸缩卡瓦包括左推力缸、左推力活塞、左变径卡瓦，左推力活塞设置在左推力缸内，左推力活塞右端连接左变径卡瓦，左变径卡瓦能伸入中心通孔内；

右液压缸伸缩卡瓦，所述右液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的右径向孔内；所述右液压缸伸缩卡瓦包括右推力缸、右推力活塞、右变径卡瓦，右推力活塞设置在右推力缸内，右推力活塞左端连接右变径卡瓦，右变径卡瓦能伸入中心通孔内，左变径卡瓦与右变径卡瓦相会对应能卡住管柱。

上、下卡紧装置均为防喷器结构如图6所示，为半剖视图，把卡紧壳体上或下端面的螺栓法兰盘露出一半，把右液压缸伸缩卡瓦剖开，主要由推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、卡紧壳体1-3组成，推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、平置于卡紧壳体1-3内部，推力活塞1-1和变径卡瓦1-2通过凹凸嵌入方式连接，卡紧壳体1-3上开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口1-4，内部设计有液压孔，与外部液控系统通过管线连接，液压力通过液压孔进入卡紧壳体1-3内部，作用于活塞上下截面上，推动推力活塞1-1和变径卡瓦1-2往复移动，实现卡紧管柱。

进一步地，所述上支撑梁开设上中心孔，所述上支撑梁开设的开口与上中心孔连通，上卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述上支撑梁两端分别铰接一个液压加载油缸。

进一步地，所述下支撑梁开设下中心孔，所述下支撑梁开设的开口与下中心孔连通，下卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述下支撑梁开设有用于固定液压加载油缸下端的液压加载缸连接孔；所述下支撑梁开设有用于固定支撑腿的支撑腿连接孔。

实施例4：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡管装置2，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡管装置1，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁8，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁6，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸7，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰3，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

进一步地，还包括：

支撑腿9，所述支撑腿上端连接下支撑梁。

所述下卡紧装置或上卡紧装置结构上相同，在没有开口之前，均与半全封防喷器4的结构相同，也就是说只有开口为改进之处，其他本身结构没有改动，均为现有技术。

进一步地，所述下卡紧装置或上卡紧装置包括：

卡紧壳体，所述卡紧壳体开设中心通孔，所述下卡紧装置的开口或上卡紧装置开设的开口与各自的中心通孔连通，所述卡紧壳体还开设左径向孔和右径向孔；

左液压缸伸缩卡瓦，所述左液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的左径向孔内；所述左液压缸伸缩卡瓦包括左推力缸、左推力活塞、左变径卡瓦，左推力活塞设置在左推力缸内，左推力活塞右端连接左变径卡瓦，左变径卡瓦能伸入中心通孔内；

右液压缸伸缩卡瓦，所述右液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的右径向孔内；所述右液压缸伸缩卡瓦包括右推力缸、右推力活塞、右变径卡瓦，右推力活塞设置在右推力缸内，右推力活塞左端连接右变径卡瓦，右变径卡瓦能伸入中心通孔内，左变径卡瓦与右变径卡瓦相会对应能卡住管柱。

上、下卡紧装置均为防喷器结构如图6所示，为半剖视图，把卡紧壳体上或下端面的螺栓法兰盘露出一半，把右液压缸伸缩卡瓦剖开，主要由推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、卡紧壳体1-3组成，推力活塞1-1、变径卡瓦1-2、平置于卡紧壳体1-3内部，推力活塞1-1和变径卡瓦1-2通过凹凸嵌入方式连接，卡紧壳体1-3上开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口1-4，内部设计有液压孔，与外部液控系统通过管线连接，液压力通过液压孔进入卡紧壳体1-3内部，作用于活塞上下截面上，推动推力活塞1-1和变径卡瓦1-2往复移动，实现卡紧管柱。

实施例5：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡管装置2，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡管装置1，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁8，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁6，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸7，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰3，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

进一步地，还包括：

支撑腿9，所述支撑腿上端连接下支撑梁。

所述下卡紧装置或上卡紧装置结构上相同，在没有开口之前，均与半全封防喷器4的结构相同，也就是说只有开口为改进之处，其他本身结构没有改动，均为现有技术。

实施例6：

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种开口卡紧控制装置，包括：

下卡管装置2，所述下卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

上卡管装置1，所述上卡紧装置开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁8，所述下支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁6，所述上支撑梁开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸7，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁。

进一步地，还包括：

井口自封旋转调节法兰3，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管住径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器。

虽然以上所有的实施例均使用图1至图7，但作为本领域的技术人员可以很清楚的知道，不用给出单独的图纸来表示，只要实施例中缺少的零部件或者结构特征在图纸中拿掉即可。这对于本领域技术人员来说是清楚的。当然部件越多的实施例，只是最优实施例，部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的发明目的，所以所有这些都在本发明的保护范围内。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (1)

1.一种开口卡紧控制装置，其特征在于，包括：

下卡紧装置，所述下卡紧装置开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口；

上卡紧装置，所述上卡紧装置开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口；

下支撑梁，所述下支撑梁开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口；所述下卡紧装置安装在下支撑梁上；

上支撑梁，所述上支撑梁开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口；所述上卡紧装置安装在上支撑梁上；

液压加载油缸，所述液压加载油缸上端连接上支撑梁，液压加载油缸下端连接下支撑梁；

井口自封旋转调节法兰，所述井口自封旋转调节法兰开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口；所述井口自封旋转调节法兰上端连接下支撑梁，井口自封旋转调节法兰下端连接半全封防喷器；

支撑腿，所述支撑腿上端连接下支撑梁；

所述下卡紧装置或上卡紧装置包括：

卡紧壳体，所述卡紧壳体开设中心通孔，所述下卡紧装置的开口或上卡紧装置开设的开口与各自的中心通孔连通，所述卡紧壳体还开设左径向孔和右径向孔；

左液压缸伸缩卡瓦，所述左液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的左径向孔内；所述左液压缸伸缩卡瓦包括左推力缸、左推力活塞、左变径卡瓦，左推力活塞设置在左推力缸内，左推力活塞右端连接左变径卡瓦，左变径卡瓦能伸入中心通孔内；

右液压缸伸缩卡瓦，所述右液压缸伸缩卡瓦安装于卡紧壳体开设的右径向孔内；所述右液压缸伸缩卡瓦包括右推力缸、右推力活塞、右变径卡瓦，右推力活塞设置在右推力缸内，右推力活塞左端连接右变径卡瓦，右变径卡瓦能伸入中心通孔内，左变径卡瓦与右变径卡瓦相会对应能卡住管柱；

上、下卡紧装置由推力活塞、变径卡瓦、卡紧壳体组成，推力活塞、变径卡瓦、平置于卡紧壳体内部，推力活塞和变径卡瓦通过凹凸嵌入方式连接，卡紧壳体上开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口，内部设计有液压孔，与外部液控系统通过管线连接，液压力通过液压孔进入卡紧壳体内部，作用于活塞上下截面上，推动推力活塞和变径卡瓦往复移动，实现卡紧管柱；

所述上支撑梁开设上中心孔，所述上支撑梁开设的开口与上中心孔连通，上卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述上支撑梁两端分别铰接一个液压加载油缸；

所述下支撑梁开设下中心孔，所述下支撑梁开设的开口与下中心孔连通，下卡紧装置的卡紧壳体下端口通过法兰连接上支撑梁；所述下支撑梁开设有用于固定液压加载油缸下端的液压加载缸连接孔；所述下支撑梁开设有用于固定支撑腿的支撑腿连接孔；

所述井口自封旋转调节法兰包括：

法兰体，所述法兰体开设有便于管柱径向平移进入自身内部的开口，法兰体上端连接下支撑梁，并与下中心孔连通，法兰体下端连接半全封防喷器，并与防喷器连通；

自封胶芯，所述自封胶芯能装入法兰体内，所述自封胶芯上端口内径与管柱外径相等；

所述开口卡紧控制装置的控制方法包括如下步骤：

作业时如果没有出现管柱上顶现象时，该开口卡紧控制装置在现场备用，施工中井内压力上顶管柱时，通过上卡紧装置、下卡紧装置、井口自封旋转调节法兰、上支撑梁和下支撑梁的开口处从管柱侧面将整体装置安装于井口上；下卡紧装置通过长螺栓与下支撑梁连接，将井口自封旋转调节法兰与半全封防喷器旋转连接紧固，自封胶芯两半结构分别从管柱两侧装入井口自封旋转调节法兰内，座在其内台阶面上，井底压力作用于胶芯外表，挤压自封胶芯外表面使其密封起下管柱；使用井口自封旋转调节法兰更便于同半全封防喷器的连接操作；

起管柱时，液压加载油缸位于最低点，将下卡紧装置打开，用上卡紧装置卡紧管柱，在液压加载油缸的带动下将管柱进行举升，当液压加载缸运行至最大行程时，用下卡紧装置卡紧管柱后，将上卡紧装置打开；在液压加载油缸的带动下上卡紧装置运行至最低点，重新卡紧管柱后，再将下卡紧装置打开，由液压加载油缸将管柱举升至最大行程；如此反复直至管柱接箍露出下卡紧装置的上表面；此时用下卡紧装置卡紧管柱，将上卡紧装置打开后进行卸扣，将卸下的管柱吊下后继续重复以上步骤进行起管柱作业；

下管柱时，液压加载油缸位于最大行程处，将上卡紧装置打开，用下卡紧装置卡紧管柱，进行上扣操作；上扣完毕将下卡紧装置打开，用上卡紧装置卡紧管柱，在液压加载油缸的带动下将管柱进行下放，当液压加载油缸运行至最低点时，用下卡紧装置卡紧管柱后，将上卡紧装置打开；在液压加载缸的带动下上卡紧装置运行至最大行程，重新卡紧管柱后，再将下卡紧装置打开，由液压加载缸将管柱下放至最低点；如此反复直至管柱接箍到达下卡管装置的上表面；此时用下卡管装置卡紧管柱，将上卡管装置打开后继续重复以上步骤进行下管柱作业。

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