CN101555776A - 管外封隔器井口防喷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管外封隔器井口防喷装置。本发明防喷装置主要包括高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器、高温闸板防喷器和防顶卡瓦，所述高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器、高温闸板防喷器和防顶卡瓦按照顺序从上到下呈串状连接，本发明是在现有井口装置的基础上对防喷器的结构和组合顺序进行了改变，使用材料方面采用能够耐高温的胶体元件，在不影响原有各项功能的基础上实现了高温防喷控制功能，适用于在高温蒸汽井作业时的防喷安全控制，使用方便，灵敏可靠，有利环保和安全生产，宜于推广应用。

Description

管外封隔器井口防喷装置

技术领域

本发明涉及一种油田采油现场使用的井口防喷装置，尤其是管外封隔器井口防喷装置。

背景技术

随着稠油油藏多元化转换开采方式的进行，蒸汽驱开采技术得到了不断的完善和提高。由于蒸汽驱作业的环境温度都在300℃左右，因此对于检泵等作业施工都要求在高温情况下进行。为了封堵来自油管管柱内的高温气体和环空高温气体，目前通常的做法是采取压井作业，这种方法不但会影响蒸汽驱井组已经形成的温场，还会污染油层，致使后续工作进行困难。而目前的井口防喷装置多采用抽油杆防喷器和球形万能防喷器的组合，此种防喷装置虽然也能起到防止井喷的作用，但在控制井压过大致使油管上窜和发生紧急预警情况下环空封闭等方面，不能满足生产的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管外封隔器井口防喷装置。

本发明采用的技术方案是：

一种管外封隔器井口防喷装置，主要包括高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器、高温闸板防喷器和防顶卡瓦，所述高温抽油杆防喷器、所述高温环形防喷器、所述高温闸板防喷器和所述防顶卡瓦按照顺序从上到下呈串状连接。

所述高温环形防喷器主要包括壳体、顶盖、胶芯和活塞，所述顶盖呈半球形，所述顶盖设置在所述壳体上与所述壳体固定连接，所述活塞设置在所述壳体内与所述壳体的底座固定连接，所述胶芯设置在所述壳体内的所述活塞的上方与所述活塞固定连接。

所述胶芯包括多个弓形支撑筋和橡胶，所述橡胶呈半球形，底部与所述活塞固定连接，所述多个弓形支撑筋沿所述橡胶的半球表面呈辐射状均匀配置，所述多个弓形支撑筋底部与所述橡胶的半球表面通过硫化固定连接，顶部与所述顶盖固定连接。

所述防顶卡瓦在结构上设置成内置的圆锥形。

所述高温抽油杆防喷器、所述高温环形防喷器、所述高温闸板防喷器和所述防顶卡瓦之间采用法兰螺栓连接。

所述顶盖和所述壳体之间采用法兰螺栓连接。

所述高温抽油杆防喷器的使用材料采用能够耐高温的元件。

所述高温环形防喷器的使用材料采用能够耐高温的元件。

所述高温闸板防喷器的使用材料采用能够耐高温的元件。

本技术方案的优点和效果：本发明在与相应的液压控制系统配合使用中，经液压系统控制程序实现自动控制或人工手动控制，在提、放管柱时，防喷器组的胶芯与管柱抱紧，能够保证油水井在提出和放入管柱的过程中始终处于封闭状态，实现带压作业。由于本发明可以采用能够耐高温的胶体元件，并在现有井口装置的基础上对防喷器的结构和组合顺序进行了改变，能够实现当油管起出和还没下入时候的环形空间全封闭，在不影响原有各项功能的基础上实现了高温防喷控制功能，液压控制系统在高温介质的影响下控制正常，特别是在多个动作连续协同作用时，灵敏可靠，有效的实现了在高温蒸汽井作业时的防喷安全控制。

附图说明

图1为管外封隔器井口防喷装置的结构示意图；

图2为高温环形防喷器的结构示意图；

图3为胶芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1，本发明管外封隔器井口防喷装置，主要包括高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器1、高温闸板防喷器2和防顶卡瓦3，高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器1、高温闸板防喷器2和防顶卡瓦3按照顺序从上到下呈串状连接。

高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器1、高温闸板防喷器2和防顶卡瓦3之间采用法兰螺栓连接。

防顶卡瓦3在结构上设置成内置的圆锥形。

参见图2，高温环形防喷器1主要包括壳体4、顶盖5、胶芯6和活塞7，顶盖5呈半球形，顶盖5座在壳体4上与壳体4固定连接，活塞7设置在壳体4内与壳体4的底座固定连接，胶芯6设置在壳体4内的活塞7的上方与活塞7固定连接。

顶盖5和壳体4之间采用法兰螺栓连接。

参见图3，胶芯6包括多个弓形支撑筋9和橡胶8，橡胶8呈半球形，底部与活塞7固定连接，多个弓形支撑筋9沿橡胶8的半球表面呈辐射状均匀配置，多个弓形支撑筋9底部与橡胶8的半球表面通过硫化固定连接，顶部与顶盖5固定连接。

本发明的高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器1、高温闸板防喷器2和防顶卡瓦3与现有的井口防喷装置在技术结构上没有什么区别，只是在组合顺序上进行了改变(高温抽油杆防喷器可以使用FH8.0-14，高温环形防喷器可以使用FH18-21，高温闸板防喷器可以使用2FZ18-2)，并且在不影响原有各项功能的基础上，在使用材料方面采用能够耐高温的胶体元件，实现高温防喷控制功能。

抽油杆防喷器包括连接短节、加长型卡箍头和提升短节。起下抽油杆时，在油管四通上放置一个钢圈，然后将抽油杆短节与井口抽油杆对接，上提抽油杆防喷器的短节，将卡箍头座在油管四通上，完成油管封闭的控制。

当抽油杆离开油管后取下大四通以上的部分，包括高温抽油杆防喷器，然后将防喷器组的高温环形防喷器1、高温闸板防喷器2和防顶卡瓦3座在大四通的上面，便可以开始起下油管的作业。

高温环形防喷器1包括壳体4、顶盖5、胶芯6和活塞7。高温环形防喷器1由液压控制系统操控，当井下管柱通过高温环形防喷器1时需要用高温环形防喷器1封住从井下上窜的高温气体，从控制系统输来的高压油从下油口进入活塞7下部，推动活塞7向上运动，迫使胶芯6沿球面向上运动，由于顶盖5的限制，弓形支撑筋9相互靠拢，将其间的橡胶8挤向井口中心，实现密封钻具或者全封井口。需要打开时，操纵液压系统的转向阀，使高压油从上油口进入活塞7上部的油缸，通过油缸回油推动活塞7下行，使胶芯松开胀大，恢复原形，井口打开。

高温环形防喷器1中的胶芯6呈半球形，可以由12块沿半环面呈辐射状配置的弓形支撑筋9与橡胶8硫化而成，弓形支撑筋9采用合金钢铸造。在封井状态下，井压造成胶芯6中部的橡胶8上翻，而弓形支撑筋9阻止橡胶8上翻使橡胶8处于安全受挤压状态，可承受较大挤压力而不至于撕裂，因此能够承受较大的井口压力；当胶芯6从自由状态转换到封闭状态时，各横断面直径的缩小不等，使胶芯6顶部挤出的橡胶8最多底部最少，形成倒置漏斗状。这种橡胶8的流向可以提高密封性能同时使井下管柱能够容易通过胶芯6；胶芯6的橡胶8储备量比其他类型的胶芯大得多，在强行起下钻被磨损之后，由较多的备用橡胶8补充，同时橡胶8采用特有的橡胶配方使得胶芯6能够在短时间内反复工作，达到反复抱紧油管实现密封的目的。

当遇到紧急情况有高温气压串出预警的时候高温环形防喷器1不能实现密封效果，可以通过液压控制系统或者手动来进行高温闸板防喷器2的紧急关闭实现井口防喷效果。

当高压油进入高温闸板防喷器2的左缸盖和右缸盖关闭腔时，推动高温闸板防喷器活塞和活塞杆，使闸板沿着闸板室内导向筋限制的轨道向井口中心移动，达到打开井口的目的。闸板的开和关由换向阀控制，一般在3-8秒内即可关闭。高温闸板防喷器壳体的中部和下部垂直通孔圆筒部位开有旁侧法兰孔，在关闭闸板的情况下可进行封井状态下的其他作业；闸板采用上下对称结构，闸板体后部与闸板轴采用横向“T”形槽的方式连接，浮动性能好，由于闸板体与压块是分成两体的，在受到挤压时连接螺钉上的长槽可以移动。只需要更换橡胶密封半环和闸板压块即可满足不同尺寸的井下管柱；活塞杆的密封采用双向密封方式，有效放置井内介质和油缸油液互相窜漏；高温闸板防喷器2设有锁紧装置，分为手动锁紧和液压锁紧两种方式，手动锁紧装置是靠人力旋转手轮关闭或锁紧闸板，能及时在液压失效时关闭闸板，当需要长时间封井时也可用手动锁紧装置锁紧闸板。

防顶卡瓦3在结构上设计成内置的圆锥形。由于高温生产井井下的压力会推动油管上窜，有时候这股力量很大会超过环形防喷器作业允许的范围，影响起下作业，这时防顶卡瓦3会借助这股井下力量卡死油管防止油管上窜。

Claims (9)

1、一种管外封隔器井口防喷装置，其特征在于主要包括高温抽油杆防喷器、高温环形防喷器、高温闸板防喷器和防顶卡瓦，所述高温抽油杆防喷器、所述高温环形防喷器、所述高温闸板防喷器和所述防顶卡瓦按照顺序从上到下呈串状连接。

2、如权利要求1所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述高温环形防喷器主要包括壳体、顶盖、胶芯和活塞，所述顶盖呈半球形，所述顶盖设置在所述壳体上与所述壳体固定连接，所述活塞设置在所述壳体内与所述壳体的底座固定连接，所述胶芯设置在所述壳体内的所述活塞的上方与所述活塞固定连接。

3、如权利要求2所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述胶芯包括多个弓形支撑筋和橡胶，所述橡胶呈半球形，底部与所述活塞固定连接，所述多个弓形支撑筋沿所述橡胶的半球表面呈辐射状均匀配置，所述多个弓形支撑筋底部与所述橡胶的半球表面通过硫化固定连接，顶部与所述顶盖固定连接。

4、如权利要求1所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述防顶卡瓦在结构上设置成内置的圆锥形。

5、如权利要求1所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述高温抽油杆防喷器、所述高温环形防喷器、所述高温闸板防喷器和所述防顶卡瓦之间采用法兰螺栓连接。

6、如权利要求2所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述顶盖和所述壳体之间采用法兰螺栓连接。

7、如权利要求1所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述高温抽油杆防喷器的使用材料采用能够耐高温的元件。

8、如权利要求1所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述高温环形防喷器的使用材料采用能够耐高温的元件。

9、如权利要求1所述的管外封隔器井口防喷装置，其特征在于所述高温闸板防喷器的使用材料采用能够耐高温的元件。

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