CN101705801A - 组合环形防喷器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合环形防喷器，包括下壳体和上壳体，下壳体和上壳体之间通过螺杆I连接，下壳体朝向上壳体一端的环形凹槽中安装有活塞，活塞与下壳体之间设置有组合密封圈I，活塞与下壳体之间设置有组合密封圈II，活塞与上壳体之间设置有防尘圈，防尘圈与活塞之间设置有组合密封圈III，防尘圈与下壳体之间设置有密封圈I，防尘圈与上壳体之间设置有密封圈II；在上壳体的下段内表面设置有球形胶芯；在上壳体的上段内表面设置有筒状胶芯I、筒状胶芯II，上壳体在圆柱形凹槽处的通孔外口安装有马龙套总成；上壳体的上端口设置有端盖。本发明的防喷器结构简单、紧凑，操作方便，安全可靠，使用维护成本低，钻、修井作业效率高。

Description

组合环形防喷器

技术领域

本发明属于石油钻、修井装备技术领域，涉及一种组合环形防喷器。

背景技术

不压井作业技术，由于具有作业效率高、能有效保护地层、实现环保作业等特点，在油、气勘探开发中越来越受到人们的重视。现有的不压井作业装置，在井口带压强行起下管柱时，只能通过单闸板防喷器和双闸板防喷器的闸板不断开关来实现，作业非常缓慢，并需要配有专用的井液排放回收系统；还有的不压井作业装置，采用环形防喷器里的球形胶芯抱住井内管柱并密封井口，实现带压强行起下管柱作业，但球形胶芯磨损非常快，作业一口井就需更换一个胶芯，且球形胶芯的价格非常昂贵。另外，目前的钻修井作业大都采用压井技术，在增加作业成本的同时，巨大地污染了地层环境，损害了油气采收量。

发明内容

本发明的目的是提供一种组合环形防喷器，解决了现有技术结构复杂，使用不方便、维修使用成本高的问题，实现在不压井、不放喷的情况下，带压强行起下管柱时密封井口。

本发明所采用的技术方案是，一种组合环形防喷器，包括下壳体和与下壳体连接的上壳体，下壳体朝向上壳体的一端设置有环形凹槽，该环形凹槽中安装有截面为S型的活塞，活塞与下壳体的外环接触面之间设置有组合密封圈I，活塞与下壳体的内环接触面之间设置有组合密封圈II，活塞与上壳体接触面之间设置有防尘圈，防尘圈与上壳体之间通过凹槽与凸棱的方式结合，防尘圈与活塞接触面之间设置有组合密封圈III，防尘圈与下壳体的外环接触面之间设置有密封圈I，防尘圈与上壳体接触面之间设置有密封圈II；

在上壳体的下段内表面设置有球型凹槽，该球型凹槽内安装有球形胶芯，球形胶芯的下端与活塞的上端面接触；

在上壳体的上段内表面设置有圆柱形凹槽，该圆柱形凹槽中从轴心向外依次安装有筒状胶芯I、筒状胶芯II，上壳体在圆柱形凹槽处向外开有通孔，通孔外口与马龙套总成联通；

上壳体的上端口设置有端盖，端盖上安装有定位销。

本发明的组合环形防喷器，其特征还在于：

所述的球形胶芯为球形或锥形形状。

所述的端盖与上壳体之间通过卡扣或螺栓-螺母结构连接。

所述的筒状胶芯I由铁芯与橡胶I组成；其中铁芯为分体式或整体式结构。

所述的筒状胶芯II由橡胶II及在橡胶II两端设置的铁芯I和铁芯II组成。

所述的筒状胶芯II选用圆筒状或胶囊状。

所述的筒状胶芯II的铁芯之间设置有一个支架，支架为两半式或整体式，且圆周方向开有多个进液孔。

所述的筒状胶芯II上的橡胶II在内圆周方向开设有凹槽。

本发明装置的有益效果是，采用标准的API法兰，实现与下部闸板防喷器组的连接；采用筒状胶芯，在液压伺服系统的作用下，实现井口的密封，结构简单，使用方便，保证在井内带压的情况下顺利起下管柱，提高钻、修井作业效率，降低了维修使用成本。

附图说明

图1是本发明装置的半剖主视图；

图2是图1中的筒状胶芯I的全剖面视图；

图3是图1中的筒状胶芯II的全剖面视图。

图中，1.下壳体，2.活塞，3.组合密封圈I，4.组合密封圈II，5.组合密封圈III，6.密封圈I，7.防尘圈，8.密封圈II，9.球形胶芯，10.螺杆I，11.上壳体，12.筒状胶芯I，13.筒状胶芯II，14.马龙套总成，15.支架，16.端盖，17.定位销，18.螺杆II，19.铁芯，20.橡胶I，21.铁芯I，22.橡胶II，23.铁芯II。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1，本发明装置的结构是，包括下壳体1和上壳体11，下壳体1和上壳体11之间通过螺杆I 10连接，下壳体1朝向上壳体11的一端设置有环形凹槽，该环形凹槽中安装有截面为S型的活塞2，活塞2与下壳体1的外环接触面之间设置有组合密封圈I 3，活塞2与下壳体1的内环接触面之间设置有组合密封圈II 4，活塞2与上壳体11接触面之间设置有防尘圈7，防尘圈7与上壳体11之间通过凹槽与凸棱的方式结合，保证位置相对固定，防尘圈7与活塞2接触面之间设置有组合密封圈III5，防尘圈7与下壳体1的外环接触面之间设置有密封圈I 6，防尘圈7与上壳体11接触面之间设置有密封圈II 8，在上壳体11的下段内表面设置有球型凹槽，该球型凹槽内安装有球形胶芯9，球形胶芯9的下端与活塞2的上端面接触；在上壳体11的上段内表面设置有台阶式的圆柱形凹槽，该圆柱形凹槽中从轴心向外依次安装有筒状胶芯I 12、筒状胶芯II 13、支架15，上壳体11在圆柱形凹槽处向外开有通孔，通孔外口安装有马龙套总成14；

上壳体11的上端口设置有端盖16，端盖16上安装有定位销17、螺杆II 18，端盖16与上壳体11之间通过卡扣连接，安装时旋转120°后，再插上定位销17即可，以保证作业现场更换胶芯快速方便。

下壳体1与活塞2之间通过正反组合密封圈加耐磨圈，使其达到最佳密封和耐磨效果。球形胶芯9通过活塞2在液压力的作用下向上运动实现封井。球形胶芯9可以是球形胶芯，也可以是锥形等其它结构形式。

端盖16与上壳体11之间可以通过卡扣连接，也可采用螺栓-螺母等其它结构。端盖16与上壳体11之间的卡扣连接，可采用专用工具旋转实现，也可采用捶击等其它方式。

如图2，筒状胶芯I 12由铁芯19与橡胶I 20硫化在一起而成，也可没有铁芯19。其中铁芯19为分体式，也可以是整体式；铁芯19采用分体式结构时，在当筒状胶芯II 13在液压力的作用下，铁芯19可以向井口中心移动，也可以是不能移动的。

如图3，筒状胶芯II 13由两端的铁芯I 21、铁芯II 23与橡胶II 22硫化在一起而成，也可没有铁芯I 21、铁芯II 23。筒状胶芯II 13上橡胶II 22在内圆周方向开设有凹槽，也可不开设凹槽。筒状胶芯II 13可以采用圆筒状，也可采用胶囊状等其它结构。筒状胶芯II 13铁芯之间带有一个支架15，也可采用不带支架的其它结构。支架15为两半式，且圆周方向开有多个进液孔；支架15也可是整体式，且只开两个或两个以上的进液孔。

筒状胶芯I 12通过筒状胶芯II 13在液压力的作用下向井口中心挤压变形实现封井。

马龙套总成14连接的液压伺服系统设有一个或多个储能器，也可不带储能器。液压伺服系统上的储能器固定在组合环形防喷器上或就近设在组合环形防喷器旁边，也可设在距离组合环形防喷器较远的地方。液压伺服系统提供的压力根据实际井压和筒状胶芯I 12与管柱之间井液的渗漏量的不同而随时调整，以达到最佳综合经济效益；也可是液压控制系统提供恒定的压力，实现封井。

上述所有与井液直接接触的金属与非金属材料部件的理化性能符合API16A对抗H2S腐蚀环境的要求，也可不具备抗H2S腐蚀环境的要求。

本发明的组合防喷器，上壳体11、下壳体1与外部连接均为API标准法兰接口，以保证该装置的通用性；端盖16与上壳体11之间通过卡扣连接；上壳体11、下壳体1之间采用螺杆I 10连接，保证了在高内压作用下连接的可靠性。球形胶芯9通过活塞2在液压力的作用下向上运动实现封井；筒状胶芯I 12、筒状胶芯II 13在液压力的作用下向井口中心挤压实现封井。

正常工作时，主要依靠筒状胶芯I 12、筒状胶芯II 13和液压伺服系统提供压力的联合作用，通过液压控制系统，将管柱抱住并密封井口，以达到对管柱的动态密封；在特殊情况下，当筒状胶芯II 13的磨损失效后，或突然出现高压时，则依靠球形胶芯9，通过控制系统提供的油压，抱住相应管柱，强行起下管柱，以便更换筒状胶芯II 13或处理高压井况，使其处于合适位置，以备后续作业。

本发明的优点是，端盖与上壳体之间通过卡扣连接，便于更换筒状胶芯I和筒状胶芯II，而且安装简捷、方便；易实现带压强行起下管柱时密封井口与管柱之间的环空，易于实现液压伺服控制，减小筒状胶芯I的磨损，使用维护成本显著降低，工作效率明显提高，满足了不压井作业的需求。

Claims (8)

1.一种组合环形防喷器，其特征在于：包括下壳体(1)和与下壳体(1)连接的上壳体(11)，下壳体(1)朝向上壳体(11)的一端设置有环形凹槽，该环形凹槽中安装有截面为S型的活塞(2)，活塞(2)与下壳体(1)的外环接触面之间设置有组合密封圈I(3)，活塞(2)与下壳体(1)的内环接触面之间设置有组合密封圈II(4)，活塞(2)与上壳体(11)接触面之间设置有防尘圈(7)，防尘圈(7)与上壳体(11)之间通过凹槽与凸棱的方式结合，防尘圈(7)与活塞(2)接触面之间设置有组合密封圈III(5)，防尘圈(7)与下壳体(1)的外环接触面之间设置有密封圈I(6)，防尘圈(7)与上壳体(11)接触面之间设置有密封圈II(8)；

在上壳体(11)的下段内表面设置有球型凹槽，该球型凹槽内安装有球形胶芯(9)，球形胶芯(9)的下端与活塞(2)的上端面接触；

在上壳体(11)的上段内表面设置有圆柱形凹槽，该圆柱形凹槽中从轴心向外依次安装有筒状胶芯I(12)、筒状胶芯II(13)，上壳体(11)在圆柱形凹槽处向外开有通孔，通孔外口与马龙套总成(14)联通；

上壳体(11)的上端口设置有端盖(16)，端盖(16)上安装有定位销(17)。

2.根据权利要求1所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的球形胶芯(9)为球形或锥形形状。

3.根据权利要求1所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的端盖(16)与上壳体(11)之间通过卡扣或螺栓-螺母结构连接。

4.根据权利要求1所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的筒状胶芯I(12)由铁芯(19)与橡胶I(20)组成；其中铁芯(19)为分体式或整体式结构。

5.根据权利要求1所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的筒状胶芯II(13)由橡胶II(22)及在橡胶II(22)两端设置的铁芯I(21)和铁芯II(23)组成。

6.根据权利要求1或5所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的筒状胶芯II(13)选用圆筒状或胶囊状。

7.根据权利要求5所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的筒状胶芯II(13)的铁芯之间设置有一个支架(15)，支架(15)为两半式或整体式，且圆周方向开有多个进液孔。

8.根据权利要求5所述的组合环形防喷器，其特征在于：所述的筒状胶芯II(13)上的橡胶II(22)在内圆周方向开设有凹槽。

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