CN103573201B - 胀芯式机械带压换阀装置 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及闸阀更换装置技术领域，是一种胀芯式机械带压换阀装置，其包括固定架、顶杆、连接盘、推动盘、工艺法兰和密封法兰，在固定架与连接盘之间固定有不少于两个的双头螺杆，在连接盘上固定有不少于一个的液压油缸，在连接盘的中部有穿行孔，在液压油缸内有活塞杆，活塞杆与推动盘固定在一起，顶杆的右端固定在推动盘上，顶杆的中部位于穿行孔内。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其能够在带压条件下更换闸阀，在更换闸阀的过程中，能够保证良好的密封性能，防止漏压，避免了压井更换闸阀对油层的</b><b>污染和压死，从而避免了对压死油层的复活作业，同时避免了对污染油层的排污作业，节约了油气开采的成本</b><b>。</b>

Description

胀芯式机械带压换阀装置

技术领域

本发明涉及闸阀更换装置技术领域，是一种胀芯式机械带压换阀装置。

背景技术

随着油气田的开采逐渐进入中后期的开采阶段,在开采过程中，采油树及其阀门的工作环境恶化,不断地受到硫化氢的腐蚀，长时间遭受日晒雨淋,频繁开关阀门，致使阀门损坏,因此需要频繁地更换阀门。然而,在带压生产过程中，当采油树的阀门损坏后,更换工作比较困难。现有更换阀门的方法是将井压住后更换阀门,这样会使处于开采中后期的中低压井油层被压死或污染产层,压死后的复活费用昂贵并且复活困难,另外，排除压井对产层的污染更加困难；对于高压井而言，压井作业也具有极大的困难。

发明内容

本发明提供了一种胀芯式机械带压换阀装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有闸阀更换装置在更换闸阀的过程中存在的污染产层和压死油层的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种胀芯式机械带压换阀装置，包括固定架、顶杆、连接盘、推动盘、工艺法兰和密封法兰，在固定架与连接盘之间固定有不少于两个的双头螺杆，在连接盘上固定有不少于一个的液压油缸，在连接盘的中部有穿行孔，在液压油缸内有活塞杆，活塞杆与推动盘固定在一起，顶杆的右端固定在推动盘上，顶杆的中部位于穿行孔内，在顶杆的左端固定有胀芯密封堵塞装置，在连接盘左方的顶杆外侧套装有密封法兰，在密封法兰与胀芯密封堵塞装置之间的顶杆上有限位凹台，在限位凹台上固定安装有工艺法兰。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述顶杆的轴线方向可有左右贯通的轴向注脂孔，轴向注脂孔与胀芯密封堵塞装置的内部相通，在顶杆的右端有与轴向注脂孔相通的泄压孔，在泄压孔的右方的轴向注脂孔内固定安装有单流阀，胀芯密封堵塞装置包括堵塞头、胀芯垫圈、胀芯密封圈和胀芯压帽，堵塞头呈左窄右宽的锥状，在堵塞头的中部外侧有安装槽，在安装槽内固定有两个胀芯垫圈，在两个胀芯垫圈之间固定有胀芯密封圈，在胀芯密封圈的内侧分布有凹槽，在与凹槽相对应的堵塞头上有径向通孔，径向通孔均与凹槽和堵塞头的内部相通，在凹槽右方的堵塞头上固定安装有胀芯压帽，胀芯压帽与相邻的胀芯垫圈顶紧在一起。

上述连接盘上可固定有上液压油缸和下液压油缸，上液压油缸位于穿行孔的上方，下液压油缸位于穿行孔的下方，在推动盘的上部有与上液压油缸的活塞杆右端相对应的上固定开口槽，上液压油缸的活塞杆右端固定安装在上固定开口槽内，在顶杆的右部有固定槽，在推动盘的中部有与固定槽相对应的中固定开口槽，顶杆右部通过固定槽和中固定开口槽与推动盘固定安装在一起，在推动盘的下部有与下液压油缸的活塞杆右端相对应的下固定开口槽，下液压油缸的活塞杆右端固定安装在下固定开口槽内，上固定开口槽、中固定开口槽和下固定开口槽均开口朝向前方。

上述密封法兰可包括左法兰盘和右法兰盘，左法兰盘和右法兰盘通过泄压螺钉固定安装在一起，在左法兰盘的右端内侧一体有内凹台，在内凹台内固定有组合密封装置，组合密封装置包括两个金属密封环，在两个金属密封环之间固定有不少于一个的V型密封圈和不少于一个的凸型密封圈，V型密封圈和凸型密封圈交替分布，在左法兰盘上固定安装有压力表。

上述工艺法兰的中部下侧可有开口朝下的U型槽，U型槽与限位凹台相对应，工艺法兰通过U型槽和限位凹台固定在顶杆上。

上述双头螺杆可包括第一双头螺杆、第二双头螺杆、第三双头螺杆和第四双头螺杆，第一双头螺杆和第二双头螺杆与固定架的前端和连接盘的前端均通过螺母固定安装在一起，第三双头螺杆和第四双头螺杆与固定架的后端和连接盘的后端均通过螺母固定安装在一起。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其能够在带压条件下更换闸阀，在更换闸阀的过程中，能够保证良好的密封性能，防止漏压，避免了压井更换闸阀对油层的污染和压死，从而避免了对压死油层的复活作业，同时避免了对污染油层的排污作业，节约了油气开采的成本。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图中堵塞头的主视局部剖视结构示意图。

附图3为本发明最佳实施例处于工作状态的局部剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为固定架，2为顶杆，3为连接盘，4为推动盘，5为工艺法兰，6为闸阀，7为活塞杆，8为轴向注脂孔，9为泄压孔，10为单流阀，11为堵塞头，12为胀芯垫圈，13为胀芯密封圈，14为胀芯压帽，15为凹槽，16为径向通孔，17为上液压油缸，18为下液压油缸，19为左法兰盘，20为右法兰盘，21为组合密封装置，22为第一双头螺杆，23为第二双头螺杆，24为井口四通。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1至3所示，该胀芯式机械带压换阀装置包括固定架1、顶杆2、连接盘3、推动盘4、工艺法兰5和密封法兰，在固定架1与连接盘3之间固定有不少于两个的双头螺杆，在连接盘3上固定有不少于一个的液压油缸，在连接盘3的中部有穿行孔，在液压油缸内有活塞杆7，活塞杆7与推动盘4固定在一起，顶杆2的右端固定在推动盘4上，顶杆2的中部位于穿行孔内，在顶杆2的左端固定有胀芯密封堵塞装置，在连接盘3左方的顶杆2外侧套装有密封法兰，在密封法兰与胀芯密封堵塞装置之间的顶杆2上有限位凹台，在限位凹台上固定安装有工艺法兰5。胀芯密封堵塞装置的设置能够在带压更换闸阀的过程中，保证与更换闸阀相连接的井口四通24一侧具有良好的密封性能，防止漏压，避免了压井更换闸阀对油层的污染和压死，从而避免了对压死油层的复活作业，同时避免了对污染油层的排污作业，节约了油气开采的成本，液压油缸的设置能够辅助胀芯密封堵塞装置和顶杆2的进入与抽出，降低了工作人员的劳动强度；工艺法兰5的设置能够维持故障闸阀拆除后和新闸阀安装前的密封载荷和预紧。双头螺杆和液压油缸均为现有公知技术。

可根据实际需要，对上述胀芯式机械带压换阀装置作进一步优化或/和改进：

如附图1至3所示，在顶杆2的轴线方向有左右贯通的轴向注脂孔8，轴向注脂孔8与胀芯密封堵塞装置的内部相通，在顶杆2的右端有与轴向注脂孔8相通的泄压孔9，在泄压孔9的右方的轴向注脂孔8内固定安装有单流阀10，胀芯密封堵塞装置包括堵塞头11、胀芯垫圈12、胀芯密封圈13和胀芯压帽14，堵塞头11呈左窄右宽的锥状，在堵塞头11的中部外侧有安装槽，在安装槽内固定有两个胀芯垫圈12，在两个胀芯垫圈12之间固定有胀芯密封圈13，在胀芯密封圈13的内侧分布有凹槽15，在与凹槽15相对应的堵塞头11上有径向通孔16，径向通孔16均与凹槽15和堵塞头11的内部相通，在凹槽15右方的堵塞头11上固定安装有胀芯压帽14，胀芯压帽14与相邻的胀芯垫圈12顶紧在一起。预先采用顶丝将泄压孔9堵住，接着将手动注脂枪和单流阀10固定安装在一起，然后通过手动注脂枪向单流阀10内注入油脂，油脂依序通过轴向注脂孔8和径向通孔16进入凹槽15，使胀芯密封圈13沿径向向外侧膨胀，实现井口四通24右侧与堵塞头11的密封；另外，泄压孔9能够将顶杆2内压力泄除，单流阀10为现有公知技术。

如附图1至3所示，在连接盘3上固定有上液压油缸17和下液压油缸18，上液压油缸17位于穿行孔的上方，下液压油缸18位于穿行孔的下方，在推动盘4的上部有与上液压油缸17的活塞杆7右端相对应的上固定开口槽，上液压油缸17的活塞杆7右端固定安装在上固定开口槽内，在顶杆2的右部有固定槽，在推动盘4的中部有与固定槽相对应的中固定开口槽，顶杆2右部通过固定槽和中固定开口槽与推动盘4固定安装在一起，在推动盘4的下部有与下液压油缸18的活塞杆7右端相对应的下固定开口槽，下液压油缸18的活塞杆7右端固定安装在下固定开口槽内，上固定开口槽、中固定开口槽和下固定开口槽均开口朝向前方。

如附图1至3所示，密封法兰包括左法兰盘19和右法兰盘20，左法兰盘19和右法兰盘20通过泄压螺钉固定安装在一起，在左法兰盘19的右端内侧一体有内凹台，在内凹台内固定有组合密封装置21，组合密封装置21包括两个金属密封环，在两个金属密封环之间固定有不少于一个的V型密封圈和不少于一个的凸型密封圈，V型密封圈和凸型密封圈交替分布，在左法兰盘19上固定安装有压力表。组合密封装置21能够提高左法兰盘19和右法兰盘20与顶杆2连接处的密封性能。

如附图1至3所示，在工艺法兰5的中部下侧有开口朝下的U型槽，U型槽与限位凹台相对应，工艺法兰5通过U型槽和限位凹台固定在顶杆2上。

如附图1至3所示，双头螺杆包括第一双头螺杆22、第二双头螺杆23、第三双头螺杆和第四双头螺杆，第一双头螺杆22和第二双头螺杆23与固定架1的前端和连接盘3的前端均通过螺母固定安装在一起，第三双头螺杆和第四双头螺杆与固定架1的后端和连接盘3的后端均通过螺母固定安装在一起。第一双头螺杆22、第二双头螺杆23、第三双头螺杆和第四双头螺杆的设置能够起到支撑作用。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：第一步，将固定架1固定安装在井口四通24上，预先将胀芯密封堵塞装置和顶杆2固定安装在一起，接着将密封法兰与故障闸阀右端通过螺栓固定在一起，将胀芯密封堵塞装置与顶杆2一起从密封法兰的右端套装入密封法兰内，使胀芯密封堵塞装置的前端处于故障闸阀闸板的右侧，顶杆2的右部穿过穿行孔，紧接着将液压油缸与连接盘3装配在一起，调整活塞杆7的伸出长度，将活塞杆7与推动盘4装配在一起，并将推动盘4卡在固定槽内；第二步，调节右法兰盘20，打开故障闸阀内的闸板，同时启动液压油缸，缓慢地将顶杆2从右至左推行，当液压油缸的活塞杆7拉回至预设限位时，堵塞头11穿过闸板并刚好完全进入四通脖颈端，然后在顶杆2的右端安装单流阀10，接着通过手动注脂枪通过单流阀10向顶杆2的内部注入油脂，油脂通过径向通孔16进入凹槽15使胀芯密封圈13沿径向向外侧膨胀，同时反复旋松和旋紧密封法兰上的泄压螺钉，观察压力表的读数变化，当压力表的读数为零时，胀芯密封圈13处于完全密封状态；第三步，松开故障闸阀与井口四通24的螺栓，将故障闸阀6连同密封法兰一起向右移动，当井口四通24与故障闸阀的距离大于100mm时，将工艺法兰5卡装入限位凹台内，并用螺栓将工艺法兰5与四通固定在一起，然后拆除液压油缸、连接盘3及推动盘4，将故障闸阀与密封法兰同时沿顶杆2向右移出，完成故障闸阀的拆除；第四步，将新闸阀与密封法兰固定安装在一起，然后套装在顶杆2上，并且将液压油缸、连接盘3及推动盘4装配好，接着将新闸阀送至工艺法兰5的右侧，随后将工艺法兰5从井口四通24上拆下，紧接着将新闸阀与井口四通24通过螺栓固定在一起，再将堵塞头11井口四通24内推至闸板的右侧，关闭闸板，将堵塞头11和顶杆2从密封法兰内退出，将密封法兰从新闸阀上拆除，最后将固定架1、液压油缸、连接盘3和推动盘4等拆除，闸阀更换工作完毕。

Claims (6)

1.一种胀芯式机械带压换阀装置，其特征在于包括固定架、顶杆、连接盘、推动盘、工艺法兰和密封法兰，在固定架与连接盘之间固定有不少于两个的双头螺杆，在连接盘上固定有不少于一个的液压油缸，在连接盘的中部有穿行孔，在液压油缸内有活塞杆，活塞杆与推动盘固定在一起，顶杆的右端固定在推动盘上，顶杆的中部位于穿行孔内，在顶杆的左端固定有胀芯密封堵塞装置，在连接盘左方的顶杆外侧套装有密封法兰，在密封法兰与胀芯密封堵塞装置之间的顶杆上有限位凹台，在限位凹台上固定安装有工艺法兰；其中：顶杆的轴线方向有左右贯通的轴向注脂孔，轴向注脂孔与胀芯密封堵塞装置的内部相通，在顶杆的右端有与轴向注脂孔相通的泄压孔，在泄压孔的右方的轴向注脂孔内固定安装有单流阀，胀芯密封堵塞装置包括堵塞头、胀芯垫圈、胀芯密封圈和胀芯压帽，堵塞头呈左窄右宽的锥状，在堵塞头的中部外侧有安装槽，在安装槽内固定有两个胀芯垫圈，在两个胀芯垫圈之间固定有胀芯密封圈，在胀芯密封圈的内侧分布有凹槽，在与凹槽相对应的堵塞头上有径向通孔，径向通孔均与凹槽和堵塞头的内部相通，在凹槽右方的堵塞头上固定安装有胀芯压帽，胀芯压帽与相邻的胀芯垫圈顶紧在一起。

2.根据权利要求1所述的胀芯式机械带压换阀装置，其特征在于连接盘上固定有上液压油缸和下液压油缸，上液压油缸位于穿行孔的上方，下液压油缸位于穿行孔的下方，在推动盘的上部有与上液压油缸的活塞杆右端相对应的上固定开口槽，上液压油缸的活塞杆右端固定安装在上固定开口槽内，在顶杆的右部有固定槽，在推动盘的中部有与固定槽相对应的中固定开口槽，顶杆右部通过固定槽和中固定开口槽与推动盘固定安装在一起，在推动盘的下部有与下液压油缸的活塞杆右端相对应的下固定开口槽，下液压油缸的活塞杆右端固定安装在下固定开口槽内，上固定开口槽、中固定开口槽和下固定开口槽均开口朝向前方。

3.根据权利要求1或2所述的胀芯式机械带压换阀装置，其特征在于密封法兰包括左法兰盘和右法兰盘，左法兰盘和右法兰盘通过泄压螺钉固定安装在一起，在左法兰盘的右端内侧一体有内凹台，在内凹台内固定有组合密封装置，组合密封装置包括两个金属密封环，在两个金属密封环之间固定有不少于一个的V型密封圈和不少于一个的凸型密封圈，V型密封圈和凸型密封圈交替分布，在左法兰盘上固定安装有压力表。

4.根据权利要求1或2所述的胀芯式机械带压换阀装置，其特征在于工艺法兰的中部下侧有开口朝下的U型槽，U型槽与限位凹台相对应，工艺法兰通过U型槽和限位凹台固定在顶杆上。

5.根据权利要求3所述的胀芯式机械带压换阀装置，其特征在于工艺法兰的中部下侧有开口朝下的U型槽，U型槽与限位凹台相对应，工艺法兰通过U型槽和限位凹台固定在顶杆上。

6.根据权利要求5所述的胀芯式机械带压换阀装置，其特征在于双头螺杆包括第一双头螺杆、第二双头螺杆、第三双头螺杆和第四双头螺杆，第一双头螺杆和第二双头螺杆与固定架的前端和连接盘的前端均通过螺母固定安装在一起，第三双头螺杆和第四双头螺杆与固定架的后端和连接盘的后端均通过螺母固定安装在一起。