CN103867157B - 管口快速封堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管口快速封堵装置，适用于可控不压井作业技术领域。该管口快速封堵装置包括外壳，所述外壳一端设有卡瓦容置腔，另一端形成一推抵机构腔；一滑块能移动地设置在所述推抵机构腔，一弹簧的两端分别顶抵于外壳及滑块；滑块一端连接有一中心管，中心管一端部突出所述外壳并形成密封部，该密封部能与被封堵的管柱内壁密封连接；推抵机构腔端部连接有一手柄，该手柄能推动滑块并带动中心管轴向移动；卡瓦容置腔沿周向设有多个卡瓦，所述卡瓦能沿卡瓦容置腔的径向外扩凸出而与管柱内壁紧固卡合。本发明的管口快速封堵装置结构简单、紧凑，安装及维修方便快捷；能够实现对管口的快速封堵，同时设有溢流装置，安全环保。

Description

管口快速封堵装置

技术领域

本发明涉及一种管口封堵装置，特别涉及一种适用于可控不压井作业的管口快速封堵装置，用于防止作业过程中管内流体泄漏而造成井口失控、环境污染。

背景技术

随着可控不压井作业技术的发展，需要解决井下无封堵管柱的管内井口防喷、防污问题。以往常用的井口封堵装置有胶盖式和胶塞式，封堵效率低，且封堵后不易起出；螺纹式封堵装置，虽然承受的封堵压力大，但是封堵的比较慢，难以适应不压井作业的工况。

为了解决管内井口防喷、防污问题，需要结构紧凑、性能可靠、具有快速封堵功能的管口封堵装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于不压井作业的结构紧凑、性能可靠的管口快速封堵装置，同时能够解决管内井口防喷、防污染问题。

本发明提出的管口快速封堵装置，其中，所述管口快速封堵装置包括：外壳，所述外壳内腔设有一环凸台，所述环凸台一侧形成卡瓦容置腔，另一侧形成推抵机构腔；一滑块能移动地设置在所述推抵机构腔；一中心管的一端为连接端并贯穿所述卡瓦容置腔与所述滑块固定连接，所述中心管另一端突出所述外壳并形成密封部，所述密封部能与被封堵的管柱内壁密封连接；一弹簧套设于所述中心管外部，两端分别顶抵于所述滑块及所述环凸台；所述推抵机构腔端部连接有一手柄，所述手柄能推动所述滑块轴向移动并带动所述中心管进一步突出所述外壳；多个卡瓦设置在所述中心管的外周，并嵌合于所述卡瓦容置腔侧壁的多个容置槽内，所述卡瓦能沿径向向所述卡瓦容置腔的外部扩径凸出而与所述管柱内壁紧固卡合。

在优选的实施方式中，所述滑块内设有溢流孔道，中心管的所述连接端与所述溢流孔道的一端相连接，所述中心管内腔形成与所述溢流孔道相贯通的溢流通道。

在优选的实施方式中，所述溢流孔道另一端位于所述滑块侧壁并形成一连接孔，一变扣接头的一端与所述连接孔相连接，所述变扣接头的另一端与一球阀相连接。

在优选的实施方式中，通过一贯穿所述外壳侧壁的转轴，所述手柄与所述中心管轴线相正交地容置在所述推抵机构腔一端内，且所述手柄的操作端延伸至所述外壳侧壁的外部，并能嵌置在所述外壳侧壁上设置的缺口内；所述手柄的一侧与所述滑块相抵靠；向所述外壳的轴线方向扳动所述手柄，所述手柄能绕所述转轴转动并推抵所述滑块轴向移动，推抵过程中所述手柄与滑块始终接触的一端为手柄的推抵端。

在优选的实施方式中，所述手柄面对所述滑块的一侧与所述推抵端之间形成圆滑过渡部。

在优选的实施方式中，所述转轴中心距所述推抵端的距离等于所述滑块轴向移动的最大距离。

在优选的实施方式中，所述推抵机构腔侧壁对应所述变扣接头的位置设有长槽，所述长槽沿所述外壳轴向的长度大于等于所述滑块轴向移动的最大距离。

在优选的实施方式中，所述滑块侧壁设有至少一个轴向凹槽，所述外壳相对所述轴向凹槽的位置穿设有开槽螺钉，所述开槽螺钉能嵌置于所述轴向凹槽内，防止所述滑块相对所述外壳转动。

在优选的实施方式中，位于所述卡瓦容置腔内部的所述中心管外周壁形成朝向所述密封部一侧渐扩的喇叭口状的锥面，所述卡瓦内壁能与所述中心管的锥面相配合，所述中心管的锥面能推动所述卡瓦沿径向向所述卡瓦容置腔的外部扩径凸出。

本发明的管口快速封堵装置，其中心管与滑块通过螺纹连接，所述手柄、滑块、弹簧、外壳的连接及限位使得整个装置结构紧凑。

同时，所述管口快速封堵装置采用卡瓦机构，通过卡瓦将封堵件(即中心管)牢牢锁定在管柱内壁上，增强了封堵件的承压能力，提高了整个装置的安全性能。

此外，所述管口快速封堵装置上设有溢流通道，封堵管口后，管内流体可以通过溢流通道并最终经所述球阀排放到指定位置，进而减少环境污染。

而且，本发明的管口快速封堵装置操作及维护方便快捷。上提手柄将中心管从外壳中推出，将中心管迅速插入管口内，下压手柄，卡瓦张开锁定管柱，即可实现快速封堵功能。

同时，中心管和滑块通过螺纹连接，滑块和外壳通过弹簧连接，取下手柄与外壳的连接螺栓就可以进行相关维护操作。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性解释和说明，并不用以限制本发明的范围。其中：

图1为本发明一较佳实施例的管口快速封堵装置整体结构剖视图。

图2为图1的俯视半剖视图。

图3为本发明管口快速封堵装置的手柄推到上极限位置的剖视图。

附图标号说明：1-外壳，2-密封部，3-中心管，4-滑块，5-推抵机构腔，6-弹簧，7-溢流孔道，8-密封圈，9-溢流通道，10-变扣接头，11-球阀，12-螺栓，13-开槽紧定螺钉，14-卡瓦容置腔，15-卡瓦，16-开槽螺钉，17-连接孔，18-圆滑过渡部，19-手柄，20-环凸台，21-连接端，22-推抵端，23-操作端，24-容置槽，25-缺口。

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，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示为本发明的管口快速封堵装置整体结构剖视图，其中，该管口快速封堵装置包括：外壳1，其内腔设有一环凸台20，环凸台20一侧形成卡瓦容置腔14，另一侧形成推抵机构腔5；一滑块4设置在推抵机构腔5并能轴向移动；一中心管3的一端为连接端21并贯穿卡瓦容置腔14与滑块4固定连接，中心管3另一端突出外壳1并形成密封部2，该密封部2进一步设有能与被封堵的管柱内壁密封连接的密封圈8；一弹簧6套设于中心管3外部，两端分别顶抵于滑块4及环凸台20；该推抵机构腔5端部(如图1所示为右端)连接有一手柄19，该手柄19能推动滑块4轴向移动并带动中心管3进一步突出外壳1；请同时参考图2，多个卡瓦15设置在中心管3的外周，并嵌合于卡瓦容置腔14侧壁的多个容置槽24内，卡瓦15能沿径向向卡瓦容置腔14的外部扩径凸出而与管柱内壁紧固卡合。

在一个具体实施例中，滑块4内设有溢流孔道7，中心管3的连接端21与溢流孔道7的一端螺纹连接，且滑块4于该螺纹连接处进一步设有开槽螺钉16，用于进一步紧固中心管3及滑块4的螺纹连接；中心管3内腔形成与溢流孔道7相贯通的溢流通道9。

其中，溢流孔道7另一端位于滑块4侧壁并形成一连接孔17，一变扣接头10的一端与该连接孔17相连接，变扣接头10的另一端与一球阀11相连接，当管口封堵后，管内流体可经溢流通道9进入变扣接头10，最终经球阀11排放至指定位置。

一个可行的技术方案是，通过一贯穿所述外壳侧壁的转轴(例如图2中所示的螺栓12，在其他实施例中也可以是一销轴或其他轴类零件)，手柄19与中心管3轴线相正交地容置在推抵机构腔5一端内，且手柄19的操作端23延伸至外壳1侧壁的外部，并能嵌置在外壳1侧壁上设置的缺口25内；手柄19的一侧与滑块4相抵靠，向外壳1的轴线方向扳动手柄19时(如图3所示为向右端扳动手柄)，手柄19能绕转轴转动并推抵滑块4轴向移动，推抵过程中手柄19与滑块4始终接触的一端为手柄的推抵端22。

优选地，手柄19面对滑块4的一侧与推抵端22之间形成圆滑过渡部18，圆滑过渡部18的设置能够减小手柄19在推抵滑块4时所产生的摩擦阻力，操作较为省力便捷。

此外，转轴(如图2中即为螺栓12)中心距手柄的推抵端22的距离等于滑块4能够轴向移动的最大距离，手柄19扳动至右极限位置的结构状态如图3所示。

进一步地，推抵机构腔5侧壁对应变扣接头10的位置设有长槽，所述长槽沿外壳1轴向的长度大于等于滑块4轴向移动的最大距离，该长槽的设置能够保证扳动手柄19时变扣接头10能够自由移动，同时便于变扣接头10及中心管3与滑块4的连接。

一个可行的方案是，滑块4侧壁设有至少一个轴向凹槽，外壳1相对轴向凹槽的位置穿设有开槽螺钉16，开槽螺钉16能嵌置于所述轴向凹槽内，进而防止滑块4相对外壳1发生转动。

进一步地，位于卡瓦容置腔14内部的中心管3外周壁形成朝向密封部2一侧渐扩的喇叭口状的锥面，卡瓦15内壁能与中心管的锥面相配合，所述中心管的锥面能推动卡瓦15沿径向向卡瓦容置腔14的外部扩径凸出而与管柱内壁紧固卡合。

以下结合附图进一步说明本发明管口快速封堵装置的工作原理。

请参考图1至图3，该管口快速封堵装置的外壳1位于环凸台20的一侧形成卡瓦容置腔14，另一侧形成推抵机构腔5；滑块4能轴向移动地设置在推抵机构腔5；中心管3的连接端21贯穿卡瓦容置腔14与滑块4的溢流孔道7固定连接，中心管3另一端突出外壳1并形成能与被封堵的管柱内壁密封连接的密封部2；弹簧6套设于中心管3外部，两端分别顶抵于滑块4及环凸台20；推抵机构腔5的端部(如图1所示为右端)连接的手柄19能推动滑块4轴向移动并带动中心管3进一步突出外壳1；卡瓦15设置在中心管3的外周并嵌合于卡瓦容置腔14侧壁的容置槽24内，卡瓦15能沿径向向卡瓦容置腔14的外部扩径凸出而与管柱内壁紧固卡合。

工作时通过向右扳动手柄19而推动滑块4向左移动，进而将中心管3进一步推出外壳1；同时在扳动手柄19的过程中弹簧6进一步压缩。待手柄19扳到右极限位置时，中心管3被快速插入待进行封堵的管柱内，通过中心管密封部2外部设置的密封圈8实现与管柱内壁的密封连接；然后下压手柄19，同时在弹簧6的弹性恢复力推动下，外壳1相对中心管3向下移动，此时，位于卡瓦容置腔14的卡瓦15在中心管锥面的导向及推动下沿卡瓦容置腔14径向外扩凸出并牢牢锁固在管柱内壁上，进而通过密封部2的密封及卡瓦15的锁固，实现对管柱的快速封堵。

此外，在封堵管口后，若管柱内仍有流体，还可通过中心管的溢流通道9进入所述变扣接头10，最后经球阀11排放到指定位置，进而减少环境污染。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限制本发明的范围。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的等同变化与修改，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种管口快速封堵装置，其特征在于，所述管口快速封堵装置包括：外壳，所述外壳内腔设有一环凸台，所述环凸台一侧形成卡瓦容置腔，另一侧形成推抵机构腔；一滑块能移动地设置在所述推抵机构腔；一中心管的一端为连接端并贯穿所述卡瓦容置腔与所述滑块固定连接，所述中心管另一端突出所述外壳并形成密封部，所述密封部能与被封堵的管柱内壁密封连接；一弹簧套设于所述中心管外部，两端分别顶抵于所述滑块及所述环凸台；所述推抵机构腔端部连接有一手柄，所述手柄能推动所述滑块轴向移动并带动所述中心管进一步突出所述外壳；多个卡瓦设置在所述中心管的外周，并嵌合于所述卡瓦容置腔侧壁的多个容置槽内，所述卡瓦能沿径向向所述卡瓦容置腔的外部扩径凸出而与所述管柱内壁紧固卡合。

2.如权利要求1所述的管口快速封堵装置，其特征在于，所述滑块内设有溢流孔道，中心管的所述连接端与所述溢流孔道的一端相连接，所述中心管内腔形成与所述溢流孔道相贯通的溢流通道。

3.如权利要求2所述的管口快速封堵装置，其特征在于，所述溢流孔道另一端位于所述滑块侧壁并形成一连接孔，一变扣接头的一端与所述连接孔相连接，所述变扣接头的另一端与一球阀相连接。

4.如权利要求1至3任一项所述的管口快速封堵装置，其特征在于，通过一贯穿所述外壳侧壁的转轴，所述手柄与所述中心管轴线相正交地容置在所述推抵机构腔一端内，且所述手柄的操作端延伸至所述外壳侧壁的外部，并能嵌置在所述外壳侧壁上设置的缺口内；所述手柄的一侧与所述滑块相抵靠；向所述外壳的轴线方向扳动所述手柄，所述手柄能绕所述转轴转动并推抵所述滑块轴向移动，推抵过程中所述手柄与滑块始终接触的一端为手柄的推抵端。

5.如权利要求4所述的管口快速封堵装置，其特征在于，所述手柄面对所述滑块的一侧与所述推抵端之间形成圆滑过渡部。

6.如权利要求4所述的管口快速封堵装置，其特征在于，所述转轴中心距所述推抵端的距离等于所述滑块轴向移动的最大距离。

7.如权利要求3所述的管口快速封堵装置，其特征在于，所述推抵机构腔侧壁对应所述变扣接头的位置设有长槽，所述长槽沿所述外壳轴向的长度大于等于所述滑块轴向移动的最大距离。

8.如权利要求1所述的管口快速封堵装置，其特征在于，所述滑块侧壁设有至少一个轴向凹槽，所述外壳相对所述轴向凹槽的位置穿设有开槽螺钉，所述开槽螺钉能嵌置于所述轴向凹槽内，防止所述滑块相对所述外壳转动。

9.如权利要求1所述的管口快速封堵装置，其特征在于，位于所述卡瓦容置腔内部的所述中心管外周壁形成朝向所述密封部一侧渐扩的喇叭口状的锥面，所述卡瓦内壁能与所述中心管的锥面相配合，所述中心管的锥面能推动所述卡瓦沿径向向所述卡瓦容置腔的外部扩径凸出。