CN104131798A - 一种用于防喷器的大范围变径闸板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于防喷器的大范围变径闸板，包含，一对闸板组件，每一所述闸板组件包含：闸板体，所述的闸板体顶部设有一顶部槽，其端部中间部位设有一空腔，所述一对闸板组件对称设置时，两闸板体的空腔呈相对位置；顶密封胶芯，设置在顶部槽内；前密封胶芯，设置在闸板体端部中间部位的空腔内，通过一吊紧螺钉与所述闸板体连接。本发明在不更换闸板总成的情况下可实现密封不同尺寸的钻杆，密封可靠、稳定，大大减少防喷器使用过程中更换闸板的次数。

Description

一种用于防喷器的大范围变径闸板

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井安全控制设备领域，具体涉及一种用于防喷器的大范围变径闸板。

背景技术

在石油、天然气钻井过程中地层流体一旦失去控制，就可能发生井涌或井喷失控。井喷失控会使井下情况复杂化，无法进行正常钻井作业甚至损坏钻井设备，破坏油气资源，污染自然环境并危及钻井人员和油气井的安全。

要有效地控制井喷，必须使用防喷器。闸板是防喷器的关键部件，主要用途是在钻井、修井、试油等过程中控制井口压力，有效的防止井喷事故发生，实现安全施工。

现有技术中，密封不同尺寸的钻杆需更换对应规格的闸板，多次更换闸板，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于防喷器的大范围变径闸板，在不更换闸板总成的情况下可实现密封不同尺寸的钻杆，密封可靠、稳定，大大减少防喷器使用过程中更换闸板的次数。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种用于防喷器的大范围变径闸板，其特点是，包含，

一对闸板组件，每一所述闸板组件包含：

闸板体，所述的闸板体顶部设有一顶部槽，其端部中间部位设有一空腔，所述一对闸板组件对称设置时，两闸板体的空腔呈相对位置；

顶密封胶芯，设置在顶部槽内；

前密封胶芯，设置在闸板体端部中间部位的空腔内，通过一吊紧螺钉与所述闸板体连接。

所述的顶密封胶芯呈半圆弧形，其两端设有垫铁，所述一对闸板组件对称设置时，两顶密封胶芯包围成一圆环。

所述的前密封胶芯包含：本体，所述本体呈“Ω”形，所述一对闸板组件对称设置时，两本体中间部位包围成一圆环；

多个骨架，均布在本体的凸起部分所述骨架在本体凸起的内侧形成一前密封圆弧；

两块上垫铁，对称设置在本体水平部分的上部；所述每一上垫铁包含第一导向台肩及上防挤板；

两块下垫铁，对称设置在本体水平部分的底部及两侧，所述每一下垫铁为L形结构，包含第二导向台肩、下防挤板、侧防挤板；

所述的骨架可沿第一导向台肩、第二导向台肩滑动。

所述的骨架包含依次连接的上铁芯、支撑筋及下铁芯；

所述的上铁芯与下铁芯在水平方向的外形尺寸一致。

所述的上铁芯与下铁芯采用三角形结构。

所述的上铁芯与下铁芯采用三角形小锐角倒角结构。

所述的上铁芯的厚度大于下铁芯的厚度。

一种变径闸板总成，其特点是，包含大范围变径闸板。

一种闸板防喷器，其特点是，包含大范围变径闸板。

本发明一种用于防喷器的大范围变径闸板与现有技术相比具有以下优点：由于顶密封胶芯底平面光滑无台阶，大大减小了在密封小钻杆时顶密封胶芯的橡胶变形率，提高顶密封胶芯的使用寿命；由于设有上垫铁及下垫铁，保证了前密封端面的接触面积，有效提高前密封胶芯的密封能力及使用寿命；由于上铁芯与下铁芯在水平方向的外形尺寸一致，采用三角形小锐角处倒角结构，加工方便，使得骨架与不同钻杆圆弧密封面之间更加贴合；由于上铁芯厚，下铁芯薄，保证前密封圆弧的橡胶与钻杆的接触面积。

附图说明

图1为本发明一种用于防喷器的大范围变径闸板的整体结构示意图。

图2为前密封胶芯的整体结构示意图。

图3为前密封胶芯密封钻杆的示意图。

图4为前密封胶芯俯视图。

图5为上垫铁结构示意图。

图6为下垫铁结构示意图。

图7为骨架的整体结构示意图。

图8为防喷器的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，一种用于防喷器的大范围变径闸板，包含，一对闸板组件，每一所述闸板组件包含：闸板体1，所述的闸板体1顶部设有一顶部槽11，其端部中间部位设有一空腔，所述一对闸板组件对称设置时，两闸板体1的空腔呈相对位置；顶密封胶芯2，设置在顶部槽11内；前密封胶芯3，设置在闸板体1端部中间部位的空腔内，通过一吊紧螺钉4与所述闸板体1连接。

如图1结合图3所示，顶密封胶芯2呈半圆弧形，其两端设有垫铁，垫铁用于防止橡胶在高压下挤出损坏，同时限定了橡胶的变形流动方向。所述一对闸板组件对称设置时，两顶密封胶芯2包围成一圆环。顶密封胶芯2的底平面光滑无台阶，大大减小了变径闸板总成在密封小钻杆6时顶密封胶芯的橡胶变形率，提高顶密封胶芯的使用寿命。

如图2至图6所示，前密封胶芯3包含：本体31，所述本体31呈“Ω”形，所述一对闸板组件对称设置时，两本体31中间部位包围成一圆环；多个骨架32，均布在本体31的凸起部分，在密封不同钻杆6时，骨架32在相互挤压力作用下旋转，紧贴钻杆6外圆弧面，均布钻杆6周边，可有效防止胶芯挤出，所述骨架32在本体31凸起的内侧形成一前密封圆弧5；两块上垫铁33，对称设置在本体31水平部分的上部；如图5所示，所述每一上垫铁33包含第一导向台肩331及上防挤板332；两块下垫铁34，对称设置在本体31水平部分的底部及两侧，如图6所示，所述每一下垫铁34为L形结构，包含第二导向台肩341、下防挤板342、侧防挤板343；所述的骨架32可沿第一导向台肩331、第二导向台肩341滑动。如图4所示，上垫铁33与下垫铁34对前密封凸出闸板部分形成了全包围结构。

根据上垫铁33、下垫铁34受力的不同，设计不同的厚度，在有限的外形尺寸条件下，保证了前密封端面的接触面积，有效提高的密封能力及使用寿命。

如图7所示，骨架32，保证了橡胶在高压状态下的防挤能力、使用寿命及密封可靠性能，其包含依次连接的上铁芯321、支撑筋322及下铁芯323；所述的上铁芯321与下铁芯323在水平方向的外形尺寸一致。上铁芯321与下铁芯323采用三角形结构。本实施例中，上铁芯321与下铁芯323采用三角形小锐角倒角结构，加工方便，能够保证骨架与不同钻杆6圆弧密封面之间更加贴合。根据上铁芯321与下铁芯323受力不同，设计不同的厚度，上铁芯321的厚度大于下铁芯323的厚度，保证骨架32在高压下的防挤能力，同时，在有限的外形尺寸条件下，最大限度的保证了前密封圆弧5的橡胶与钻杆6的接触面积。支撑筋322保证上铁芯321与下铁芯323同步移动。

具体应用：顶密封胶芯2、前密封胶芯采用注模的方法与金属骨架、铁芯硫化成型。前密封胶芯装入闸板体1后用吊紧螺钉4固定，然后在顶部槽11内装入顶密封胶芯2，组装成变径闸板总成10。该闸板总成10两个为一付，将一付闸板总成10装入闸板防喷器20，实现密封变径范围内不同尺寸的钻杆6。如图8，结合图3所示，变径闸板总成10装在防喷器20内，在活塞30的液压力作用下向防喷器20中心移动，可实现密封变径范围内不同尺寸的钻杆6，大大减少防喷器20使用过程中更换闸板的次数。密封不同的钻杆6时，在活塞30液压推动下，前密封圆弧5与钻杆6外圆弧面接触，两个前密封胶芯3的前端面相接触，上垫铁33、下垫铁34、骨架32等金属铁芯可有效防止橡胶在高压下挤出损坏，同时限定了橡胶的变形流动方向，提高密封面接触比压。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种用于防喷器的大范围变径闸板，其特征在于，包含，

一对闸板组件，每一所述闸板组件包含：

闸板体（1），所述的闸板体（1）顶部设有一顶部槽（11），其端部中间部位设有一空腔，所述一对闸板组件对称设置时，两闸板体（1）的空腔呈相对位置；

顶密封胶芯（2），设置在顶部槽（11）内；

前密封胶芯（3），设置在闸板体（1）端部中间部位的空腔内，通过一吊紧螺钉（4）与所述闸板体（1）连接。

2.如权利要求1所述的大范围变径闸板，其特征在于，所述的顶密封胶芯（2）呈半圆弧形，其两端设有垫铁，所述一对闸板组件对称设置时，两顶密封胶芯（2）包围成一圆环。

3.如权利要求1所述的大范围变径闸板，其特征在于，所述的前密封胶芯（3）包含：本体（31），所述本体（31）呈“Ω”形，所述一对闸板组件对称设置时，两本体（31）中间部位包围成一圆环；

多个骨架（32），均布在本体（31）的凸起部分，所述骨架（32）在本体（31）凸起的内侧形成一前密封圆弧（5）；

两块上垫铁（33），对称设置在本体（31）水平部分的上部；所述每一上垫铁（33）包含第一导向台肩（331）及上防挤板(332)；

两块下垫铁（34），对称设置在本体（31）水平部分的底部及两侧，所述每一下垫铁（34）为L形结构，包含第二导向台肩（341）、下防挤板(342)、侧防挤板(343)；

所述的骨架（32）可沿第一导向台肩（331）、第二导向台肩（341）滑动。

4.如权利要求3所述的大范围变径闸板，其特征在于，所述的骨架（32）包含依次连接的上铁芯（321）、支撑筋（322）及下铁芯（323）；

所述的上铁芯（321）与下铁芯（323）在水平方向的外形尺寸一致。

5.如权利要求5所述的大范围变径闸板，其特征在于，所述的上铁芯（321）与下铁芯（323）采用三角形结构。

6.如权利要求6所述的大范围变径闸板，其特征在于，所述的上铁芯（321）与下铁芯（323）采用三角形小锐角倒角结构。

7.如权利要求5所述的大范围变径闸板，其特征在于，所述的上铁芯（321）的厚度大于下铁芯（323）的厚度。

8.一种变径闸板总成，其特征在于，包含如权利要求1~7中任意一项大范围变径闸板。

9.一种闸板防喷器，其特征在于，包含如权利要求1~7中任意一项大范围变径闸板。