CN104790899A - 一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，包括上剪切闸板组件和下剪切闸板组件；上、下剪切闸板组件由上、下剪切闸板、顶密封、上、下刀体、侧密封和刀体密封等零件组成。上、下剪切闸板顶部分别有装入顶密封的顶密封槽，侧部分别有装入侧密封的凹槽，上剪切闸板有装刀体密封的燕尾槽。上刀体和上剪切闸板，下刀体和下剪切闸板均采用嵌入式、或嵌入式和定位螺钉连接方式、或嵌入式和挡块连接方式、或焊接、或直接用螺钉连接方式。上剪切闸板和上刀体，下剪切闸板和下刀体均采用分体设计。上刀体和下刀体均为V形结构。本发明不仅能剪切钻具，同时还具有一定抗硫化氢腐蚀的能力，并保证可靠密封。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油、天然气行业的钻井安全控制设备领域。特别是涉及一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板。
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的失控现象，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。
防喷器是井控设备中控制井口压力、防止井喷最为关键的设备。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，有效地防止井喷事故发生，实现安全施工。当发生井喷而且需要剪断井内钻具，并全封闭井口时必须使用剪切闸板。
现有技术中，常规剪切闸板不具有抗硫化氢的能力，在有硫化氢的环境中使用有一定的风险。由于有的井中含有高硫化氢、二氧化碳等腐蚀气体，造成常规剪切闸板在剪断井内钻具后不能有效密封，给井控安全带来威胁。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，不仅能剪切钻具，同时还具有一定抗硫化氢腐蚀的能力，并保证可靠密封。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，包括上剪切闸板组件和下剪切闸板组件；上剪切闸板组件包括上剪切闸板1、顶密封2、上刀体3、侧密封4、5和刀体密封9；下剪切闸板组件包括顶密封2、侧密封4、5、下刀体6和下剪切闸板7；上剪切闸板1和上刀体3，下剪切闸板7和下刀体6均采用分体结构。
上刀体3和上剪切闸板1，下刀体6和下剪切闸板7均采用嵌入式、或嵌入式和定位螺钉连接方式、或嵌入式和挡块连接方式、或焊接、或直接用螺钉连接方式。
上剪切闸板1有与上刀体3连接的凹槽103，下剪切闸板7有与下刀体6连接的凹槽702；上剪切闸板1和下剪切闸板7顶部分别有装入顶密封2的顶密封槽，上剪切闸板1两侧下方有装侧密封4、5的长方形凹槽101，在长方形凹槽101上方的前部内侧沿整个宽度方向上有横向开的装刀体密封9的燕尾槽102和横向开的装上刀体3的凹槽103；下剪切闸板7两侧上方有装侧密封4、5的长方形凹槽701，在长方形凹槽701前端下侧沿整个宽度方向上有横向开的装下刀体6的凹槽702。
当所述的上剪切闸板1的放置刀体密封9的燕尾槽102为上大下小的梯形。
上刀体3和下刀体6均为V形结构；上刀体3和下刀体6的刀口在水平方向的形状都是V形，在纵向剖面上，其刀口为一段5-10mm的竖直线段，与相邻的底面成钝角；上刀体3有与上剪切闸板1连接的凸台301，下刀体6有与下剪切闸板7连接的凸台601，即上刀体3后端上方有凸台301，前端有V形倾斜面304，下刀体6后端下部有凸台601，前端有V形倾斜面604。
当所述的上刀体3和上剪切闸板1，下刀体6和下剪切闸板7均采用嵌入式装配，在上剪切闸板1的装上刀体3的凹槽103里镶嵌上刀体3的凸台301，在下剪切闸板7的装下刀体6的凹槽702里镶嵌下刀体6的凸台601。
当所述的上剪切闸板组件和下剪切闸板组件对称设置时，顶密封2和侧密封4、5包围形成一个圆环密封带，刀体密封9与两侧的侧密封4、5形成一个直线密封带。
上刀体3、下刀体6的表面为抗硫化氢腐蚀镀层，或者上刀体3、下刀体6直接为抗硫化氢腐蚀材料。
本发明一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板与现有技术相比具有以下优点：在有限的空间内，实现了上剪切闸板和上刀体，下剪切闸板和下刀体的分体设计。上刀体和下刀体均为V形结构，可以有效地降低实际剪切关闭压力，提高剪切能力。上刀体与下刀体通过本体高强度材料与表面抗硫化氢腐蚀镀层相结合的方法，实现了上刀体与下刀体抗硫化氢腐蚀的目的，且有利于上刀体与下刀体本体材料的选择。
附图说明
图1是本发明的抗硫化氢剪切闸板总成装配图。
图2-a是本发明的上剪切闸板示意图。
图2-b是本发明的下剪切闸板示意图。
图3-a是本发明的上刀体示意图。
图3-b是本发明的下刀体示意图。
图4-a是本发明的闸板打开俯视图。
图4-b是本发明的闸板打开侧视图。
图5-a是本发明的闸板关闭俯视图。
图5-b是本发明的闸板关闭侧视图。
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，一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，包含上剪切闸板组件和下剪切闸板组件。上剪切闸板组件由上剪切闸板1、顶密封2、上刀体3、侧密封4、侧密封5、刀体密封9、定位螺钉10组成。下剪切闸板组件由顶密封2、侧密封4、侧密封5、下刀体6、下剪切闸板7、定位螺钉8组成。
如图2-a结合图4-a所示，上剪切闸板1两侧下方有装侧密封4、5的长方形凹槽101，在长方形凹槽101上方的前部内侧沿整个宽度方向上有横向开的装刀体密封9的燕尾槽102和横向开的装上刀体3的凹槽103；在上剪切闸板1的装上刀体3的凹槽103下方有前平面104，上剪切闸板1前端的装上刀体3的凹槽103上部为V形端面，V形端面两端有两个小直面105，在长方形凹槽101下部两侧有延伸出来的两个小斜面或直面106；上剪切闸板1的两个小斜面或直面106之间为容纳被剪钻杆的空间107；上剪切闸板1上平面有两个带螺纹的沉孔108。
如图2-b结合图4-a所示，下剪切闸板7两侧上方有装侧密封4、5的长方形凹槽701，在长方形凹槽701前端下侧沿整个宽度方向上有横向开的装下刀体6的凹槽702；在下剪切闸板7的装下刀体6的凹槽702上方有前平面703，下剪切闸板7的长方形凹槽701前端的上部有两个延伸出来的小直面705，长方形凹槽701前端的下部位于装下刀体6的凹槽702下方为V形端面，V形端面两端有两个小斜面或直面704；下剪切闸板7的两个延伸出来的小直面705之间为容纳被剪钻杆的空间706；下剪切闸板7下平面有两个带螺纹的沉孔707。
如图3-a所示，上刀体3后端上方有凸台301，凸台301上有通孔302，后端凸台301下方有平面303。前端有V形倾斜面304。如图3-b所示，下刀体6后端下方有凸台601，凸台601上有通孔602，后端凸台601上方有平面603。前端有V形倾斜面604。
如图2-a、2-b、3-a、3-b、4-a、4-b、5-a、5-b所示，在上剪切闸板1的燕尾槽102内放入刀体密封9，在上剪切闸板1的装上刀体3的凹槽103里镶嵌上刀体3的凸台301，并使上剪切闸板1的前平面104与上刀体3的后平面303相互接触。上刀体3的V形倾斜面304具体就是指刀口在水平面内呈“V”形，其纵向剖面的刀口为5-10mm的竖直线段，与相邻的底面成钝角。在上剪切闸板1的两个带螺纹的沉孔108拧入定位螺钉8并穿过上刀体3的通孔302。在下剪切闸板7的装下刀体6的凹槽702里镶嵌下刀体6的凸台601，并使下剪切闸板7的前平面703与下刀体6的后平面603相互接触。下刀体6的V形倾斜面604具体就是指刀口在水平面内呈“V”形，其纵向剖面的刀口为5-10mm的竖直线段，与相邻的底面成钝角。在下剪切闸板7的两个带螺纹的沉孔707拧入定位螺钉10并穿过下刀体6的通孔602。接着分别在上剪切闸板1的长方形凹槽101和下剪切闸板7的长方形凹槽701中装入侧密封4、5，最后在上剪切闸板1和下剪切闸板7的顶密封槽中装入顶密封2。
具体应用：当闸板关闭时，上刀体3的V形倾斜面304和下刀体6的V形倾斜面604挤压钻杆，钻杆挤压变形并出现裂纹。随着进一步关闭闸板，闸板上方的钻杆被挤压入下剪切闸板7的空间706中，闸板下方的钻杆被挤压入上剪切闸板1的空间107中，钻杆被挤压变形断裂。接着上剪切闸板1和上刀体3沿着两侧的侧密封4、5继续向前运动，同时下剪切闸板7和下刀体6沿着两侧的侧密封4、5继续向前运动。直到上剪切闸板1前端的上部小斜面或直面105与下剪切闸板7前端的上部小斜面或直面705相互接触后，同时上剪切闸板1前端的下部小斜面或直面106与下剪切闸板7前端的下部小斜面或直面704相互接触后，最后闸板和刀体停止运动。这样在顶密封2、侧密封4、5和刀体密封9的共同挤压密封下，可密封井内液体或气体，实现安全井控。
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书来限定。
Claims (7)
1.一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，包括上剪切闸板组件和下剪切闸板组件；上剪切闸板组件包括上剪切闸板1、顶密封2、上刀体3、侧密封4、5和刀体密封9；下剪切闸板组件包括顶密封2、侧密封4、5、下刀体6和下剪切闸板7；上剪切闸板1和上刀体3，下剪切闸板7和下刀体6均采用分体结构；上刀体和下刀体均为V形结构；上刀体3和上剪切闸板1，下刀体6和下剪切闸板7均采用嵌入式，或嵌入式和定位螺钉连接方式，或嵌入式和挡块连接方式，或焊接，或直接用螺钉连接方式。
2.根据权利要求1所述的一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，上剪切闸板1有与上刀体3连接的凹槽103，下剪切闸板7有与下刀体6连接的凹槽702；上剪切闸板1和下剪切闸板7顶部分别有装入顶密封2的顶密封槽，上剪切闸板1两侧下方有装侧密封4、5的长方形凹槽101，在长方形凹槽101上方的前部内侧沿整个宽度方向上有横向开的装刀体密封9的燕尾槽102和横向开的装上刀体3的凹槽103；下剪切闸板7两侧上方有装侧密封4、5的长方形凹槽701，在长方形凹槽701前端下侧沿整个宽度方向上有横向开的装下刀体6的凹槽702。
3.根据权利要求2所述的一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，所述上剪切闸板1的放置刀体密封9的燕尾槽102为上大下小的梯形。
4.根据权利要求1所述的一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，上刀体3和下刀体6均为V形结构，即上刀体3和下刀体6的刀口在水平方向的形状都是V形，在纵向剖面上，其刀口为一段5-10mm的竖直线段，与相邻的底面成钝角；上刀体3有与上剪切闸板1连接的凸台301，下刀体6有与下剪切闸板7连接的凸台601，即上刀体3后端上方有凸台301，前端有V形倾斜面304，下刀体6后端下部有凸台601，前端有V形倾斜面604。
5.根据权利要求2或4所述的一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，当所述的上刀体3和上剪切闸板1，下刀体6和下剪切闸板7均采用嵌入式装配，在上剪切闸板1的装上刀体3的凹槽103里镶嵌上刀体3的凸台301，在下剪切闸板7的装下刀体6的凹槽702里镶嵌下刀体6的凸台601。
6.根据权利要求1所述的一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，当所述的上剪切闸板组件和下剪切闸板组件对称设置时，顶密封2和侧密封4、5包围形成一个圆环密封带，刀体密封9与两侧的侧密封4、5形成一个直线密封带。
7.根据权利要求1所述的一种用于防喷器的抗硫化氢剪切闸板，其特征在于，上刀体3、下刀体6的表面为抗硫化氢腐蚀镀层，或者上刀体3、下刀体6直接为抗硫化氢腐蚀材料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150722 |