CN106065769A - 钻修井用环形防喷器 - Google Patents

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宋振华
肖力彤
张川
王裕海
唐秋林
刘鸣
杜锋辉
吴治君
秦世宽
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers

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Abstract

本发明公开了钻修井用环形防喷器，包括壳体,壳体上端设置有顶盖，壳体空腔中设置有活塞，活塞上端设置有球形胶芯，活塞中部外壁水平延伸形成一圈凸台，活塞上部与壳体内壁之间设置有挡泥环，挡泥环外壁与壳体内壁之间设置有矩形密封圈；顶盖和壳体之间径向设置有爪块，爪块一端与爪块支护螺钉连接，爪块支护螺钉外周套装有爪块螺钉；爪块作为壳体和顶盖之间的连接承载件，通过爪块螺钉、爪块支护螺钉的转动来调节爪块在壳体中的径向位置，从而锁紧或解锁顶盖。本发明整体结构简单、拆装方便、密封泄漏点少、工作平稳可靠、延长了整机更换密封件周期，延长设备使用寿命，显著降低生产成本。

Description

钻修井用环形防喷器
技术领域
本发明涉及石油钻采设备领域，特别涉及一种钻修井用环形防喷器。
背景技术
钻修井用防喷器是石油和天然气钻井工程中必不可少的设备，防喷器的种类包含环形防喷器、闸板防喷器、钻井四通等。现有的环形防喷器具备有效封闭井口、防止钻井时井喷以及处理其它复杂情况等功能。其特点是承压高、安全可靠、结构紧凑、开关操作方便迅速，特别适用于密封各种形状和不同尺寸的管柱，也可全封闭井口。
随着油气勘探深井、超深井的发展，高压油气井的增加及平衡钻井工艺的广泛采用，特别是在为发现、解放、保护油气层而日益受到重视的欠平衡钻井中，井控设备可以及时发现并控制溢流，防止井喷，避免油气资源浪费，保护设备及人身安全的关键设备至关重要。近几年来，钻井工艺对井控设备的研制与使用要求越来越高，不仅要求具有安全可靠、开关迅速灵活，而且还应具备多功能、结构轻便、操作方便、一体化操作等特点。现有的防喷器已经不能满足人们的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的不足，提供一种结构轻便、操作方便、一体化操作等特点的钻修井用环形防喷器。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
钻修井用环形防喷器, 包括壳体,所述壳体上端设置有顶盖，所述顶盖内部设有球形腔，所述壳体内部设有空腔，空腔呈倒“凸”形，所述壳体空腔中设置有活塞，所述活塞上端设置有球形胶芯，所述活塞下端外圆壁与壳体之间设有活塞密封圈Ⅱ，所述活塞中部外壁水平延伸形成一圈凸台，所述凸台与壳体之间设有活塞密封圈Ⅰ，所述活塞上部与壳体内壁之间设置有挡泥环，活塞上部外壁与挡泥环内壁之间设置有挡泥环密封圈，挡泥环外壁与壳体内壁之间设置有矩形密封圈；所述顶盖和壳体之间径向设置有爪块，所述爪块一端与爪块支护螺钉连接，爪块支护螺钉外周套装有爪块螺钉；爪块作为壳体和顶盖之间的连接承载件，通过爪块螺钉、爪块支护螺钉的转动来调节爪块在壳体中的径向位置，从而锁紧或解锁顶盖。利用液压来打开和关闭球形胶芯，当活塞在油腔B压油推动下，活塞向上运动，推挤胶芯，胶芯不断强制向上向心收缩，最终实现密封管柱或全封闭井口。当活塞在油腔A油压推动下，向下运动，此时胶芯在自重及本身弹力作用下复位，并最终处于自由状态，完全打开井口。活塞顶部设置球形胶芯，具有胶芯关闭时封零效果好、打开时快速复原的特性。
作为优选，所述活塞的凸台以上、挡泥环、壳体共同构成上部油压环空，称为油腔A；活塞凸台以下与壳体共同构成下部油压环空，称为油腔B；控制油腔A和油腔B的进出油压，实现活塞上、下移动来打开或关闭球形胶芯。
作为优选，所述活塞与其中部外壁水平延伸形成的一圈凸台为一体成型。一体成型减少了安装程序，减少了维修几率，提高了工作效率。活塞由上及下分别与挡泥环、壳体上部大内壁及下部小内壁接触，活塞在上下运动中保持平稳运行，不易拉缸。
作为优选，所述顶盖、挡泥环、活塞和壳体位于同一轴心线。在使用过程中更加平稳，延长使用寿命。
本发明的工作原理是：当油腔B排油，油腔A进油，活塞在高压液压油推动下向上运动，推挤球形胶芯，球形胶芯不断强制向上向心收缩，最终实现密封管柱或全封闭井口；反之，当油腔A进油，油腔B排油，活塞在液压推动下向下运动，此时球形胶芯依靠自重及本身弹力作用下复位，并最终处于自由状态，完全打开井口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是，将圆球形胶芯环形防喷器及锥形胶芯环形防喷器的优点聚集在一起，既能满足环形防喷器胶芯顺利封零及快速恢复的要求，又能有效克服现有球形胶芯环形防喷器油缸易拉伤、寿命短、挡泥环易沉积杂质、顶盖螺栓拆装繁琐以及锥形胶芯环形防喷器胶芯压缩后封零困难和恢复慢等缺点。该环形防喷器整体结构简单、拆装方便、密封泄漏点少、工作安全可靠、开关迅速灵活，而且还应具备多功能、结构轻便、操作方便、一体化操作等特点，还可以延长整机更换密封件周期和防喷器在役时间，显著降低生产成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
钻修井用环形防喷器, 包括壳体12,所述壳体12上端设置有顶盖1，所述顶盖1内部设有球形腔，所述壳体12内部设有空腔，空腔呈倒“凸”形，所述壳体12 空腔中设置有活塞10，所述活塞10上端设置有球形胶芯2，所述活塞10下端外圆壁与壳体12之间设有活塞密封圈Ⅱ11，所述活塞10中部外壁水平延伸形成一圈凸台，所述凸台与壳体12之间设有活塞密封圈Ⅰ9，所述活塞10上部与壳体12内壁之间设置有挡泥环6，活塞10上部外壁与挡泥环6内壁之间设置有挡泥环密封圈8，挡泥环6外壁与壳体12内壁之间设置有矩形密封圈7；所述顶盖1和壳体12之间径向设置有爪块3，所述爪块3一端与爪块支护螺钉5连接，爪块支护螺钉5外周套装有爪块螺钉4；爪块3作为壳体12和顶盖1之间的连接承载件，通过爪块螺钉4、爪块支护螺钉5的转动来调节爪块3在壳体12中的径向位置，从而锁紧或解锁顶盖1。
实施例2
钻修井用环形防喷器, 包括壳体12,所述壳体12上端设置有顶盖1，所述顶盖1内部设有球形腔，所述壳体12内部设有空腔，空腔呈倒“凸”形，所述壳体12 空腔中设置有活塞10，所述活塞10上端设置有球形胶芯2，所述活塞10下端外圆壁与壳体12之间设有活塞密封圈Ⅱ11，所述活塞10中部外壁水平延伸形成一圈凸台，所述凸台与壳体12之间设有活塞密封圈Ⅰ9，所述活塞10上部与壳体12内壁之间设置有挡泥环6，活塞10上部外壁与挡泥环6内壁之间设置有挡泥环密封圈8，挡泥环6外壁与壳体12内壁之间设置有矩形密封圈7；所述顶盖1和壳体12之间径向设置有爪块3，所述爪块3一端与爪块支护螺钉5连接，爪块支护螺钉5外周套装有爪块螺钉4；爪块3作为壳体12和顶盖1之间的连接承载件，通过爪块螺钉4、爪块支护螺钉5的转动来调节爪块3在壳体12中的径向位置，从而锁紧或解锁顶盖1。
所述活塞10的凸台以上、挡泥环6、壳体12共同构成上部油压环空，称为油腔A；活塞10凸台以下与壳体12共同构成下部油压环空，称为油腔B；控制油腔A和油腔B的进出油压，实现活塞10上、下移动来打开或关闭球形胶芯2。
实施例3
钻修井用环形防喷器, 包括壳体12,所述壳体12上端设置有顶盖1，所述顶盖1内部设有球形腔，所述壳体12内部设有空腔，空腔呈倒“凸”形，所述壳体12 空腔中设置有活塞10，所述活塞10上端设置有球形胶芯2，所述活塞10下端外圆壁与壳体12之间设有活塞密封圈Ⅱ11，所述活塞10中部外壁水平延伸形成一圈凸台，所述凸台与壳体12之间设有活塞密封圈Ⅰ9，所述活塞10上部与壳体12内壁之间设置有挡泥环6，活塞10上部外壁与挡泥环6内壁之间设置有挡泥环密封圈8，挡泥环6外壁与壳体12内壁之间设置有矩形密封圈7；所述顶盖1和壳体12之间径向设置有爪块3，所述爪块3一端与爪块支护螺钉5连接，爪块支护螺钉5外周套装有爪块螺钉4；爪块3作为壳体12和顶盖1之间的连接承载件，通过爪块螺钉4、爪块支护螺钉5的转动来调节爪块3在壳体12中的径向位置，从而锁紧或解锁顶盖1。
所述活塞10的凸台以上、挡泥环6、壳体12共同构成上部油压环空，称为油腔A；活塞10凸台以下与壳体12共同构成下部油压环空，称为油腔B；控制油腔A和油腔B的进出油压，实现活塞10上、下移动来打开或关闭球形胶芯2。
所述活塞10与其中部外壁水平延伸形成的一圈凸台为一体成型，活塞10由上及下分别与挡泥环6、壳体12上部大内壁及下部小内壁接触，活塞10在上下运动中保持平稳运行，不易拉缸。
所述顶盖1、挡泥环6、活塞10和壳体12位于同一轴心线。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.钻修井用环形防喷器, 包括壳体(12),所述壳体(12)上端设置有顶盖（1），其特征在于：所述顶盖（1）内部设有球形腔，所述壳体(12)内部设有空腔，空腔呈倒“凸”形，所述壳体(12) 空腔中设置有活塞（10），所述活塞（10）顶部设置有球形胶芯（2），所述活塞（10）下端外圆壁与壳体(12)之间设有活塞密封圈Ⅱ（11），所述活塞（10）中部外壁水平延伸形成一圈凸台，所述凸台与壳体(12)之间设有活塞密封圈Ⅰ（9），所述活塞（10）上部与壳体（12）内壁之间设置有挡泥环（6），活塞（10）上部外壁与挡泥环（6）内壁之间设置有挡泥环密封圈（8），挡泥环（6）外壁与壳体（12）内壁之间设置有矩形密封圈（7）；所述顶盖（1）和壳体（12）之间径向设置有爪块（3），所述爪块（3）一端与爪块支护螺钉（5）连接，爪块支护螺钉（5）外周套装有爪块螺钉（4）；爪块（3）作为壳体（12）和顶盖（1）之间的连接承载件，通过爪块螺钉（4）、爪块支护螺钉（5）的转动来调节爪块（3）在壳体（12）中的径向位置。
2.根据权利要求1所述的钻修井用环形防喷器，其特征在于：所述活塞（10）的凸台以上、挡泥环（6）、壳体（12）共同构成上部油压环空，称为油腔A；活塞（10）凸台以下与壳体（12）共同构成下部油压环空，称为油腔B；控制油腔A和油腔B的进出油压，实现活塞（10）上、下移动来打开或关闭球形胶芯（2）。
3.根据权利要求1所述的钻修井用环形防喷器，其特征在于：所述活塞（10）与其中部外壁水平延伸形成的一圈凸台为一体成型，活塞（10）由上及下分别与挡泥环（6）、壳体（12）上部大内壁及下部小内壁接触。
4.根据权利要求1所述的钻修井用环形防喷器，其特征在于：所述顶盖（1）、挡泥环（6）、活塞（10）和壳体(12)位于同一轴心线。
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