CN107859499A - 一种带压作业装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带压作业装置，包括四闸板防喷器、环形防喷器、升降油缸、第一横梁、万能卡瓦和泵杆防喷卡瓦，其中，四闸板防喷器固定于井口，上部与环形防喷器下部连接，环形防喷器位于第一横梁下方；万能卡瓦上部与泵杆防喷卡瓦下部连接，下部与第一横梁的上部连接；升降油缸上部与第一横梁下部连接，第一横梁上设置有适于油管和抽油杆通过的开孔，升降油缸可控制第一横梁的上升和下降；四闸板防喷器包括油管卡瓦、半封闸板、泵杆卡瓦及全封闸板；环形防喷器内部设置有丁腈橡胶芯；起下抽油杆时使用泵杆防喷卡瓦固定抽油杆，起下油管时使用万能卡瓦固定油管。本发明提供的带压作业装置，不需两套装置倒换，就可起下抽油杆和油管。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，特别涉及一种带压作业装置。
背景技术
带压作业是指在井筒内有压力的情况下不放喷、不压井，通过与常规作业车等设备配合进行起下管柱作业的一种作业方法，可在作业过程中控制井口压力从而有效地防止井喷事故的发生，实现安全作业。随着油田开发的不断深入，油层保护的重要性愈加凸显，同时井控安全和环境保护的要求也越来越高，利用带压作业技术可以很好地解决油层保护与井控安全、环境保护之间的矛盾。
目前国内大多数油井主要采用注水井带压作业装置进行带压作业，来起下抽油杆和油管。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
利用注水井带压作业设备对油井进行带压作业时，因油井内有抽油杆，需要先安装抽油杆带压作业装置提出抽油杆，再安装油管带压作业装置提出油管，这种作业方法麻烦，需两套装置倒换，因而作业成本增高，难以满足复杂带压作业工艺需要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种带压作业装置，以解决现有带压作业装置起下抽油杆和油管时需要两套装置倒换的问题。
具体而言，包括以下的技术方案：
一种带压作业装置，包括四闸板防喷器、环形防喷器、升降油缸、第一横梁、万能卡瓦和泵杆防喷卡瓦，其中，
所述四闸板防喷器固定于井口，上部适于与所述环形防喷器的下部连接，所述环形防喷器位于所述第一横梁的下方；
所述万能卡瓦的上部适于与所述泵杆防喷卡瓦的下部连接，所述万能卡瓦的下部适于与所述第一横梁的上部连接；
所述升降油缸的上部适于与所述第一横梁的下部连接，所述第一横梁上设置有适于油管和抽油杆通过的开孔，所述升降油缸适于通过升降来控制所述第一横梁的上升和下降；
所述四闸板防喷器包括油管卡瓦、半封闸板、泵杆卡瓦及全封闸板，所述油管卡瓦适于固定所述油管，所述泵杆卡瓦适于固定所述抽油杆；
所述环形防喷器内部设置有丁腈橡胶芯；
起下所述抽油杆时使用所述泵杆防喷卡瓦固定所述抽油杆，起下所述油管时卸掉所述泵杆防喷卡瓦，使用所述万能卡瓦固定所述油管。
可选择地，所述带压作业装置还包括四通，所述四通的上出口适于与所述环形防喷器的下部连接，所述四通的下出口适于与所述四闸板防喷器的上部连接。
可选择地，所述带压作业装置还包括手动球阀，所述手动球阀适于与所述四通的侧出口连接。
可选择地，所述带压作业装置还包括筒形防喷器，所述筒形防喷器位于所述第一横梁的下方，所述筒形防喷器的下部适于与所述环形防喷器的上部连接。
可选择地，所述带压作业装置还包括高压自封，所述高压自封位于所述第一横梁的下方，所述高压自封的下部适于与所述环形防喷器的上部连接。
可选择地，所述筒形防喷器内部设置有丁腈橡胶芯。
可选择地，所述高压自封内部设置有丁腈橡胶芯。
可选择地，所述四闸板防喷器的所述泵杆卡瓦及所述油管卡瓦和所述万能卡瓦的卡瓦牙均为“V”型，所述泵杆防喷卡瓦的闸板卡瓦的卡瓦牙为倒“Y”型。
可选择地，所述带压作业装置还包括第二横梁，所述第二横梁的上部适于与所述四闸板防喷器的下部连接，所述第二横梁固定于所述井口。
可选择地，所述带压作业装置还包括工作平台，所述工作平台适于与所述升降油缸连接。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
使用本发明提供的带压作业装置在起抽油杆和油管时，当井内压力对抽油杆/油管上浮力小于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器的半封闸板封闭井口环形空间，采用环形防喷器密封抽油杆/油管，利用外部辅助设备将抽油杆/油管提出；当井内压力对抽油杆/油管上浮力大于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器的半封闸板封闭井口环形空间，采用环形防喷器密封抽油杆/油管，利用升降油缸和泵杆防喷卡瓦/万能卡瓦配合将抽油杆/油管提出。当出现井口溢流，环形防喷器的丁腈橡胶芯对抽油杆或油管的摩擦力不足以克服井内压力对抽油杆或油管的上浮力时，抽油杆、油管上窜，这种情况下可采用四闸板防喷器的泵杆卡瓦固定抽油杆，或者采用油管卡瓦固定油管，采用放压或实施压井措施后再利用升降油缸和泵杆防喷卡瓦/万能卡瓦配合将抽油杆/油管提出。
使用本发明提供的带压作业装置下抽油杆和油管时，当井内压力对抽油杆/油管上浮力小于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器的半封闸板封闭井口环形空间，采用环形防喷器密封抽油杆/油管，利用外部辅助设备将抽油杆/油管下入井内；当井内压力对抽油杆/油管上浮力大于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器的半封闸板封闭井口环形空间，采用环形防喷器密封抽油杆/油管，利用升降油缸和泵杆防喷卡瓦/万能卡瓦配合将抽油杆/油管下入井内。当出现井口溢流，环形防喷器的丁腈橡胶芯对抽油杆或油管的摩擦力不足以克服井内压力对抽油杆或油管的上浮力时，抽油杆、油管上窜，这种情况下可采用四闸板防喷器的泵杆卡瓦固定抽油杆，或者油管卡瓦固定油管，之后采用放压或实施压井措施后再利用升降油缸和泵杆防喷卡瓦/万能卡瓦配合将抽油杆/油管下入井内；当井内没有管柱时，采用四闸板防喷器的全封闸板密封井口。
本发明提供的带压作业装置，为抽油杆和油管一体化带压作业装置，可起下抽油杆和油管，不需要两套带压作业装置来回倒换，简化了带压作业工艺。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明一实施例提供的带压作业装置起下抽油杆时的结构示意图；
图2为根据本发明一实施例提供的带压作业装置起下油管时的结构示意图；
图3为根据本发明一实施例提供的四闸板防喷器的结构示意图；
图4为根据本发明一实施例提供的环形防喷器的结构示意图；
图5为根据本发明一实施例提供的高压自封的结构示意图；
图6为根据本发明一实施例提供的筒形防喷器的结构示意图；
图7为根据本发明一实施例提供的泵杆防喷卡瓦的结构示意图。
图中的附图标记分别表示：
1、四闸板防喷器；2、四通；3、环形防喷器；4、升降油缸；5、第一横梁；6、工作平台；7、万能卡瓦；8、第二横梁；9、筒形防喷器；10、高压自封；11、泵杆防喷卡瓦；12、旋转法兰；13、油管卡瓦；14、半封闸板；15、泵杆卡瓦；16、全封闸板；17、环形防喷器的丁腈橡胶芯；18、高压自封的丁腈橡胶芯；19、筒形防喷器的丁腈橡胶芯；20、泵杆防喷卡瓦的闸板卡瓦。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明一实施例提供一种带压作业装置，如图1或2所示，包括四闸板防喷器1、环形防喷器3、升降油缸4、第一横梁5、万能卡瓦7和泵杆防喷卡瓦11，其中，四闸板防喷器1固定于井口，上部适于与环形防喷器3的下部连接，环形防喷器3位于第一横梁5的下方；万能卡瓦7的上部适于与泵杆防喷卡瓦11的下部连接，万能卡瓦7的下部适于与第一横梁5的上部连接，升降油缸4的上部适于与第一横梁5的下部连接，第一横梁5上设置有适于油管和抽油杆通过的开孔，升降油缸4适于通过升降来控制第一横梁5的上升和下降；四闸板防喷器1包括油管卡瓦13、半封闸板14、泵杆卡瓦15及全封闸板16，油管卡瓦13适于固定油管，泵杆卡瓦15适于固定抽油杆；环形防喷器3包括丁腈橡胶芯17。起下抽油杆时使用泵杆防喷卡瓦11固定抽油杆，起下油管时卸掉泵杆防喷卡瓦11，使用万能卡瓦7固定所述油管。
具体地，四闸板防喷器1的上部可通过法兰与环形防喷器3的下部连接，万能卡瓦7的上部可通过法兰与泵杆防喷卡瓦11的下部连接，万能卡瓦7的下部可通过法兰与第一横梁5的上部连接，升降油缸4的两个活塞杆可通过螺栓与第一横梁5的下部连接。连接盘采用合金钢整体锻造并经无损探伤及热处理，保证相邻部件之间连接牢固。本发明不对此进行限定，也可采用其他方式进行连接。一般地，第一横梁5的两端可各连接有一个油缸，这样可保证第一横梁5及其支撑的万能卡瓦7的两端平衡上升或下降，保证装置平稳运行，但本发明不对此进行限定。
在使用本实施例提供的带压作业装置完成起下抽油杆的作业后，采用四闸板防喷器1的全封闸板16封闭井口，然后拆除万能卡瓦7上部固定泵杆防喷卡瓦11的法兰，卸掉泵杆防喷卡瓦11，即可用来起下油管。在本实施例提供的带压作业装置起下抽油杆时也可不安装万能卡瓦7，这种情况下泵杆防喷卡瓦11的下部直接与第一横梁5的上部连接，但本发明不对此进行限定。
安装本实施例提供的带压作业装置起下抽油杆/油管之前，先利用万能封杆器配合手动抽油杆闸板器导出光杆，下抽油杆悬挂堵塞器封住油管内环空。
本实施例提供的带压作业装置中环形防喷器3的丁腈橡胶芯17可通过不同管径的管柱及管柱间的接箍，并可保证密封较好，因此丁腈橡胶芯17可通过抽油杆和油管。
使用本实施例提供的带压作业装置起抽油杆/油管时，当井内压力对抽油杆/油管的上浮力小于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器1的半封闸板14封闭井口环形空间，采用环形防喷器3密封抽油杆/油管，利用外部辅助设备将抽油杆/油管提出；当井内压力对抽油杆/油管上浮力大于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器1的半封闸板14封闭井口环形空间，采用环形防喷器3密封抽油杆/油管，利用升降油缸4和泵杆防喷卡瓦11/万能卡瓦7配合将抽油杆/油管提出。当出现井口溢流，环形防喷器3的丁腈橡胶芯17对抽油杆或油管的摩擦力不足以克服井内压力对抽油杆或油管的上浮力时，抽油杆、油管上窜，这种情况下可采用四闸板防喷器1的泵杆卡瓦15固定抽油杆，或者油管卡瓦13固定油管，之后采用放压或实施压井措施后再利用升降油缸4和泵杆防喷卡瓦11/万能卡瓦7配合将抽油杆/油管提出。
使用本实施例提供的带压作业装置下抽油杆/油管时，当井内压力对抽油杆/油管上浮力小于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器1的半封闸板14封闭井口环形空间，采用环形防喷器3密封抽油杆/油管，利用外部辅助设备将抽油杆/油管下入井内；当井内压力对抽油杆/油管上浮力大于抽油杆/油管的重量时，采用四闸板防喷器1的半封闸板14封闭井口环形空间，采用环形防喷器3密封抽油杆/油管，利用升降油缸4和泵杆防喷卡瓦11/万能卡瓦7配合将抽油杆/油管下入井内。当出现井口溢流，环形防喷器3的丁腈橡胶芯17对抽油杆或油管的摩擦力不足以克服井内压力对抽油杆或油管的上浮力时，抽油杆、油管上窜，这种情况下可采用四闸板防喷器1的泵杆卡瓦15固定抽油杆，或者油管卡瓦13固定油管，采用放压或实施压井措施后再利用升降油缸4和泵杆防喷卡瓦11/万能卡瓦7配合将抽油杆/油管下入井内；当井内没有管柱时，采用四闸板防喷器1的全封闸板15密封井口。
本实施例提供的带压作业装置，为抽油杆和油管一体化带压作业装置，可起下抽油杆和油管，不需要两套带压作业装置来回倒换，简化了带压作业工艺。
本实施例提供的带压作业装置，可用于有杆泵井的抽油杆和油管带压作业，但不限于此。
作为本实施例的一种改进，如图1或2所示，本实施例提供的带压作业装置还可包括四通2，四通2的上出口适于与环形防喷器3的下部连接，四通2的下出口与四闸板防喷器1的上部连接。具体地，四通2的上出口可通过法兰与环形防喷器3的下部连接，四通2的下出口可通过法兰与四闸板防喷器1的上部连接，本发明不对此进行限定。
作为本实施例的另一种改进，本实施例提供的带压作业装置还可包括手动球阀，手动球阀适于与四通2的侧出口连接。具体地，四通2的两个侧出口均连接有手动球阀。
以上两种改进保证了在发生溢流时，可通过控制手动球阀将部分压力从四通2的侧出口放掉，避免井内压力过高造成对环形防喷器3的损害，同时，四通2还可平衡四闸板防喷器1及环形防喷器3之间的压差。本发明不对四通2进行限定，也可采用泄压法兰或其他用于泄压的部件，或者采用压井的措施来减小井内压力与地层压力之差。本发明也不对手动球阀进行限定，还可在四通2的侧出口设置手动闸板阀或者其他形式的控制阀。
作为本实施例的另一种改进，如图1所示，本实施例提供的带压作业装置还可包括筒形防喷器9，筒形防喷器9位于第一横梁5的下方，筒形防喷器9的下部适于与环形防喷器3的上部连接。具体地，筒形防喷器9的下部可通过法兰与环形防喷器3的上部连接，本发明不对此进行限定。在实际中，环形防喷器3的体积较大，环形防喷器3的丁腈橡胶芯17更换较为复杂，筒形防喷器9体积较小，橡胶芯的更换相对简便，一般在起下抽油杆的过程中，环形防喷器3保持全开的状态，通过筒形防喷器9实现对抽油杆的密封及强行过接箍，以保护环形防喷器3的丁腈橡胶芯17。并且，在起下抽油杆的过程中，筒形防喷器9的丁腈橡胶芯19可将抽油杆外壁的油刮掉，起到清洁抽油杆的作用。
作为本实施例的另一种改进，如图2所示，本实施例提供的带压作业装置还可包括高压自封10，高压自封10位于第一横梁5的下方，高压自封10的下部适于与环形防喷器3的上部连接。具体地，高压自封10的下部可通过法兰与环形防喷器3的上部连接，但本发明不对此进行限定。高压自封10的体积较小，橡胶芯的更换相对方便，一般在起下油管的过程中，环形防喷器3保持全开的状态，通过高压自封10来实现对油管的密封以及强行通过接箍，从而保护环形防喷器3的丁腈橡胶芯17。当使用图1中的带压作业装置起出抽油杆后，采用四闸板防喷器1的全封闸板16封闭井口，然后拆除万能卡瓦7上部固定泵杆防喷卡瓦11的法兰，卸掉泵杆防喷卡瓦11，再拆除环形防喷器3上部固定筒形防喷器9的法兰，卸掉筒形防喷器9，安装高压自封10，即成为图2装置中的带压作业装置，从而可用来起下油管。
作为本实施例的另一种改进，如图5和6所示，筒形防喷器9内部可设置有丁腈橡胶芯19，高压自封10内部可设置有丁腈橡胶芯18。这样，筒形防喷器9可通过不同管径的抽油杆和接箍，并且保证密封性良好，高压自封10可通过不同管径的油管和接箍，并且保证密封性良好。这种改进使带压作业装置适用性更好。
作为本实施例的另一种改进，如图1或2所示，本实施例提供的带压作业装置还可包括第二横梁8，第二横梁8的上部适于与四闸板防喷器1的下部连接，第二横梁8固定于井口。具体地，第二横梁8与四闸板防喷器1可通过法兰连接，第二横梁8下部可连接旋转法兰12，旋转法兰12用于安装过程中装置方位调整。第二横梁8用于装置安装找平，保证整个装置平稳。
作为本实施例的另一种改进，四闸板防喷器1的油管卡瓦13及泵杆卡瓦15和万能卡瓦7的卡瓦牙可为“V”型，如图7所示，泵杆防喷卡瓦11的闸板卡瓦20的卡瓦牙可为倒“Y”型。将四闸板防喷器1的油管卡瓦13及泵杆卡瓦15和万能卡瓦7的卡瓦牙设计为“V”型，可保证油管卡瓦13及泵杆卡瓦15和万能卡瓦7既能承重又能防顶，可防止抽油杆和油管落井或者上窜。将泵杆防喷卡瓦11的闸板卡瓦20的卡瓦牙设计为倒“Y”型，可有效防止抽油杆上窜。本发明不对此进行限定，也可将四闸板防喷器1的油管卡瓦13及泵杆卡瓦15、万能卡瓦7、泵杆防喷卡瓦11的闸板卡瓦20的卡瓦牙设计为其他可以承重和/或防顶的形状。
作为本实施例的另一种改进，如图1或2所示，本实施例提供的带压作业装置还可包括工作平台6，工作平台6适于与升降油缸4连接。具体地，工作平台6可通过法兰与升降油缸4连接，升降油缸4可通过升降带动工作平台6上升和下降。实际中，工作平台6为框架结构，有四根立柱支撑，立柱的下部设计为可拉伸结构，从而在升降油缸4上升和下降时能够带动工作平台6上升和下降。四根立柱的上段通过螺栓或者法兰与工平台6连接，下端通过螺栓或者法兰与第二横梁8连接，可保障工作平台6平稳及拆卸方便。作业人员可站在工作平台6上对装置进行操控。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种带压作业装置，其特征在于，包括四闸板防喷器、环形防喷器、升降油缸、第一横梁、万能卡瓦和泵杆防喷卡瓦，其中，
所述四闸板防喷器固定于井口，上部适于与所述环形防喷器的下部连接，所述环形防喷器位于所述第一横梁的下方；
所述万能卡瓦的上部适于与所述泵杆防喷卡瓦的下部连接，所述万能卡瓦的下部适于与所述第一横梁的上部连接；
所述升降油缸的上部适于与所述第一横梁的下部连接，所述第一横梁上设置有适于油管和抽油杆通过的开孔，所述升降油缸适于通过升降来控制所述第一横梁的上升和下降；
所述四闸板防喷器包括油管卡瓦、半封闸板、泵杆卡瓦及全封闸板，所述油管卡瓦适于固定所述油管，所述泵杆卡瓦适于固定所述抽油杆；
所述环形防喷器内部设置有丁腈橡胶芯；
起下所述抽油杆时使用所述泵杆防喷卡瓦固定所述抽油杆，起下所述油管时卸掉所述泵杆防喷卡瓦，使用所述万能卡瓦固定所述油管。
2.根据权利要求1所述的带压作业装置，其特征在于，所述带压作业装置还包括四通，所述四通的上出口适于与所述环形防喷器的下部连接，所述四通的下出口适于与所述四闸板防喷器的上部连接。
3.根据权利要求2所述的带压作业装置，其特征在于，所述带压作业装置还包括手动球阀，所述手动球阀适于与所述四通的侧出口连接。
4.根据权利要求1所述的带压作业装置，其特征在于，所述带压作业装置还包括筒形防喷器，所述筒形防喷器位于所述第一横梁的下方，所述筒形防喷器的下部适于与所述环形防喷器的上部连接。
5.根据权利要求1所述的带压作业装置，其特征在于，所述带压作业装置还包括高压自封，所述高压自封位于所述第一横梁的下方，所述高压自封的下部适于与所述环形防喷器的上部连接。
6.根据权利要求4所述的带压作业装置，其特征在于，所述筒形防喷器内部设置有丁腈橡胶芯。
7.根据权利要求5所述的带压作业装置，其特征在于，所述高压自封内部设置有丁腈橡胶芯。
8.根据权利要求1所述的带压作业装置，其特征在于，所述四闸板防喷器的所述泵杆卡瓦及所述油管卡瓦和所述万能卡瓦的卡瓦牙均为“V”型，所述泵杆防喷卡瓦的闸板卡瓦的卡瓦牙为倒“Y”型。
9.根据权利要求1所述的带压作业装置，其特征在于，所述带压作业装置还包括第二横梁，所述第二横梁的上部适于与所述四闸板防喷器的下部连接，所述第二横梁固定于所述井口。
10.根据权利要求1所述的带压作业装置，其特征在于，所述带压作业装置还包括工作平台，所述工作平台适于与所述升降油缸连接。
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