CN108194751A - 一种防喷器高效试压方法及防喷器卡箍 - Google Patents

一种防喷器高效试压方法及防喷器卡箍 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防喷器高效试压方法及防喷器卡箍，其方法是设计一台机械设备代替人工紧螺栓式试压，采用两瓣式的卡箍结构，实现了防喷器吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作，以提高密封试验的工作效率，减小劳动强度，实现试验过程自动化。其结构包括卡箍底座、双头油缸、双头油缸位于卡箍底座的内部，卡箍底座上设有对称布置的一对弧卡，弧卡的内部从上到下依次设有试压盲板、转接盘和顶升油缸，顶升油缸的底部与卡箍底座固连，双头油缸在工作过程中，双头油缸的活塞杆带动弧卡在卡箍底座上做往返运动。本发明可根据现场需要，通过快速更换不同配件，以实现不同法兰接口尺寸的防喷器试验，即实现“一机多用”。

Description

一种防喷器高效试压方法及防喷器卡箍
技术领域
本发明属于油田设备技术领域，具体涉及一种防喷器高效试压方法及防喷器卡箍。
背景技术
目前，在国内外的钻井和修井施工作业中，钻井平台上必须配置不同规格的防喷器，以防止井喷事故的发生，而防喷器在出厂之前和维修后都必须进行密封试验，一般防喷器的试验分为人工方式和机械化方式。人工方式依靠人力将待试压的防喷器和试压盲板之间通过数颗双头螺栓连接，再对密封腔用高压泵加压进行密封试验，劳动强度大，效率低；机械化方式通过大型设备代替人工紧螺栓，现有两瓣式和四瓣式的两种防喷器卡箍结构形式，存在诸多缺陷，比如：四瓣式结构复杂、故障率高，只能用于较大规格的防喷器试验，且四瓣弧卡合拢张开存在不同步问题，加工成本高，而现有的两瓣式结构只能试验较小规格的防喷器，结构不合理，设计强度不够，两瓣弧卡直接在卡箍底座上滑动，摩擦力非常大，磨损严重，两种现有结构都存在使用可换性差(需要几台设备才能够满足要求，根据安全设计要求，高压密封试验必须在挖好的深坑内进行，所以设备多了，既占地方又不安全，成本还高昂)。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构简单，制造成本低，工作效率高，劳动强度低的防喷器高效试压方法及防喷器卡箍。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：该方法是设计一台机械设备代替人工紧螺栓式试压，采用两瓣式的卡箍结构，实现了防喷器吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作，以提高密封试验的工作效率，减小劳动强度，实现试验过程自动化。其结构包括卡箍底座、双头油缸、双头油缸位于卡箍底座的内部，卡箍底座上设有对称布置的一对弧卡，弧卡的内部从上到下依次设有试压盲板、转接盘和顶升油缸，试压盲板上还设有钻井四通，钻井四通与试压盲板之间设有密封垫环，钻井四通的顶部设有防喷器，钻井四通的侧面设有四通侧盲板；顶升油缸和转接盘之间通过转接盘螺钉相连，顶升油缸的底部与卡箍底座固连，双头油缸的活塞杆设有竖直布置的导向块，导向块底部位于卡箍底座内，导向块的顶部与弧卡相连，双头油缸在工作过程中，双头油缸的活塞杆带动弧卡在卡箍底座上做往返运动。
进一步的，所述导向块在卡箍底座内的部分为八边形结构，双头油缸的活塞杆在伸缩过程中，导向块能在卡箍底座内自由滑动。
进一步的，所述导向块上设有一组双滚轮支撑，双滚轮支撑能随导向块在卡箍底座上滚动；导向块的上部设有通孔，弧卡通过导向块固定销与导向块相连，导向块固定销穿设于导向块的上部。
进一步的，所述试压盲板和转接盘之间穿设有法兰定位销，法兰定位销的上部为锥形结构，法兰定位销的顶部与钻井四通相连。
进一步的，所述弧卡内部还设有可换弧垫，可换弧垫呈“L”形，可换弧垫与弧卡通过螺栓连接。
进一步的，所述弧卡上面还固设有吊耳。
进一步的，所述转接盘上面的中部内凹形成内台阶，转接盘螺钉的上部外台阶沉入转接盘的内台阶。
本发明还公开了一种防喷器高效试压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将防喷器卡箍的弧卡打开，吊装好待试压的防喷器及钻井四通，然后合拢弧卡，两瓣式钳座弧卡抱紧防喷器下法兰盘，防喷器被牢牢的固定；
S2、顶升油缸向上顶起试验法兰盘贴紧防喷器下法兰盘，试压盲板和钻井四通间的密封垫环承受很高的轴向压力(轴向压力可以通过调节顶升油缸的顶升压强而实现)，即实现座封，密封垫环起密封作用，为防喷器试压做好准备，从而实现了防喷器吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作；
S3、按下液压式闸板防喷器的控制按钮，启动防喷器，在闸板防喷器形成的下密封腔内打入高压清水或空气，试验防喷器的密封性能，同时记录测试数据；
S4、试验完成后，相反的操作流程从步骤S3到步骤S1，卸掉密封腔的压力，收回顶升油缸及试验法兰，松开钳座，吊开防喷器，整理打印试验报告，试验完成。
进一步的，所述步骤S1中的两瓣式钳座弧卡除了固定防喷器，还可以固定通过法兰螺栓连接的各类阀门，进行相同原理的阀门吊装、抱紧、座封和试压后进行密封试验。
本发明的有益效果是：
1、本发明所提供的一种防喷器卡箍，实现了防喷器吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作，以提高密封试验的工作效率，减小劳动强度。
2、本发明可根据现场需要，通过更换不同尺寸的试压盲板、密封垫环、转接盘、弧垫、法兰定位销等配件，以实现不同法兰接口尺寸的防喷器试验，即实现“一机多用”。
3、本发明采用双头油缸结构，巧妙地把两组油缸合为一体，其活塞杆两端安装的导向块嵌入弧卡底部，随双头油缸的活塞杆的伸缩在卡箍底座的导轨内滑动，从而实现弧卡的合拢和打开。
4、法兰定位销的巧妙设计将试压盲板和转接盘连接固定成一体的同时，上端设计成外锥形，方便吊装、快速对正，并定位上部钻井四通的法兰。
5、两块导板上的双滚轮和四个支承滚轮盒设计，支承着弧卡在卡箍底座上滑动，有效降低了滑动的摩擦阻力。
附图说明
图1是本发明一种防喷器卡箍的结构示意图；
图2是本发明图1的俯视图；
图3是本发明图1中A-A方向上的剖视图；
图4是本发明图1中B-B方向上的剖视图；
图5是本发明增加可换弧垫后的结构示意图。
附图标记说明：1、卡箍底座；2、双头油缸；3、弧卡；4、试压盲板；5、转接盘；6、顶升油缸；7、钻井四通；8、防喷器；9、四通侧盲板；21、导向块；22、双滚轮支撑；23、通孔；24、导向块固定销；25、支撑滚轮盒；31、可换弧垫；32、吊耳；41、密封垫环；51、转接盘螺钉；52、法兰定位销。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
如图1到图5所示，本发明提供的一种防喷器卡箍，其结构包括卡箍底座1、双头油缸2、双头油缸2位于卡箍底座1的内部，卡箍底座1上设有对称布置的一对弧卡3，弧卡3的内部从上到下依次设有试压盲板4、转接盘5和顶升油缸6，试压盲板4上还设有钻井四通7，钻井四通7与试压盲板4之间设有密封垫环41，钻井四通7的顶部设有防喷器8，钻井四通7的侧面设有四通侧盲板9；顶升油缸6和转接盘5之间通过转接盘螺钉51相连，顶升油缸6的底部与卡箍底座1固连，双头油缸2的活塞杆设有竖直布置的导向块21，导向块21底部位于卡箍底座1内，导向块21的顶部与弧卡3相连，双头油缸2在工作过程中，双头油缸2的活塞杆带动弧卡3在卡箍底座1上做往返运动。
卡箍底座1上设有导轨，导向块21在卡箍底座1内的部分为八边形结构，双头油缸2的活塞杆在伸缩过程中，导向块21能在卡箍底座1的导轨内自由滑动。导向块21上设有一组双滚轮支撑22，双滚轮支撑22能随导向块21在卡箍底座1上滚动。在本实施例中，双滚轮支撑22的外部还设有支撑滚轮盒25，支撑滚轮盒25能够有效的降低弧卡3在卡箍底座1上滑动的摩擦阻力。导向块21的上部设有通孔23，弧卡3通过导向块固定销24与导向块21相连，导向块固定销24穿设于导向块21的上部。导向块固定销24的尾端为螺纹结构，导向块固定销24与弧卡3为螺纹连接，通过导向块固定销24实现了导向块21和弧卡3的有机连接和同步滑动，避免了弧卡3移动过程中发生翻倒的情况，使本发明的结构更加的稳固。
在本实施例中，卡箍底座1的内部设有工字钢的固定板，双头油缸2的中间部分为八边形的结构，双头油缸2的中间部分通过八颗螺钉与卡箍底座1内部的固定板固定连接。双头油缸2在工作过程中，双头油缸2的中间部分固定，双头油缸2两端的活塞杆做往返运动，从而保证本发明的稳定。
双头油缸2的伸缩杆在伸缩过程中带动带动导向块21做相对反向的运动，导向块21带动弧卡3做相应的往返运动，实现了防喷器8吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作，以提高密封试验的工作效率，减小了劳动强度。
顶升油缸6的底部与卡箍底座1通过螺钉固定连接，顶升油缸6在工作过程中，底部始终与卡箍底座1固定相连，顶升油缸6和卡箍底座1通过螺钉的方式连接，方便拆卸，便于更换，大大加强了实用性。
试压盲板4和转接盘5之间穿设有法兰定位销52，法兰定位销52的顶部与钻井四通7相连。法兰定位销52的上部为锥形结构。
弧卡3内部还设有可换弧垫31，可换弧垫呈“L”形，可换弧垫31与弧卡3通过螺栓连接。由于可换弧垫31与弧卡3通过螺栓连接，所以才实际的安装过程汇总可以将可换弧垫31和弧卡3快速的连接在一起，大大节约了安装的时间。弧卡3上面还固设有吊耳32，吊耳32的增加大大方便了弧卡的安装、拆卸和调运，降低了操作人员的劳动强度，也降低了人力成本。
转接盘5上面的中部内凹形成内台阶，转接盘螺钉51的上部外台阶沉入转接盘5的内台阶。转接盘螺钉51通过采用本实施例的特殊结构，从而使转接盘5的上部形成一个完整的大平面，用以支撑和连接试压盲板4，转接盘螺钉51的特殊不会对本发明的结果产生影响和干扰。
本发明可根据使用现场的实际需要，通过更换不同尺寸的试压盲板4、密封垫环41、转接盘5、可换弧垫31、法兰定位销52等配件，以实现不同法兰接口尺寸的防喷器8的试验，还可适用于通过法兰螺栓连接的各种阀门的密封试验，阀门的吊装、抱紧、座封和试压等，即实现“一机多用”。
本发明还提供了一种防喷器高效试压方法，包括以下步骤：
S1、将防喷器卡箍结构的弧卡打开，吊装好待试压的防喷器及钻井四通，然后合拢弧卡，两瓣式钳座弧卡抱紧防喷器下法兰盘，防喷器被牢牢的固定；
S2、顶升油缸向上顶起试验法兰盘贴紧防喷器下法兰盘，试压盲板和钻井四通间的密封垫环承受很高的轴向压力(轴向压力可以通过调节顶升油缸的顶升压强而实现)，即实现座封，密封垫环起密封作用，为防喷器试压做好准备，从而实现了防喷器吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作；
S3、按下液压式闸板防喷器的控制按钮，启动防喷器，在闸板防喷器形成的下密封腔内打入高压清水或空气，试验防喷器的密封性能，同时记录测试数据；
S4、试验完成后，相反的操作流程从步骤S3到步骤S1，卸掉密封腔的压力，收回顶升油缸及试验法兰，松开钳座，吊开防喷器，整理打印试验报告，试验完成。
其中步骤S1中的两瓣式钳座弧卡除了固定防喷器，弧卡的钳口尺寸按照防喷器法兰结构尺寸设计(配有不同尺寸的防喷器法兰接口)。两瓣式钳座弧卡还可以固定通过法兰螺栓连接的各类阀门，进行相同原理的阀门吊装、抱紧、座封和试压后进行密封试验。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防喷器高效试压方法，其特征在于：设计一台机械设备代替人工紧螺栓式试压，采用两瓣式的卡箍结构夹紧待检测设备，中部油缸加压压紧密封装置，再对密封腔进行打压密封试验，即能够实现对防喷器进行吊装、抱紧、座封和试压等自动化操作。
2.一种防喷器高效试压方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将防喷器卡箍的弧卡打开，吊装好待试压的防喷器及钻井四通，然后合拢弧卡，两瓣式钳座弧卡抱紧防喷器下法兰盘，防喷器被牢牢的固定；
S2、顶升油缸向上顶起试验法兰盘贴紧防喷器下法兰盘，试压盲板和钻井四通间的密封垫环承受很高的轴向压力(轴向压力可以通过调节顶升油缸的顶升压强而实现)，即实现座封，密封垫环起密封作用，为防喷器试压做好准备，从而实现了防喷器吊装、抱紧、座封和试压的自动化操作；
S3、按下液压式闸板防喷器的控制按钮，启动防喷器，在闸板防喷器形成的下密封腔内打入高压清水或空气，试验防喷器的密封性能，同时记录测试数据；
S4、试验完成后，相反的操作流程从步骤S3到步骤S1，卸掉密封腔的压力，收回顶升油缸及试验法兰，松开钳座，吊开防喷器，整理打印试验报告，试验完成。
3.按权利要求1、2所述方法构成的一种防喷器卡箍，其特征在于，包括卡箍底座(1)、双头油缸(2)、双头油缸(2)位于卡箍底座(1)的内部，卡箍底座(1)上设有对称布置的一对弧卡(3)，弧卡(3)的内部从上到下依次设有试压盲板(4)、转接盘(5)和顶升油缸(6)，试压盲板(4)上还设有钻井四通(7)，钻井四通(7)与试压盲板(4)之间设有密封垫环(41)，钻井四通(7)的顶部设有防喷器(8)，钻井四通(7)的侧面设有四通侧盲板(9)；顶升油缸(6)和转接盘(5)之间通过转接盘螺钉(51)相连，顶升油缸(6)的底部与卡箍底座(1)固连，双头油缸(2)的活塞杆设有竖直布置的导向块(21)，导向块(21)底部位于卡箍底座(1)内，导向块(21)的顶部与弧卡(3)相连，双头油缸(2)在工作过程中，双头油缸(2)的活塞杆带动弧卡(3)在卡箍底座(1)上做往返运动。
4.根据权利要求3所述的一种防喷器卡箍，其特征在于，所述导向块(21)在卡箍底座(1)内的部分为八边形结构，双头油缸(2)的活塞杆在伸缩过程中，导向块(21)能在卡箍底座(1)内自由滑动；导向块(21)上设有一组双滚轮支撑(22)，双滚轮支撑(22)能随导向块(21)在卡箍底座(1)上滚动。
5.根据权利要求3所述的一种防喷器卡箍，其特征在于，所述导向块(21)的上部设有通孔(23)，弧卡(3)通过导向块固定销(24)与导向块(21)相连，导向块固定销(24)穿设于导向块(21)的上部。
6.根据权利要求3所述的一种防喷器卡箍，其特征在于，所述试压盲板(4)和转接盘(5)之间穿设有法兰定位销(52)，法兰定位销(52)的上部为锥形结构，法兰定位销(52)的顶部与钻井四通(7)相连。
7.根据权利要求3所述的一种防喷器卡箍，其特征在于，所述弧卡(3)内部还设有可换弧垫(31)，可换弧垫呈“L”形，可换弧垫(31)与弧卡(3)通过螺栓连接。
8.根据权利要求3或7所述的一种防喷器卡箍，其特征在于：所述弧卡(3)上面还固设有吊耳(32)。
9.根据权利要求3所述的一种防喷器卡箍，其特征在于，所述转接盘(5)上面的中部内凹形成内台阶，转接盘螺钉(51)的上部外台阶沉入转接盘(5)的内台阶。
10.根据权利要求2所述的一种防喷器高效试压方法，其特征在于，所述步骤S1中的两瓣式钳座弧卡除了固定防喷器，还可以固定通过法兰螺栓连接的各类阀门，进行相同原理的阀门吊装、抱紧、座封和试压后进行密封试验。
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