CN109736742A - 液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，应用于稠油热采吞吐井口的防喷防溢流。该防喷防溢流装置的液驱筒体和液驱活塞体配合并构成液驱动力器，一套上控闸体和两套液驱动力器组合成液驱上控器并控制井口光杆的井喷和溢流作业，且一套下控闸体和两套液驱动力器组合成液驱下控器并控制抽油杆柱的井喷和溢流作业，液驱上控器和液驱下控器沿井口光杆轴向由上而下布置并同时与双控本体配合；上控闸体和下控闸体依据壳密封胶芯实现闸块体与双控本体之间的密封，并通过杆密封胶芯分别实现闸块体与井口光杆以及闸块体与抽油杆柱之间的密封，液驱筒体为液驱活塞体提供往返推进动力并由液驱杆体直接推动闸块体进行往复式径向精准滑移。

Description

液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置

技术领域

本发明涉及一种石油工程领域热采井口用的防喷防溢流装置，特别是涉及一种稠油热采吞吐井的液驱双控防喷防溢流装置。

背景技术

稠油热采吞吐井注采一体化技术及配套工艺可实现一次管柱注汽——抽油——注汽循环生产，目前采用注采一体化的稠油热采吞吐井在注汽焖井后进行放喷等工序，放喷放至油套环空压力落零或者压力较低不出油液时，采用正洗或者反洗井的压井作业，作业中卸下注汽井口装置大四通以上的装置，而后通过吊车悬挂管柱内的抽油杆并完成一体泵的抓取对接，从而最终实现采油——注汽——采油不动管柱的连续生产。

根据中石化胜利油田的相关统计数据，注采一体泵脱接挂抽过程中，因管网压力平衡等情况会导致洗井后井口溢流，存在井口失控而无法打开注汽井口的情况，致使采油生产衔接过程延长至十余天，与稠油热采吞吐井注采一体提高生产效率和稠油开发趁热快采的初衷相背离，并且减少了周期内有效生产时间，同时也因反复洗井，极易污染地层。

对稠油热采吞吐井注采一体化技术及配套工艺进行分析，结果表明如何做好注采一体泵挂抽过程中的溢流控制和井口失控工作，是缩短注采一体泵挂抽时间的有效手段。在注采一体泵挂抽过程中，上提下放抽油杆、活塞抓取这些工序施工，因没有有效的控制工具，全程处于非可控状态，一旦发生井口溢流或者井涌，将无法控制。由此，通过研制热采吞吐井口控制井喷和溢流装置，可缩短溢流油井挂抽周期，减少井控失控时间。

发明内容

为了有效解决稠油热采吞吐井注采一体泵挂抽过程中的溢流控制和井口失控问题，本发明的目的是提供一种适合稠油热采吞吐井注采一体泵挂抽用的液驱双控防喷防溢流装置。该防喷防溢流装置采用杆密封胶芯和壳密封胶芯以及八角形密封环和○型密封圈组成非金属密封，同时依据液驱上控器和液驱下控器，有效解决稠油热采吞吐井挂抽作业期间的溢流控制和井口失控问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是开发一种液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，主要由双控本体、上控闸体、下控闸体、液驱筒体和液驱活塞体几部分组成，该防喷防溢流装置通过双控本体的圆盘形接箍与井口光杆的盘根盒和井口三通连为一体，液驱筒体和液驱活塞体配合并构成液驱动力器，一套上控闸体和两套液驱动力器组合成液驱上控器，且液驱上控器控制井口光杆的井喷和溢流作业，同时一套下控闸体和两套液驱动力器组合成液驱下控器，且液驱下控器控制抽油杆柱的井喷和溢流作业，液驱上控器和液驱下控器均采用相同构造和型号的液驱动力器，同时液驱上控器和液驱下控器沿井口光杆轴向由上而下布置并同时与双控本体配合。

防喷防溢流作业中，液驱上控器的液驱动力器提供动力，并推动上控闸体进行径向精准滑移而分别压紧其杆密封胶芯和壳密封胶芯，实现上控闸体与井口光杆和双控本体间的密封；液驱下控器的液驱动力器提供动力，并推动下控闸体进行径向精准滑移而分别压紧其杆密封胶芯和壳密封胶芯，实现下控闸体与抽油杆柱和双控本体间的密封。

双控本体作为防喷防溢流作业的主体，它采用立式双层孔方壳体，双控本体的双层孔内分别配置上控闸体和下控闸体，且双控本体的双层孔外分别配置四套独立的液驱动力器。

双控本体的上端部和下端部分别设有圆盘形接箍，且双控本体圆盘形接箍的端面均铣有环形沟槽，双控本体的上端部通过圆盘形接箍与井口光杆的盘根盒同轴心布置，同时双控本体的下端部依据圆盘形接箍与井口三通同轴心布置。双控本体的中央部位沿其轴向钻有圆形通孔，双控本体的圆形通孔直径大于井口光杆和抽油杆柱之间的接箍外径，同时双控本体的壳壁上铣有沿其轴向分层排列的矩形通孔，双控本体分层排列的矩形通孔的规格相同并分别与上控闸体和下控闸体相配合，且双控本体矩形通孔的四周车制沿周向均布的螺钉孔，并通过液驱筒体实现各液驱动力器与双控本体之间的连接。

上控闸体和下控闸体的规格和结构相同并采用分体式构造，上控闸体和下控闸体均由闸块体、杆密封胶芯、壳密封胶芯和连接销组成，上控闸体和下控闸体依据杆密封胶芯分别实现闸块体与井口光杆以及闸块体与抽油杆柱之间的密封，同时上控闸体和下控闸体通过壳密封胶芯实现闸块体与双控本体之间的密封。

闸块体由方形钢块加工而成，它包含左闸块体和右闸块体，左闸块体和右闸块体沿井口光杆径向的内侧均钻有半圆柱形孔眼，上控闸体的半圆柱形孔眼所在柱面的直径大于井口光杆的杆径，且下控闸体的半圆柱形孔眼所在柱面的直径小于井口光杆的杆径而大于抽油杆柱的杆径。左闸块体和右闸块体的内侧沿井口光杆轴向依次设有梯形卡槽、矩形卡槽和梯形卡齿，闸块体的梯形卡槽和梯形卡齿采用长条形且均与闸块体的中心线垂直交错布置，闸块体的梯形卡槽和梯形卡齿的横截面呈直角梯形，且左闸块体的梯形卡槽与右闸块体的梯形卡齿相配合，同时左闸块体的梯形卡齿与右闸块体的梯形卡槽相配合，由此实现闸块体径向精准滑移时的快速捕捉；闸块体的矩形卡槽采用条形和拱形组合结构，且闸块体矩形卡槽的两端为条形而其中间为拱形，闸块体矩形卡槽条形部位的中间设有锥形孔眼，闸块体矩形卡槽的横截面呈矩形，且左闸块体和右闸块体的矩形卡槽内分别配置左杆密封胶芯和右杆密封胶芯。

闸块体的上下端面和前后侧面同时与双控本体的矩形通孔孔壁之间精密配合而构成平面移动副，由此双控本体的矩形通孔为闸块体提供径向精准滑移的孔道，且左闸块体和右闸块体沿井口光杆径向的总长度小于双控本体的矩形通孔孔深。闸块体的外侧端面铣有沿井口光杆径向分层排列的拱形沟槽，闸块体的拱形沟槽槽壁由半圆柱面和两个平行平面组合而成，且闸块体的拱形沟槽槽宽沿井口光杆径向依次增大，同时闸块体的拱形沟槽分别与液驱杆体的内杆头和内杆颈相配合。闸块体的下端面依次铣有相互贯通的矩形凹沟和半拱形凹沟，以保证闸块体径向精准滑移过程中双控本体的圆形通孔与其矩形通孔之间保持联通。

闸块体的上端面和前后侧面的上部铣有变形卡槽，闸块体上端面的变形卡槽槽壁和槽底均采用平面，且闸块体上端面的变形卡槽槽壁所在的两平面相互平行并同时与闸块体的中心线垂直相交布置，闸块体上端面的变形卡槽槽底所在的平面与闸块体的中心线之间保持平行。闸块体前后侧面上部的变形卡槽槽壁和槽底均采用曲面，且闸块体前后侧面上部的变形卡槽槽宽等于闸块体上端面的变形卡槽槽宽，同时闸块体前后侧面上部的变形卡槽下端面呈L形并与闸块体的矩形卡槽槽壁相结合而保持相互贯通，左闸块体和右闸块体的变形卡槽内分别配置左壳密封胶芯和右壳密封胶芯。

杆密封胶芯和壳密封胶芯以及八角形密封环和○型密封圈的材质均采用丁腈耐油橡胶，杆密封胶芯包含左杆密封胶芯和右杆密封胶芯，壳密封胶芯包含左壳密封胶芯和右壳密封胶芯，而八角形密封环和○型密封圈均采用单体构造。

杆密封胶芯由条形胶芯和拱形胶芯组合而成，且杆密封胶芯的条形胶芯对称布置于其拱形胶芯的两侧，杆密封胶芯的条形胶芯中部设有柱形孔眼，连接销同时与杆密封胶芯的柱形孔眼和闸块体矩形卡槽的锥形孔眼相配合，由此实现杆密封胶芯的固定，上控闸体杆密封胶芯的拱形胶芯内拱面所在柱面的直径等于井口光杆的杆径，而下控闸体杆密封胶芯的拱形胶芯内拱面所在柱面的直径等于抽油杆柱的杆径。

壳密封胶芯嵌入闸块体的变形卡槽，壳密封胶芯的下端部设置L形卡槽，壳密封胶芯的L形卡槽与位于闸块体矩形卡槽内的杆密封胶芯的条形胶芯壁面之间精密配合，由此实现杆密封胶芯和壳密封胶芯之间的密封。

液驱活塞体经液驱活塞传递动力并由液驱杆体直接推动闸块体进行往复式径向精准滑移，它包括液驱杆体、液驱活塞、减磨环、定位垫片和锁紧螺母。

液驱杆体采用阶梯轴，其材质选用合金钢，它由内杆头、外杆头、内杆颈、外杆颈和杆身组成，液驱杆体的杆身沿其轴向的内侧依次布置内杆头和内杆颈，液驱杆体内杆头的杆径等于其杆身的杆径，且内杆头沿其轴向的两端面与闸块体内层的拱形沟槽槽壁紧密贴合，同时内杆颈与杆身的结合面与闸块体的外侧端面紧密贴合，由此实现液驱杆体与闸块体之间的精密传动，液驱杆体内杆颈的外环面上铣有两个相互平行的平面，作为拧紧锁紧螺母时的扳手方径。液驱杆体的杆身沿其轴向的外侧依次布置外杆头和外杆颈，液驱杆体的外杆颈通过螺纹实现液驱活塞与液驱杆体之间的连接，同时依据外杆颈与杆身的结合面实现液驱活塞的轴向固定，液驱杆体的外杆头通过螺纹与锁紧螺母相连，并结合定位垫片实现液驱活塞的轴向锁紧。

液驱活塞采用厚壁筒体，其材质与液驱杆体的材质相同，液驱活塞的中央部位车制螺纹，且其外环面上铣有等间距分层排列的环形凹沟，液驱活塞的环形凹沟内分别配置减磨环，且液驱活塞环形凹沟的横截面呈矩形，液驱活塞的外环面与液驱筒体液压筒的环腔内壁之间精密配合，同时液驱杆体杆身的外环面与液驱筒体密封衬套的环腔内壁之间精密配合而构成双柱面移动副，由此实现闸块体的往复式径向精准滑移，液压筒的轴向长度与液驱活塞的高度和液驱杆体外杆头的轴向长度间的差值大于闸块体往复式径向精准滑移最大位移的两倍。

减磨环采用分段式金属环，其材质选用铅青铜合金，并分段嵌入液驱活塞的环形凹沟内，减磨环外环面所在柱面的直径大于液驱活塞的外环面直径，由此减磨环在液驱活塞和液压筒之间起到导承作用，同时减小液驱活塞和液压筒之间的磨损而避免产生拉缸。

液驱筒体内储存液压油，并通过进液压油和出液压油的切换而为液驱活塞体提供往返推进动力，同时实现双控本体内油液与液驱筒体内液压油之间的封隔，它包括对接筒、液压筒、液压端盖、密封衬套、密封压环、排气螺塞、八角形密封环和○型密封圈。

对接筒采用厚壁筒体，其两端设有法兰盘从而将液驱筒体接于双控本体上，对接筒的环腔内壁直径大于液驱杆体杆身的杆径，对接筒沿其轴向的外侧端面铣有环形深沟，对接筒环形深沟的横截面呈矩形，同时对接筒沿其轴向的内侧端面铣有分层排列的环形卡槽，对接筒的环形卡槽内配置密封衬套，且对接筒位于外层的环形卡槽所在环面的直径大于双控本体的矩形通孔截面的对角线长度。对接筒的筒壁上设有对称布置的液压油孔和排气孔，对接筒的液压油孔采用等径直孔道，并车制管螺纹而与液压油输送管汇相连，对接筒的排气孔采用变截面孔道，并通过管螺纹与排气螺塞相连，对接筒排气孔的截面变化处设有锥形密封面。排气螺塞的端部设有锥形顶针，且排气螺塞的锥形顶针与对接筒排气孔的锥形密封面之间精密配合，由此实现排气螺塞与对接筒之间的密封。

液压筒采用薄壁筒体，其两端设有与对接筒法兰盘相同型号的法兰盘，从而将对接筒、液压筒和液压端盖连为一体，同时液压筒的两侧设有柱形卡翅，液压筒的柱形卡翅分别与对接筒的环形深沟和液压端盖的环形卡槽之间精密配合，由此实现液压筒与对接筒以及液压筒与液压端盖之间的精密对接。与此同时，液压筒两侧的柱形卡翅外环面上铣有环形凹沟，且液压筒两侧的环形凹沟内分别配置左筒○型密封圈和右筒○型密封圈，由此实现液压筒与对接筒以及液压筒与液压端盖之间的静密封。

液压端盖采用圆盘形钢块，液压端盖沿其轴向的内侧端面设有法兰盘并铣有环形卡槽，液压端盖环形卡槽所在环面的直径等于对接筒环形深沟的沟顶面所在环面的直径。液压端盖的环形卡槽槽底及液压端盖的外壁上设有相互贯通的液压油孔，液压端盖的液压油孔采用等径变向孔道，且液压端盖的液压油孔进油处车制管螺纹并与液压油输送管汇相连，液压端盖的液压油孔出油处所在的柱面与液压筒保持同轴心布置。

闸块体的往复式径向精准滑移流程为，液压油输送管汇经液压端盖的液压油孔进液压油且由对接筒的液压油孔出液压油，液驱活塞体受到沿井口光杆径向朝内的推进动力，且经液驱活塞传递动力并由液驱杆体直接推动闸块体进行推程的径向精准滑移，由此上控闸体闸块体的左闸块体和右闸块体夹紧井口光杆，下控闸体闸块体的左闸块体和右闸块体夹紧抽油杆柱；反之，液压油输送管汇切换液压油并经对接筒的液压油孔进液压油且由液压端盖的液压油孔出液压油，液驱活塞体受到沿井口光杆径向朝外的推进动力，且经液驱活塞传递动力并由液驱杆体直接推动闸块体进行回程的径向精准滑移，由此上控闸体闸块体的左闸块体和右闸块体松开井口光杆，下控闸体闸块体的左闸块体和右闸块体松开抽油杆柱。

密封衬套采用变径圆环，而密封压环采用等径圆环，密封衬套的外环面上铣有环形凹沟，且密封衬套的环形凹沟内配置外塞○型密封圈，由此实现密封衬套与对接筒间的静密封。密封衬套的环腔内壁沿其轴向依次铣有环形沟槽和环形卡槽，密封衬套的环形沟槽内配置内塞○型密封圈，同时密封衬套的环形卡槽内配置八角形密封环，由此实现密封衬套与液驱杆体之间的动密封。

密封衬套和密封压环的内径均等于液驱杆体杆身的杆径，且密封压环的外径等于密封衬套的环形卡槽槽顶面所在环面的直径，由此八角形密封环通过密封衬套和密封压环的轴向压紧，产生径向变形而形成密封。

八角形密封环沿液驱杆体轴向的端面上设有环形凹沟，八角形密封环的环形凹沟的横截面呈等腰梯形，并使得八角形密封环的截面呈现类八角的形状，八角形密封环的环形凹沟内填充满润滑脂，且八角形密封环具有良好的径向补偿能力。○型密封圈包含内塞○型密封圈、外塞○型密封圈、左筒○型密封圈和右筒○型密封圈，并实现液驱筒体与液驱活塞体以及液驱筒体各部件之间的非金属密封。

本发明所能达到的技术效果是，该防喷防溢流装置采用杆密封胶芯和壳密封胶芯以及八角形密封环和○型密封圈组成非金属密封，同时依据液驱上控器和液驱下控器，有效解决稠油热采吞吐井挂抽作业期间的溢流控制和井口失控问题；双控本体采用立式双层孔方壳体，双控本体的双层孔内分别配置上控闸体和下控闸体，且双控本体的双层孔外分别配置四套独立的液驱动力器，上控闸体和下控闸体依据杆密封胶芯分别实现闸块体与井口光杆以及闸块体与抽油杆柱之间的密封，且上控闸体和下控闸体通过壳密封胶芯实现闸块体与双控本体间的密封，液驱活塞体经液驱活塞传递动力并由液驱杆体直接推动闸块体进行往复式径向精准滑移，液驱筒体通过进液压油和出液压油的切换而为液驱活塞体提供往返推进动力，同时实现双控本体内油液与液驱筒体内液压油之间的封隔。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于以下实施例。

图1是根据本发明所提出的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的典型结构简图。

图2是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置中的双控本体的结构简图。

图3是图2的左视图。

图4是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置中的上控闸体的结构简图。

图5是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置中的下控闸体的结构简图。

图6是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置中的液驱活塞体的结构简图。

图7是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置中的液驱筒体的结构简图。

图8是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的控制井口光杆井喷和溢流作业流程简图。

图9是液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的控制抽油杆柱井喷和溢流作业流程简图。

图中1－双控本体，2－上控闸体，3－井口光杆，4－液驱筒体，5－液驱活塞体，6－下控闸体，7－抽油杆柱，8－闸块体，9－壳密封胶芯，10－杆密封胶芯，11－连接销，12－液驱杆体，13－减磨环，14－液驱活塞，15－定位垫片，16－锁紧螺母，17－外塞○型密封圈，18－内塞○型密封圈，19－密封压环，20－八角形密封环，21－密封衬套，22－对接筒，23－排气螺塞，24－左筒○型密封圈，25－液压筒，26－右筒○型密封圈，27－液压端盖。

具体实施方式

在图1中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置由双控本体1、上控闸体2、液驱筒体4、液驱活塞体5和下控闸体6组成，该防喷防溢流装置采用上控闸体2和下控闸体6的杆密封胶芯和壳密封胶芯以及液驱筒体4的八角形密封环和○型密封圈组成非金属密封，同时依据上控闸体2、液驱动力器和下控闸体6组成的液驱上控器和液驱下控器，有效解决稠油热采吞吐井挂抽作业期间的溢流控制和井口失控问题。

在图1中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置通过双控本体1的圆盘形接箍与井口光杆3的盘根盒和井口三通连为一体，液驱筒体4和液驱活塞体5配合并构成液驱动力器，一套上控闸体2和两套液驱动力器组合成液驱上控器并控制井口光杆3的井喷和溢流作业，且一套下控闸体6和两套液驱动力器组合成液驱下控器并控制抽油杆柱7的井喷和溢流作业，液驱上控器和液驱下控器均采用相同构造和型号的液驱动力器，同时液驱上控器和液驱下控器沿井口光杆3轴向由上而下布置并同时与双控本体1配合。

在图1中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的防喷防溢流作业中，液驱上控器的液驱动力器提供动力，并推动上控闸体2沿井口光杆3径向进行径向精准滑移而分别压紧上控闸体2的杆密封胶芯和壳密封胶芯，由此实现上控闸体2与井口光杆3和双控本体1之间的密封；液驱下控器的液驱动力器提供动力，并推动下控闸体6沿抽油杆柱7径向进行径向精准滑移而分别压紧下控闸体6的杆密封胶芯和壳密封胶芯，实现下控闸体6与抽油杆柱7和双控本体1之间的密封。

在图1中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置进行组装之前，双控本体1和液驱筒体4的外表面分别进行喷漆防腐处理，液驱活塞体5置入液驱筒体4中往复移动，应轻快灵活且无阻滞，上控闸体2和下控闸体6分别置入双控本体1的矩形通孔内往复移动，应轻快灵活且无阻滞。保持双控本体1的圆形通孔以及液驱筒体4的对接筒和液压筒环腔内壁的清洁，同时检查上控闸体2和下控闸体6的杆密封胶芯和壳密封胶芯以及液驱筒体4的八角形密封环和○型密封圈有无损伤，检查各螺纹联接处是否牢固且有无锈蚀。

在图1中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置进行组装作业时，液驱活塞体5的液驱杆体和液驱活塞通过螺纹进行连接并经由定位垫片和锁紧螺母进行锁紧，液驱活塞体5的减磨环分段嵌入液驱活塞的环形凹沟内；而后液驱活塞体5置入液驱筒体4的液压筒并通过法兰盘和螺栓将对接筒、液压筒和液压端盖连为一体，再将液驱筒体4的密封衬套和密封压环置入对接筒，由此液驱筒体4和液驱活塞体5配合成液驱动力器；接着上控闸体2和下控闸体6的杆密封胶芯和壳密封胶芯通过连接销与闸块体相连，同时一套上控闸体2和两套液驱动力器组合成液驱上控器，一套下控闸体6和两套液驱动力器组合成液驱下控器，最后液驱上控器和液驱下控器通过法兰盘和螺钉与双控本体1连为一体。

在图2和图3中，双控本体1采用立式双层孔方壳体，双控本体1的圆形通孔直径依据井口光杆3和抽油杆柱7之间的接箍外径进行设计，双控本体1的矩形通孔规格与上控闸体2和下控闸体6的闸块体规格保持一致，双控本体1的圆盘形接箍规格与井口光杆3的盘根盒和井口三通的规格相一致。

在图2和图3中，双控本体1的双层孔内分别配置上控闸体2和下控闸体6，且双控本体1的双层孔外分别配置四套液驱筒体4和液驱活塞体5组成的独立液驱动力器，同时双控本体1通过液驱筒体与各液驱动力器相连，双控本体1的上端部通过圆盘形接箍与井口光杆3的盘根盒同轴心布置，且双控本体1的下端部依据圆盘形接箍与井口三通同轴心布置。

在图4和图5中，上控闸体2和下控闸体6的规格和结构相同并且均采用分体式构造，壳密封胶芯9和杆密封胶芯10规格的选取需考虑热采吞吐井口溢流或者井涌油液流压的最大值以及热采吞吐井喷井筒流压的最大值等因素，同时上控闸体2的杆密封胶芯10与井口光杆3的杆径保持一致，下控闸体6的杆密封胶芯10与抽油杆柱7的杆径保持一致，闸块体8左闸块体和右闸块体的矩形卡槽规格与杆密封胶芯10的规格保持一致，闸块体8左闸块体和右闸块体的变形卡槽规格与壳密封胶芯9保持一致，闸块体8左闸块体和右闸块体的拱形沟槽规格与液驱活塞体5的液驱杆体相一致。

在图4和图5中，上控闸体2和下控闸体6均由闸块体8、壳密封胶芯9、杆密封胶芯10和连接销11组成，闸块体8的上下端面和前后侧面同时与双控本体1的矩形通孔之间构成平面移动副，由此双控本体1的矩形通孔为闸块体8提供径向精准滑移的孔道，连接销11同时与杆密封胶芯10的柱形孔眼和闸块体8的锥形孔眼相配合，从而将杆密封胶芯10分别固定于闸块体8左闸块体和右闸块体的矩形卡槽内，壳密封胶芯9嵌入闸块体8左闸块体和右闸块体的变形卡槽内，由此上控闸体2依据杆密封胶芯10实现闸块体8与井口光杆3间的密封，下控闸体6依据杆密封胶芯10实现闸块体8与抽油杆柱7间的密封，同时上控闸体2和下控闸体6通过壳密封胶芯9实现闸块体8与双控本体1间的密封。

在图6中，液驱活塞体5的规格与上控闸体2和下控闸体6的闸块体8规格保持一致，液驱活塞14的高度和液驱杆体12外杆头的轴向长度依据液驱筒体4中液压筒的轴向长度以及闸块体8往复式径向精准滑移的最大位移进行设计，液驱活塞体5的液驱杆体12和液驱活塞14的推程与闸块体8往复式径向精准滑移的位移保持一致，减磨环13的规格依据液驱筒体4内液压油的最大油压以及减磨环13和液驱活塞14与液驱筒体4的液压筒之间摩擦力的合力等因素进行设计。

在图6中，液驱活塞体5经液驱活塞14传递动力并由液驱杆体12直接推动闸块体8进行往复式径向精准滑移，液驱杆体12的内杆头与闸块体8的拱形沟槽紧密贴合，同时液驱杆体12的内杆颈与杆身的结合面与闸块体8的外侧端面紧密贴合，由此实现液驱杆体12与闸块体8之间的精密传动，液驱杆体12的外杆颈与液驱活塞14通过螺纹进行连接，且液驱杆体12通过定位垫片15和锁紧螺母16实现液驱活塞14的轴向锁紧，减磨环13分段嵌入液驱活塞14的环形凹沟，且减磨环13与液驱筒体4的液压筒之间精密配合，同时液驱杆体12的杆身与液驱筒体4的密封衬套之间精密配合而构成双柱面移动副，并由此实现闸块体8的往复式径向精准滑移。

在图7中，液驱筒体4实现双控本体1内油液与对接筒22和液压筒25内液压油之间的封隔，密封衬套21和对接筒22的规格与液驱杆体12的杆径保持一致，液压筒25的规格与液驱活塞14的外环面直径相一致，内塞○型密封圈18规格的选取需考虑热采吞吐井口溢流或者井涌油液流压的最大值以及热采吞吐井喷井筒流压的最大值等因素，且外塞○型密封圈17、八角形密封环20、左筒○型密封圈24和右筒○型密封圈26规格的选取均需要考虑对接筒22和液压筒25内液压油的最大油压等因素。

在图7中，液驱筒体4通过液压油输送管汇切换液压油，并经由对接筒22的液压油孔和液压端盖27的液压油孔进液压油或出液压油，从而为液驱活塞体5提供沿井口光杆3径向的往返推进动力，对接筒22的排气孔通过管螺纹与排气螺塞23相连，对接筒22、液压筒25和液压端盖27通过法兰盘和螺栓连为一体，并通过对接筒22的法兰盘和螺钉将液驱筒体4接于双控本体1上；同时，液压筒25的环形凹沟内分别配置左筒○型密封圈24和右筒○型密封圈26，从而实现对接筒22与液压筒25以及液压筒25与液压端盖27之间的静密封，且密封衬套21的环形凹沟内配置外塞○型密封圈17，从而实现密封衬套21与对接筒22之间的静密封；此外，密封衬套21的环形沟槽内配置内塞○型密封圈18，同时密封衬套21的环形卡槽内配置八角形密封环20，由此实现密封衬套21与液驱杆体12之间的动密封。

在图8中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的控制井口光杆井喷和溢流作业流程中，液驱上控器中液驱动力器的液驱筒体4通过液压油输送管汇供给液压油，并经液压端盖27的液压油孔进液压油且由对接筒22的液压油孔出液压油，液驱上控器中液驱动力器的液驱活塞体5受到沿井口光杆3径向朝内的推进动力，且经液驱上控器的液驱活塞14传递动力并由液驱杆体12直接推动上控闸体2的闸块体8沿双控本体1的矩形通孔进行推程的径向精准滑移，由此上控闸体2的闸块体8的左闸块体和右闸块体夹紧井口光杆3和上控闸体2的杆密封胶芯10，杆密封胶芯10的左杆密封胶芯和右杆密封胶芯同时产生径向变形，由此实现上控闸体2的闸块体8与井口光杆3之间的密封，与此同时，上控闸体2的壳密封胶芯9实现上控闸体2的闸块体8与双控本体1之间的密封，液驱上控器的内塞○型密封圈18和八角形密封环20实现密封衬套21与液驱杆体12之间的动密封。

在图8中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的控制井口光杆井喷和溢流作业流程中，液驱上控器中液驱动力器的液驱筒体4通过液压油输送管汇切换液压油，并经对接筒22的液压油孔进液压油且由液压端盖27的液压油孔出液压油，液驱上控器中液驱动力器的液驱活塞体5受到沿井口光杆3径向朝外的推进动力，且经液驱上控器的液驱活塞14传递动力并由液驱杆体12直接推动上控闸体2的闸块体8沿双控本体1的矩形通孔进行回程的径向精准滑移，由此上控闸体2的闸块体8的左闸块体和右闸块体松开井口光杆3。

在图9中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的控制抽油杆柱井喷和溢流作业流程中，液驱下控器中液驱动力器的液驱筒体4通过液压油输送管汇供给液压油，并经液压端盖27的液压油孔进液压油且由对接筒22的液压油孔出液压油，液驱下控器中液驱动力器的液驱活塞体5受到沿抽油杆柱7径向朝内的推进动力，且经液驱下控器的液驱活塞14传递动力并由液驱杆体12直接推动下控闸体6的闸块体8沿双控本体1的矩形通孔进行推程的径向精准滑移，由此下控闸体6的闸块体8的左闸块体和右闸块体夹紧抽油杆柱7和下控闸体6的杆密封胶芯10，杆密封胶芯10的左杆密封胶芯和右杆密封胶芯同时产生径向变形，由此实现下控闸体6的闸块体8与抽油杆柱7之间的密封，与此同时，下控闸体6的壳密封胶芯9实现下控闸体6的闸块体8与双控本体1之间的密封，液驱下控器的内塞○型密封圈18和八角形密封环20实现密封衬套21与液驱杆体12之间的动密封。

在图9中，液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的控制抽油杆柱井喷和溢流作业流程中，液驱下控器中液驱动力器的液驱筒体4通过液压油输送管汇切换液压油，并经对接筒22的液压油孔进液压油且由液压端盖27的液压油孔出液压油，液驱下控器中液驱动力器的液驱活塞体5受到沿抽油杆柱7径向朝外的推进动力，且经液驱下控器的液驱活塞14传递动力并由液驱杆体12直接推动下控闸体6的闸块体8沿双控本体1的矩形通孔进行回程的径向精准滑移，由此下控闸体6的闸块体8的左闸块体和右闸块体松开抽油杆柱7。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，液驱筒体和液驱活塞体配合并构成液驱动力器，一套上控闸体和两套液驱动力器组合成液驱上控器且一套下控闸体和两套液驱动力器组合成液驱下控器，液驱上控器和液驱下控器沿井口光杆轴向由上而下布置并同时与双控本体配合；防喷防溢流作业中，液驱上控器的液驱动力器提供动力，并推动上控闸体进行径向精准滑移而分别压紧其杆密封胶芯和壳密封胶芯，实现上控闸体与井口光杆和双控本体间的密封；液驱下控器的液驱动力器提供动力，并推动下控闸体进行径向精准滑移而分别压紧其杆密封胶芯和壳密封胶芯，实现下控闸体与抽油杆柱和双控本体间的密封，其特征在于：

一双控本体；所述双控本体采用立式双层孔方壳体，双控本体的双层孔内分别配置上控闸体和下控闸体，且双控本体的双层孔外分别配置四套独立的液驱动力器；双控本体的上端部和下端部分别设有圆盘形接箍，双控本体的中央部位沿其轴向钻有圆形通孔，同时双控本体的壳壁上铣有沿其轴向分层排列的矩形通孔；

一上控闸体和下控闸体；所述上控闸体和下控闸体采用分体式构造且均由闸块体、杆密封胶芯、壳密封胶芯和连接销组成；闸块体由方形钢块加工而成，它包含左闸块体和右闸块体，左闸块体和右闸块体沿井口光杆径向的内侧均钻有半圆柱形孔眼且其内侧沿井口光杆轴向依次设有梯形卡槽、矩形卡槽和梯形卡齿，闸块体的梯形卡槽和梯形卡齿采用长条形且其矩形卡槽采用条形和拱形组合结构，左闸块体和右闸块体的矩形卡槽内分别配置左杆密封胶芯和右杆密封胶芯，杆密封胶芯由条形胶芯和拱形胶芯组合而成；双控本体的矩形通孔为闸块体提供径向精准滑移的孔道，闸块体的外侧端面铣有沿井口光杆径向分层排列的拱形沟槽并分别与液驱杆体的内杆头和内杆颈相配合，闸块体的下端面依次铣有相互贯通的矩形凹沟和半拱形凹沟，闸块体的上端面和前后侧面的上部铣有变形卡槽，左闸块体和右闸块体的变形卡槽内分别配置左壳密封胶芯和右壳密封胶芯，壳密封胶芯的下端部设置L形卡槽；

一液驱活塞体；所述液驱活塞体经液驱活塞传递动力并由液驱杆体直接推动闸块体进行往复式径向精准滑移，液驱杆体采用阶梯轴，且液驱杆体由内杆头、外杆头、内杆颈、外杆颈和杆身组成，液驱杆体的外杆头通过螺纹与锁紧螺母相连，并结合定位垫片实现液驱活塞的轴向锁紧；减磨环采用分段式金属环，且液驱活塞采用厚壁筒体，液驱活塞的外环面上铣有等间距分层排列的环形凹沟，液驱活塞的环形凹沟内分别配置减磨环；

一液驱筒体；所述液驱筒体通过进液压油和出液压油的切换而为液驱活塞体提供往返推进动力，对接筒采用厚壁筒体，对接筒沿其轴向的外侧端面铣有环形深沟且沿其轴向的内侧端面铣有分层排列的环形卡槽，对接筒的环形卡槽内配置密封衬套，对接筒的筒壁上设有对称布置的液压油孔和排气孔，对接筒的液压油孔采用等径直孔道，且对接筒的排气孔采用变截面孔道并通过管螺纹与排气螺塞相连，排气螺塞的端部设有锥形顶针；液压筒采用薄壁筒体且其两侧设有柱形卡翅，液压筒两侧的柱形卡翅外环面上铣有环形凹沟，且液压筒两侧的环形凹沟内分别配置左筒○型密封圈和右筒○型密封圈；液压端盖采用圆盘形钢块，液压端盖沿其轴向的内侧端面铣有环形卡槽，液压端盖的环形卡槽槽底及液压端盖的外壁上设有相互贯通的液压油孔，且液压端盖的液压油孔采用等径变向孔道；密封衬套采用变径圆环，而密封压环采用等径圆环，密封衬套的环形凹沟内配置外塞○型密封圈，密封衬套的环形沟槽内配置内塞○型密封圈，同时密封衬套的环形卡槽内配置八角形密封环，八角形密封环和○型密封圈均采用单体构造，八角形密封环的截面呈现类八角的形状。

2.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置的液驱上控器控制井口光杆的井喷和溢流作业，且液驱下控器控制抽油杆柱的井喷和溢流作业，同时液驱上控器和液驱下控器均采用相同构造和型号的液驱动力器。

3.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述双控本体作为防喷防溢流作业的主体，双控本体圆盘形接箍的端面均铣有环形沟槽，双控本体的上端部通过圆盘形接箍与井口光杆的盘根盒同轴心布置，同时双控本体的下端部依据圆盘形接箍与井口三通同轴心布置；双控本体的圆形通孔直径大于井口光杆和抽油杆柱之间的接箍外径，双控本体分层排列的矩形通孔的规格相同并分别与上控闸体和下控闸体相配合，双控本体矩形通孔的四周车制沿周向均布的螺钉孔，并通过液驱筒体实现各液驱动力器与双控本体间的连接。

4.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述上控闸体和下控闸体的规格和结构相同，上控闸体和下控闸体依据杆密封胶芯分别实现闸块体与井口光杆以及闸块体与抽油杆柱之间的密封，同时上控闸体和下控闸体通过壳密封胶芯实现闸块体与双控本体之间的密封；

所述闸块体的梯形卡槽和梯形卡齿均与闸块体的中心线垂直交错布置，闸块体的梯形卡槽和梯形卡齿的横截面呈直角梯形，且左闸块体的梯形卡槽与右闸块体的梯形卡齿相配合，同时左闸块体的梯形卡齿与右闸块体的梯形卡槽相配合，由此实现闸块体径向精准滑移时的快速捕捉；闸块体的矩形卡槽两端为条形而其中间为拱形，闸块体矩形卡槽条形部位的中间设有锥形孔眼，且闸块体矩形卡槽的横截面呈矩形。

5.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述上控闸体和下控闸体中的闸块体的上下端面和前后侧面同时与双控本体的矩形通孔孔壁之间精密配合而构成平面移动副，闸块体的拱形沟槽槽壁由半圆柱面和两个平行平面组合而成，且闸块体的拱形沟槽槽宽沿井口光杆径向依次增大，闸块体下端面的矩形凹沟和半拱形凹沟可保证闸块体径向精准滑移过程中双控本体的圆形通孔与其矩形通孔之间保持联通；

所述闸块体上端面的变形卡槽槽壁和槽底均采用平面，且闸块体上端面的变形卡槽槽壁所在的两平面相互平行并同时与闸块体的中心线垂直相交布置，闸块体上端面的变形卡槽槽底所在的平面与闸块体的中心线之间保持平行；闸块体前后侧面上部的变形卡槽槽壁和槽底均采用曲面，且闸块体前后侧面上部的变形卡槽槽宽等于闸块体上端面的变形卡槽槽宽，同时闸块体前后侧面上部的变形卡槽下端面呈L形并与闸块体的矩形卡槽槽壁相结合而保持相互贯通。

6.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述液驱杆体的杆身沿其轴向的内侧依次布置内杆头和内杆颈，液驱杆体内杆头的杆径等于其杆身的杆径，且内杆头沿其轴向的两端面与闸块体内层的拱形沟槽槽壁紧密贴合，同时内杆颈与杆身的结合面与闸块体的外侧端面紧密贴合，由此实现液驱杆体与闸块体之间的精密传动，液驱杆体内杆颈的外环面上铣有两个相互平行的平面；液驱杆体的杆身沿其轴向的外侧依次布置外杆头和外杆颈，液驱杆体的外杆颈通过螺纹实现液驱活塞与液驱杆体之间的连接，同时依据外杆颈与杆身的结合面实现液驱活塞的轴向固定；

所述液驱活塞体的减磨环分段嵌入液驱活塞的环形凹沟内，减磨环外环面所在柱面的直径大于液驱活塞的外环面直径，由此减磨环在液驱活塞和液压筒之间起到导承作用。

7.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述液驱活塞体的液驱活塞材质与液驱杆体的材质相同，液驱活塞环形凹沟的横截面呈矩形，液驱活塞的外环面与液驱筒体液压筒的环腔内壁之间精密配合，同时液驱杆体杆身的外环面与液驱筒体密封衬套的环腔内壁之间精密配合而构成双柱面移动副，由此实现闸块体的往复式径向精准滑移，液驱筒体液压筒的轴向长度与液驱活塞的高度和液驱杆体外杆头的轴向长度间的差值大于闸块体往复式径向精准滑移最大位移的两倍。

8.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述液驱筒体实现双控本体内油液与液驱筒体内液压油之间的封隔，对接筒的两端设有法兰盘从而将液驱筒体接于双控本体上，对接筒的环腔内壁直径大于液驱杆体杆身的杆径，对接筒环形深沟的横截面呈矩形，且对接筒位于外层的环形卡槽所在环面的直径大于双控本体的矩形通孔截面的对角线长度；对接筒的液压油孔车制管螺纹并与液压油输送管汇相连，对接筒排气孔的截面变化处设有锥形密封面，且排气螺塞的锥形顶针与对接筒排气孔的锥形密封面之间精密配合，由此实现排气螺塞与对接筒间的密封；

所述液驱筒体的液压筒两端设有与对接筒法兰盘相同型号的法兰盘，从而将对接筒、液压筒和液压端盖连为一体，液压筒的柱形卡翅分别与对接筒的环形深沟和液压端盖的环形卡槽之间精密配合，由此实现液压筒与对接筒以及液压筒与液压端盖之间的精密对接，左筒○型密封圈和右筒○型密封圈分别实现液压筒与对接筒以及液压筒与液压端盖之间的静密封。

9.根据权利要求1所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述液驱筒体的液压端盖沿其轴向的内侧端面设有法兰盘，液压端盖环形卡槽所在环面的直径等于对接筒环形深沟的沟顶面所在环面的直径，且液压端盖的液压油孔进油处车制管螺纹并与液压油输送管汇相连，液压端盖的液压油孔出油处所在的柱面与液压筒保持同轴心布置；

所述液驱筒体的密封衬套的外环面上铣有环形凹沟，且密封衬套环形凹沟内的外塞○型密封圈实现密封衬套与对接筒间的静密封，密封衬套的环腔内壁沿其轴向依次铣有环形沟槽和环形卡槽，密封衬套环形沟槽内的内塞○型密封圈及其环形卡槽内的八角形密封环实现密封衬套与液驱杆体之间的动密封；密封衬套和密封压环的内径均等于液驱杆体杆身的杆径，且密封压环的外径等于密封衬套的环形卡槽槽顶面所在环面的直径，由此八角形密封环通过密封衬套和密封压环的轴向压紧，产生径向变形而形成密封。

10.根据权利要求1或4或5或9所述的液驱双控热采吞吐防喷防溢流装置，其特征在于：所述上控闸体和下控闸体的杆密封胶芯的条形胶芯对称布置于其拱形胶芯的两侧，杆密封胶芯的条形胶芯中部设有柱形孔眼，连接销同时与杆密封胶芯的柱形孔眼和闸块体矩形卡槽的锥形孔眼相配合，上控闸体杆密封胶芯的拱形胶芯内拱面所在柱面的直径等于井口光杆的杆径，而下控闸体杆密封胶芯的拱形胶芯内拱面所在柱面的直径等于抽油杆柱的杆径；

所述上控闸体和下控闸体的壳密封胶芯嵌入闸块体的变形卡槽，壳密封胶芯的L形卡槽与位于闸块体矩形卡槽内的杆密封胶芯的条形胶芯壁面之间精密配合，由此实现杆密封胶芯和壳密封胶芯之间的密封；

所述液驱筒体的八角形密封环沿液驱杆体轴向的端面上设有环形凹沟，八角形密封环的环形凹沟的横截面呈等腰梯形。