CN109779548A - 一种井口远程插拔连接器及防喷装置远程井口连接和作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井口远程插拔连接器以及防喷装置远程井口连接和作业方法，用于实现防喷装置管串远程井口自动对位、远程快速连接锁紧、远程快速解锁释放、远控投球、远控快速试压自检、远程开关井口，替代防喷装置管串在井口对位连接和拆卸时传统的由壬连接方式和作业人员上井口平台人工对位、人工上紧及退开由壬螺母、快速试压时人工开关井口密封试压部位手动截止阀、人工手动投球、人工手动开关井口闸阀的作业方式，不需要作业人员攀爬上下较高的井口平台手动操作，使作业人员远离井口高压区安全施工作业，提高作业效率、降低作业成本、降低人员劳动强度和高空高压区作业的安全风险，减少井口作业人员。

Description

一种井口远程插拔连接器及防喷装置远程井口连接和作业 方法

技术领域

本发明涉及防喷装置技术领域，尤其涉及一种井口远程插拔连接器以及防喷装置远程井口连接和作业方法。

背景技术

随着油气田新井开发以水平井为主，而水平井射孔压裂又以泵送电缆桥塞多段射孔压裂为主，该类作业方式已成为油气田水平井多段射孔压裂的主力作业方式，尤其是工厂化压裂作业的不二选择。但其中不容忽视的问题是，在该类作业中，井口平台高，防喷装置由壬螺母重，由壬螺母上紧和拆卸次数多，在工厂化桥射压裂作业现场一拖二、一拖三多井口拉链式交替作业普遍，这就需要井口至少两名作业人员频繁爬上井口平台对井口、上紧由壬螺母，然后下平台；泵送射孔完成、井口关闭、防喷装置内压泄压到零并排空防喷管内液体后，作业人员再上平台拆卸由壬螺母，协调指挥吊车吊装防喷装置管串至地面操作区，然后再次下平台；地面作业人员更换射孔枪串和工具仪器后，吊车吊起防喷装置管串移往邻近井口，作业人员再次爬上邻近井口平台对井口、上紧由壬螺母，然后再次下平台，如此往复。防喷管串与井口对位时因由壬自身导向小的结构特点，需要井口作业人员和吊车司机远距离协调配合才能完成对位插入，费时费力，上紧和拆卸由壬螺母不仅人员劳动强度很大且费时，上下爬较高的井口平台也存在不安全因素，且重复频次高，更重要的是每个井口井内都有高压，作业人员始终都身处高压区施工，存在一定的潜在安全风险，同时人员上下爬平台、人工上紧和拆卸由壬螺母存在作业效率低，作业成本高的现象。

另外，快速试压组件是传统防喷装置中一个独立部件，一般防喷装置中都有配置，但很多作业队伍在实际作业中都不安装，原因是井口安装此部件后高度较高，作业人员在井口平台上操作不便，如对位困难、上紧和拆卸由壬螺母困难、手动开关试压口针阀困难等。同时，泵送桥塞到位压裂前，须投球堵塞桥塞以完成压裂作业，现场作业均为防喷装置调离井口至地面操作区更换射孔枪时人工在井口平台上向井内手动投球，同样存在安全风险。很多压裂井口装置最顶端的阀门是手动闸阀，压裂前须手动关闭，射孔前射孔枪下井时须手动打开，费时费力且在高压区操作，也存在安全风险；也有最顶端阀门是液控闸阀的压裂井口装置，可以远程液控开关井，但液控闸阀和液控系统价格很高。

发明内容

针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种井口远程插拔连接器以及防喷装置管串远程井口连接和操作方法，用于实现防喷装置管串远程井口自动对位、远程快速连接锁紧、远程快速解锁释放，代替防喷装置管串在井口对位连接和拆卸时人工操作，提高工作效率。

为达到以上目的，本发明的技术方案为：

一种井口远程插拔连接器，包括插拔连接器基座，沿插拔连接器基座周向设置有远程锁紧机构，沿插拔连接器基座轴向设置有安全锁定机构；插拔连接器基座中心开设有中空的通道，通道上端安装有井口对位导入器，通道下端与井口或防喷装置管串其它部件相连接；通道内安装有插拔专用上接头，插拔专用上接头内部为中空结构，插拔专用上接头的底端外壁设置有台肩，通道内设置有与台肩相匹配的台肩面；

所述远程锁紧机构包括：沿插拔连接器基座周向设置有一组同步第一动力输出装置；所述插拔连接器基座周向水平开设有用于安装于第一动力输出装置的矩形腔，矩形腔从插拔连接器基座外部垂直通径穿通；矩形腔与通道相连通，矩形腔内安装有锁紧块和第一动力输出装置，锁紧块的尾端T型槽与第一动力输出装置前端相连接；

所述安全锁定机构包括：沿插拔连接器基座径向设置有一组同步第二动力输出装置；沿插拔连接器基座径向开设有第一连接孔和第二连接孔，第一连接孔与矩形腔相连通，第一连接孔内安装有锁定插杆，插拔连接器基座上表面装有环形锁定盘，环形锁定盘下端与锁定插杆上端固定连接，当环形锁定盘与插拔连接器基座闭合，锁定插杆尾端插入矩形腔内，锁紧块被锁定；第二动力输出装置安装于第二连接孔内，且第二动力输出装置与环形锁定盘相连接。

优选地，所述第一动力装置包括与插拔连接器基座固定连接的第一缸体，以及安装于第一缸体内的第一活塞，所述锁紧块通过活塞杆与第一活塞相连接。

优选地，所述第二动力输出装置包括与插拔连接器基座固定连接的第二缸体，以及安装于第二缸体内的锁定活塞，所述锁定活塞通过锁定活塞杆与环形锁定盘相连接。

优选地，所述第一动力输出装置和第二动力输出装置为液压缸或气缸，且液压缸或气缸的出口通过接头和管路分别串联连接。

优选地，所述井口对位导入器为喇叭口结构，且喇叭口的小直径端与插拔连接器基座相连接。

优选地，所述插拔连接器基座上密封配合部位下端安装有用于远程快速试压自检的液控单向阀；所述液控单向阀包括阀体，所述阀体上固定连接有第三缸体，阀体与第三缸体内中空连通，第三缸体的顶部安装有活塞复位机构，阀体的下端与插拔连接器基座下端密封部位侧口连接。

优选地，所述阀体的上部侧口以及缸体的上端面均开设有液控口；液控口上安装有用于对防喷装置管串进行高压试压及泄压的快速连接接头。

优选地，所述插拔专用上接头上安装有用于现场泵送桥塞作业自动投球的远程控制投球装置，所述远控投球装置包括：夹持于插拔专用上接头上部的球盒，球盒内放置有压裂球，压裂球底部安装有可抽动的底托板；球盒顶部安装有顶盖板，球盒的底部外侧安装有第三动力输出装置，第三动力输出装置与底托板相连接；其中，所述球盒通过相连接的夹持半环与插拔专用上接头相连接。

优选地，所述第三动力输出装置为气缸或液压缸。

优选地，还包括密封装置，所述密封装置包括固定安装于插拔连接器基座上的底座，底座一端铰接连接有可水平摆动的连接板，连接板上垂直安装有支架，支架顶部安装有可绕支架上下翘动的连接架，连接架的端部设置有滑槽，滑槽内安装有可滑动的滑动柱，滑动柱上铰接有密封堵头。

优选地，所述连接板通过第一销轴与底座铰接，支架顶部通过第二销轴与连接架铰接；底座上水平安装有摆动液压缸，摆动液压缸一端与底座固定连接，另一端与连接板铰接；连接板上垂直设置有与连接架末端相连接的液压缸，液压缸一端与连接板固定连接，另一端与连接架铰接。

优选地，所述底座上安装有用于进行防喷装置管串安装时放置密封堵头的堵头存放槽。

优选地，所述插拔专用上接头顶部安装有用于安装拆卸插拔连接器时整体提吊和试压检测的安装试压吊帽。

一种井口远程插拔连接器的防喷装置管串远程井口连接和作业方法，包括：

1)、使远程锁紧机构和安全锁定机构均处于解锁状态，；

2)、插拔专用上接头与防喷装置管串连接，并且井口吊车吊起整套防喷装置管串到达井口；

3)、插拔专用上接头通过井口对位导入器远程井口对位，进入通道中；

4)、当插拔专用上接头完全进而通道内，并且台肩与台肩面相卡和时，插拔专用上接头安装完成；

5)、远控锁紧机构径向向心收缩，通过第一动力输出装置推动锁紧块水平直线运动，与台肩上部卡合；同时，安全锁定机构轴向收缩，通过第二动力输出装置拉动环形锁定盘向下运动，带动锁定插杆向下运动，插入锁紧块后端，使得锁紧块锁死，插拔专用上接头安装完成；

6)、通过液控单向阀向安装于插拔专用上接头底端外壁密封配合部位的两道橡胶密封圈之间的缝隙，注入最高井压的高压液体，以检测两道密封圈的密封性来代替向防喷装置管串内大空间第一次以后的逐次注水加压，进行整套防喷装置管串连接后密封性检查的快速试压检测；所述液控单向阀安装于插拔连接器基座上密封配合部位下端；

7)、当井口闸门关闭、防喷装置管串内压泄压为零且排空内部液体后，安全锁定机构和远程锁紧机构进行解锁，远控径向离心释放插拔专用上接头，使防喷装置管串远程吊装拔出；

8)、在准备上提拔开防喷装置管串时，远程控制投球装置使预先放置在球盒中的压裂球掉入对位导入器和插拔专用上接头之间的环形空间；当吊车远程上提拔开插拔专用上接头后，压裂球自动掉入压裂井口，再通过后续操作，压裂球最终掉入井内桥塞部位，实现远程投球作业；所述远控投球装置包括：夹持于插拔专用上接头上部的球盒，球盒内放置有压裂球；

9)、远程控制密封装置，所述密封装置包括固定安装于插拔连接器基座上的底座，底座一端铰接连接有可水平摆动的连接板，连接板上垂直安装有支架，支架顶部安装有可绕支架上下翘动的连接架，连接架的端部设置有滑槽，滑槽内安装有可滑动的滑动柱，滑动柱上铰接有密封堵头；将密封装置中的密封堵头通过连接板摆动到井口上方，然后控制连接架(35)，将密封堵头放置于插拔器内部，以使得井口密封。

与现有技术比较，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种井口远程插拔连接器，用于实现防喷装置远程井口自动对位、远程快速连接锁紧、远程快速解锁释放、远程快速试压、远程投球、远程开关井口，替代防喷装置管串在井口对位连接和拆卸时传统的由壬连接方式和作业人员上井口平台人工对位、人工上紧及退开由壬螺母、快速试压时人工开关井口密封试压部位手动截止阀、人工手动投球、人工手动开关井口闸阀的作业方式，不需要作业人员攀爬上下较高的井口平台手动操作，使作业人员远离井口高压区安全施工作业，提高作业效率、降低作业成本、降低人员劳动强度和高空高压区作业的安全风险，减少井口作业人员。另外，集成使作业人员因为操作不便而不愿安装使用的快速试压组件(防喷装置独立部件)功能，使快速试压组件在整套防喷装置中虽取消部件而保留其功能，降低装备成本且实现远程开关控制替代井口手动开关操作，同时可以以更经济的方式替代压裂井口最顶端安装液控闸阀或避免更换手动闸阀为液控闸阀。

进一步地，本发明装置还设置有液控单向阀，用于向密封配合部位的两道橡胶密封圈之间的狭小缝隙快速注入最高井压的少量高压液体，以检测两道密封圈的密封性来代替向防喷装置管串内大空间第一次以后的逐次注水加压，实现整套防喷装置连接后密封性检查的快速试压检测作用，代替了人工手动开关井口闸阀的作业方式，不需要作业人员攀爬上下较高的井口平台手动操作，使作业人员远离井口高压区安全施工作业，提高作业效率、降低作业成本、降低人员劳动强度和高空高压区作业的安全风险，减少井口作业人员。

进一步地，本发明中还设有远程控制投球装置，能够在准备上提拔开防喷管串时远程控制投球机构，使预先放置在球盒中的压裂球掉入对位导入器和插拔专用上接头之间的环形空间，当吊车远程上提拔开插拔专用上接头后压裂球自动掉入压裂井口，再通过后续相关操作，压裂球最终掉入井内桥塞部位以便完成后续压裂作业，实现远程投球作业，使作业人员远离井口高压区安全施工作业，提高了作业效率、降低了作业成本。

进一步地，本发明中还设有密封装置，能够在远控投球装置投球后，整套防喷装置管串附带插拔专用上接头调至相邻井口进行作业时，将密封堵头放置于中空的通道，保证了井口的密封，可替代井口闸阀，远程操作，不需要人员到井口手动关井，提高作业安全系数，密封装置可作为独立部件使用，保证了井口的作业安全。

本发明还提供了一种防喷装置管串远程井口安装方法，通过远程对远程锁紧机构和安全锁定机构进行操作和控制，使得能够对远端的井口进行防喷装置管串远程井口自动对位、远程快速连接锁紧、远程快速解锁释放、远程快速试压、远程投球，通过一些列的远程操作，快速完成人工操作的麻烦，该方法提高了工作效率，降低了作业成本、降低了人员劳动强度和高空高压区作业的安全风险，减少了井口作业人员，使得井口防喷装置管串井口自动对位更加方便。

附图说明

图1是本发明井口远程插拔连接器结构示意图一；

图2是本发明井口远程插拔连接器结构示意图二；

图3是本发明井口远程插拔连接器结构示意图三；

图4是本发明井口远程插拔连接器结构示意图四；

图5是本发明井口远程插拔连接器结构示意图五；

图6是本发明井口远程插拔连接器结构示意图六；

图7是本发明井口远程插拔连接器结构示意图七；

图8是本发明井口远程插拔连接器结构示意图八；

图9是本发明液控单向阀结构示意图；

图10是本发明投球装置结构示意图一；

图11是本发明投球装置结构示意图二；

图12是本发明密封装置结构示意图一；

图13是本发明密封装置结构示意图二。

图中：

1—插拔专用上接头；2—井口对位导入器；3—活塞；4—活塞杆；5—第一动力输出装置；6—锁紧块；7—试压吊帽；8—锁定活塞；9—第二动力输出装置；10—插拔连接器基座；11—锁定活塞杆；12—环形锁定盘；13—第一螺母；14—锁定插杆；15—第一螺钉；16—远程控制投球装置；17—液控单向阀；18—阀体；19—第三缸体；20—快速连接接头；21—活塞复位机构； 22—球盒；23—夹持半环；24—顶盖板；25—第二螺钉；26—第一弹垫；27 —底托板；28—压裂球；29—第三动力输出装置；30—螺栓；31—第二螺母； 32—第二弹垫；33—底座；34—支架；35—连接架；35-1—滑槽；35-2—滑动柱；36—密封堵头；37—第一销轴；38—第二销轴；39—连接板；40—摆动液压缸；41—液压缸；42—堵头存放槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1-8所示，本发明提供了一种井口远程插拔连接器，包括插拔连接器基座10，沿插拔连接器基座10周向设置有远程锁紧机构，沿插拔连接器基座10轴向设置有安全锁定机构；插拔连接器基座10中心开设有中空的通道10-1，通道10-1上端安装有井口对位导入器2，通道10-1下端与井口或防喷装置管串其它部件相连接，也可与防喷装置相关部件集成组合为一体。防喷装置管串其它部件主要包括泵入三通、下捕捉器、防喷器、井口法兰等；通道10-1内安装有插拔专用上接头1，插拔专用上接头1内部为中空结构，插拔专用上接头1的底端外壁设置有台肩1-1，台肩1-1的下部设置有与通道10-1密封配合的两道密封圈，通道10-1内设置有与台肩1-1相匹配的台肩面；该台肩面为两段直径不同的密封配合内圆面，用于实现与专用插拔上接头下部两道橡胶密封圈之间的密封配合以及对位导向，在这两道密封配合之间的上部内圆面径向设计一小孔，用于连通安装在该部位的快速试压机构。所述插拔专用上接头1顶部安装有用于安装拆卸插拔连接器时整体提吊和试压检测的安装试压吊帽7。

需要说明的是插拔连接器基座10有分体式和整体式两种，分体式由一组螺栓螺母把上壳体和下壳体牢固地连接在一起，起到与整体式同样的功能，整体式为一个整体构件，无需螺栓螺母连接件。

所述远程锁紧机构包括：

沿插拔连接器基座10周向设置有一组同步第一动力输出装置5，所述插拔连接器基座10周向水平开设有用于安装于第一动力输出装置5的矩形腔 10-2，示例性的，本发明中设有四个个矩形腔10-2，但是不局限于四个，本发明以四个为例进行说明；矩形腔10-2从插拔连接器基座10外部垂直通径穿通；矩形腔与通道10-1相连通，矩形腔10-2内安装有锁紧块6和第一动力输出装置5，锁紧块6的尾端T型槽与第一动力输出装置5前端相连接；第一动力输出装置5推动锁紧块6向心直线运动，第一动力输出装置5到达行程终点时，锁紧块6锁紧插拔专用上接头1到达台肩面；第一动力输出装置5为液压缸或气缸，缸体前端连接板与插拔连接器基座10通过螺钉紧固连接。具体地，所述第一动力装置5包括与插拔连接器基座10固定连接的第一缸体5-1，以及安装于第一缸体5-1内的第一活塞3，所述锁紧块6的尾端T 型槽与第一活塞3前端的活塞杆4台阶联结。

所述第一动力输出装置5为液压缸或气缸。第一壳体5-1通过第一螺钉 15与插拔连接器基座10固定连。活塞杆4伸出推动锁紧块6向心直线运动，活塞杆4到达行程终点时锁紧块6也锁紧插拔专用上接头台肩到位，此时第一活塞3另一端完全没入外露的缸体内，给地面控制系统操作人员和吊车司机一个锁紧到位的明确指示。活塞杆4缩回拉动锁紧块6离心直线运动，活塞杆4缩回到达行程终点时锁紧块6也完全缩回矩形腔10-2并释放插拔专用上接头台肩，此时第一活塞3另一端活塞杆完全外露在缸体外端面，给地面控制系统操作人员和吊车司机一个释放到位的明确指示。锁紧块6前端设计为与插拔专用上接头外圆相配的圆弧状，上下左右四个面与矩形腔10-2间隙配合，矩形腔10-2给锁紧块6前后直线运动提供导向作用。第一缸体5前端连接板与插拔连接器基座10通过螺钉紧固连接。组件中所有液压缸或气缸进油口或进气口通过三通接头、四通接头和液压或气动硬管或软管串联连通，所有出油口或出气口也同样通过另一组三通接头、四通接头和液压或气动硬管或软管串联连通，外部液压或气压软管通过每组连通管路中唯一的四通接头接入，形成一组远程锁紧机构，通过控制系统的远程控制和切换，组件中所有液缸或气缸活塞杆和锁紧块一起同步联动，实现插拔专用上接头被同步锁紧和同步释放。

所述安全锁定机构包括：

沿插拔连接器基座10径向设置有一组同步第二动力输出装置9；沿插拔连接器基座10径向开设有第一连接孔10-3和第二连接孔10-4，第一连接孔 10-3与矩形腔10-2相连通，第一连接孔10-3内安装有锁定插杆14，插拔连接器基座10上表面装有环形锁定盘12，环形锁定盘12下端与锁定插杆14 上端固定连接，当环形锁定盘12与插拔连接器基座10闭合，锁定插杆14 尾端插入矩形腔10-2内，锁紧块6被锁定；第二动力输出装置9安装于第二连接孔10-4内，且第二动力输出装置9与环形锁定盘12相连接。具体地，所述第二动力输出装置9包括与插拔连接器基座10固定连接的第二缸体 9-1，以及安装于第二缸体9-1的锁定活塞8，所述锁定活塞8通过锁定活塞杆11与环形锁定盘12相连接。

所述第二动力输出装置9为液压缸或气缸，液缸或气缸为一组进出油口或气口通过接头和管路分别串联连通。锁定活塞杆11通过第一螺母13与环形锁定盘12相连接。当锁紧机构中的锁紧块6被第二动力输出装置9水平向心推出至行程终点处于完全锁紧位置，锁紧块6尾端让出锁定插杆孔，则锁定插杆14在锁定液压缸或气缸的作用下下行插入锁紧块6的尾端和锁紧液压缸或气缸之间的空档，锁紧块6即被锁定在完全锁紧状态，锁定插杆14不上行到位，则锁紧块6不能后撤释放插拔专用上接头。这样就避免了在防喷装置内部承压时因各种因素造成的锁紧块意外松退或打开而造成安全事故，起到了安全锁定锁紧块的作用。每个锁紧块6尾端的锁定插杆14为一对，对称分布在锁定活塞8的两侧。锁定插杆14和锁定活塞8均与环形锁定盘连接固定，可确保所有锁定插杆14和锁定活塞8同步上下动作。当锁定插杆14、环形锁定盘2和锁定活塞杆11同步上行至行程终点，锁定插杆14让出锁紧块6回缩通道，锁紧块处于非锁定状态，即可以在锁紧液压缸或气缸的作用下把锁紧块6离心缩回主壳体矩形腔释放插拔专用上接头，此时环形锁定盘 2和插拔连接器基座10上端面离开一个液压缸或气缸行程的间隙，此间隙为地面控制系统操作人员和吊车司机一个锁紧块非锁定状态明确的指示，如果锁紧块6没有前伸至完全锁紧位置，其尾端会一直挡着锁定插杆孔使锁定插杆14和环形锁定盘2不能下行，则此间隙一直存在。当锁紧块6被锁紧液压缸或气缸前推至完全锁紧位置，其尾端会让开锁定插杆下行空间，锁定插杆 14和环形锁定盘2在锁定液压缸或气缸的作用下下行，锁定插杆14插入锁紧块6尾端和锁紧液压缸或气缸前端连接板之间的空档，挡住锁紧块后撤通道，锁紧块即处于锁定状态，此时环形锁定盘2和插拔连接器基座10上端面的间隙为零。环形锁定盘2涂上与基座其它零部件有明显区别的醒目颜色，以方便地面控制系统操作人员和吊车司机从远处肉眼观察。

优选地，本发明中所述井口对位导入器2为喇叭口结构，方便防喷装置管串远程井口自动对位吊装插入，且喇叭口的小直径端与插拔连接器基座10 相机械连接。安装在插拔连接器基座10矩形腔10-2部位的一组水平方向向心锁紧和离心释放插拔专用上接头1的远控锁紧机构，用于连接于插拔专用上接头1上部的防喷装置管串远程吊装插入到位后径向向心锁紧插拔专用上接头，使其可以承受防喷装置内部高压的拉拔力；当井口闸门关闭、防喷装置管串内压泄压为零且排空内部液体后，可远控径向离心释放插拔专用上接头1，使防喷装置管串可远程吊装拔出。安装在插拔连接器基座10上的一组安全锁定机构，用于插拔专用上接头远控锁紧机构在防喷装置管串内部带压情况下被安全锁定，不能因任何因素干扰而意外解锁、松退或人为误操作。。

进一步优选地，所述插拔连接器基座10上密封配合部位下端安装有用于远程快速试压自检的液控单向阀17。插拔连接器基座10与液控单向阀17螺纹连接，用于实现远程快速试压自检功能。

如图9所示，所述液控单向阀17包括阀体18，所述阀体18上固定连接有第三缸体19，阀体18与第三缸体19内中空连通，第三缸体19的顶部安装有活塞复位机构21，阀体18的下端与插拔连接器基座10下端密封部位侧口连接。所述阀体18的上部侧口以及第三缸体19的上端面均开设有液控口；液控口上安装有用于对防喷装置管串进行高压试压及泄压的快速连接接头 20。

示例性的，可以在阀体18内安装钢球和弹簧，在防喷装置井口作业内部承压过程中，可以通过钢球预防密封配合部位第一道密封圈因各种原因造成的井压意外漏压进入液压试压管线和系统，快速试压时通过最靠近钢球的高压液压油口向密封配合部位的两道橡胶密封圈之间的狭小缝隙快速注入最高井压的少量高压液体，以检测两道密封圈的密封性，来代替向整套防喷装置管串内部大空间注水加压。当快速试压检测完成，试压系统泄压后，由于单向阀钢球和弹簧的作用，两道密封圈之间的狭小缝隙内还存有高压液体压力没泄压为零，此时需要从缸体腔注入低压控制液压油推动活塞杆顶开钢球泄放试压后单向阀内腔和狭小缝隙内残留的高压液体。

进一步优选地，如图10、11所示，所述插拔专用上接头1上安装有用于现场泵送桥塞作业自动投球的远程控制投球装置16，所述远程控制投球装置 16包括：夹持于插拔专用上接头1上部的球盒22，球盒22内放置有压裂球 28，压裂球28底部安装有可抽动的底托板27；球盒22顶部安装有顶盖板24，球盒顶盖板24通过第二螺钉25、第一弹垫26安装于带夹持半环的球盒22 上，球盒22的底部外侧安装有第三动力输出装置29，第三动力输出装置29与底托板27相连接。所述球盒22通过相连接的夹持半环23与插拔专用上接头1相连接。所述第三动力输出装置29为气缸或液压缸。

夹持半环23和带夹持半环的球盒22通过螺栓30、第二螺母31、以及第二弹垫32把投球器安装固定在插拔专用上接头上部台阶处，底托板27安装在球盒22下部线割缝隙中，其一侧与安装在球盒22侧下部的单杆推拉液缸或气缸伸入球盒22内部的活塞杆连接牢固。活塞杆后缩，带动底托板27同步回缩，此时放入压裂球28即被球盒的底托板27挡住保持在球盒22中；活塞杆前伸，带动底托板27同步前伸，球盒22中的压裂球28失去底托板27 的支撑依靠重力掉入对位导向器喇叭口和插拔专用上接头1之间的环形空间，插拔专用上接头1被吊车拔出则压裂球自动掉入压裂井口，实现远程投球。球盒22顶部安装的顶盖板24，可绕一端连接螺钉旋转打开放入压裂球 28，然后再旋转关闭顶盖板24，防止球盒内的压裂球在井口被从球盒底部进入的大风吹出球盒，球盒顶盖板处于关闭状态时有卡槽卡住不会非人为意外打开。

安装在专用上接头1上部台阶处的远程投球装置，可在桥塞泵送完成、枪串上提进入防喷管、井口闸门关闭、防喷装置内压泄压为零且排空内部液体、锁紧机构释放插拔专用上接头，并且在准备上提拔开防喷管串时，远程控制投球装置，使预先放置在球盒22中的压裂球28掉入对位导入器和插拔专用上接头1之间的环形空间，当吊车远程上提拔开插拔专用上接头后压裂球28自动掉入压裂井口，再通过后续相关操作，压裂球28最终掉入井内桥塞部位以便完成后续压裂作业，实现远程投球作业。当防喷管串从井口拔开吊至地面操作区换射孔枪串后再次吊往井口前，作业人员在地面操作区把压裂球28放入投球器专用封闭的球盒22内，压裂球随防喷管串一起被吊车吊往井口供下次远程投球使用。

本发明中，为了在插拔专用上接头1不使用时，防喷管串调至临近进口作用后，对井口进行密封，设计了一种用于密封通道10-1的密封装置，如图 12、13所示，所述密封装置包括：固定安装于插拔连接器基座10上的底座 33，底座33一端铰接连接有可水平摆动的连接板39，连接板39上垂直安装有支架34，支架34顶部安装有可绕支架34上下翘动的连接架35，连接架 35的端部设置有滑槽35-1，滑槽35-1内安装有可滑动的滑动柱35-2，滑动柱35-2上铰接有密封堵头36。所述连接板39通过第一销轴37与底座33铰接，支架34顶部通过第二销轴38与连接架35铰接；底座33上水平安装有摆动液压缸40，摆动液压缸40一端与底座33固定连接，另一端与连接板39 铰接；连接板39上垂直设置有与连接架35末端相连接的液压缸41，液压缸 41一端与连接板39固定连接，另一端与连接架35铰接。所述底座33上安装有用于放置密封堵头36的堵头存放槽42。

远程操作将密封堵头放置于中空的通道，，保证了井口的密封，可替代井口闸阀，远程操作，不需要人员到井口手动关井，提高作业安全系数。整个密封堵头安装器可作为独立部件使用，液缸使用液压远程操作，保证了井口的作业安全。

另外，本发明还提供了一种防喷装置远程安装和作业方法，包括：

1)、使远程锁紧机构和安全锁定机构均处于解锁状态，；

2)、插拔专用上接头1与防喷装置管串连接，并且井口吊车吊起整套防喷装置管串到达井口；

3)、插拔专用上接头1通过井口对位导入器2远程井口对位，进入通道10-1中；

4)、当插拔专用上接头1完全进而通道10-1内，并且台肩1-1与台肩面相卡和时，插拔专用上接头1安装完成；

5)、远控锁紧机构径向向心收缩，通过第一动力输出装置5推动锁紧块6水平直线运动，与台肩1-1上部卡合；同时，安全锁定机构轴向收缩，通过第二动力输出装置9拉动环形锁定盘12向下运动，带动锁定插杆14向下运动，插入锁紧块6后端，使得锁紧块6锁死，插拔专用上接头1安装完成；

6)、通过液控单向阀17向安装于插拔专用上接头1底端外壁密封配合部位的两道橡胶密封圈之间的缝隙，注入最高井压的高压液体，以检测两道密封圈的密封性来代替向防喷装置管串内大空间第一次以后的逐次注水加压，进行整套防喷装置管串连接后密封性检查的快速试压检测；所述液控单向阀17安装于插拔连接器基座10上密封配合部位下端；

7)、当井口闸门关闭、防喷装置管串内压泄压为零且排空内部液体后，安全锁定机构和远程锁紧机构进行解锁，远控径向离心释放插拔专用上接头 1，使防喷装置管串远程吊装拔出；

8)、在准备上提拔开防喷装置管串时，远程控制投球装置6使预先放置在球盒22中的压裂球28掉入对位导入器2和插拔专用上接头1之间的环形空间；当吊车远程上提拔开插拔专用上接头1后，压裂球28自动掉入压裂井口，再通过后续操作，压裂球28最终掉入井内桥塞部位，实现远程投球作业；所述远控投球装置16包括：夹持于插拔专用上接头1上部的球盒22，球盒22内放置有压裂球28；

9)、远程控制密封装置，所述密封装置包括固定安装于插拔连接器基座 10上的底座33，底座33一端铰接连接有可水平摆动的连接板39，连接板39 上垂直安装有支架34，支架34顶部安装有可绕支架34上下翘动的连接架35，连接架35的端部设置有滑槽35-1，滑槽35-1内安装有可滑动的滑动柱35-2，滑动柱35-2上铰接有密封堵头36；将密封装置中的密封堵头36通过连接板 39摆动到井口上方，然后控制连接架35，将密封堵头36放置于插拔器内部，以使得井口密封。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实施例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。

Claims (14)

1.一种井口远程插拔连接器，其特征在于，包括插拔连接器基座(10)，沿插拔连接器基座(10)周向设置有远程锁紧机构，沿插拔连接器基座(10)轴向设置有安全锁定机构；插拔连接器基座(10)中心开设有中空的通道(10-1)，通道(10-1)上端安装有井口对位导入器(2)，通道(10-1)下端与井口或防喷装置管串其它部件相连接；通道(10-1)内安装有插拔专用上接头(1)，插拔专用上接头(1)内部为中空结构，插拔专用上接头(1)的底端外壁设置有台肩(1-1)，通道(10-1)内设置有与台肩(1-1)相匹配的台肩面；

所述远程锁紧机构包括：沿插拔连接器基座(10)周向设置有一组同步第一动力输出装置(5)；所述插拔连接器基座(10)周向水平开设有用于安装于第一动力输出装置(5)的矩形腔(10-2)，矩形腔(10-2)从插拔连接器基座(10)外部垂直通径穿通；矩形腔与通道(10-1)相连通，矩形腔(10-2)内安装有锁紧块(6)和第一动力输出装置(5)，锁紧块(6)的尾端T型槽与第一动力输出装置(5)前端相连接；

所述安全锁定机构包括：沿插拔连接器基座(10)径向设置有一组同步第二动力输出装置(9)；沿插拔连接器基座(10)径向开设有第一连接孔(10-3)和第二连接孔(10-4)，第一连接孔(10-3)与矩形腔(10-2)相连通，第一连接孔(10-3)内安装有锁定插杆(14)，插拔连接器基座(10)上表面装有环形锁定盘(12)，环形锁定盘(12)下端与锁定插杆(14)上端固定连接，当环形锁定盘(12)与插拔连接器基座(10)闭合，锁定插杆(14)尾端插入矩形腔(10-2)内，锁紧块(6)被锁定；第二动力输出装置(9)安装于第二连接孔(10-4)内，且第二动力输出装置(9)与环形锁定盘(12)相连接。

2.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第一动力装置(5)包括与插拔连接器基座(10)固定连接的第一缸体(5-1)，以及安装于第一缸体(5-1)内的第一活塞(3)，所述锁紧块(6)通过活塞杆(4)与第一活塞(3)相连接。

3.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第二动力输出装置(9)包括与插拔连接器基座(10)固定连接的第二缸体(9-1)，以及安装于第二缸体(9-1)内的锁定活塞(8)，所述锁定活塞(8)通过锁定活塞杆(11)与环形锁定盘(12)相连接。

4.根据权利要求1或3所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第一动力输出装置(5)和第二动力输出装置(9)为液压缸或气缸，且液压缸或气缸的出口通过接头和管路分别串联连接。

5.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述井口对位导入器(2)为喇叭口结构，且喇叭口的小直径端与插拔连接器基座(10)相连接。

6.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述插拔连接器基座(10)上密封配合部位下端安装有用于远程快速试压自检的液控单向阀(17)；所述液控单向阀(17)包括阀体(18)，所述阀体(18)上固定连接有第三缸体(19)，阀体(18)与第三缸体(19)内中空连通，第三缸体(19)的顶部安装有活塞复位机构(21)，阀体(18)的下端与插拔连接器基座(10)下端密封部位侧口连接。

7.根据权利要求6所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述阀体(18)的上部侧口以及缸体(19)的上端面均开设有液控口；液控口上安装有用于对防喷装置管串进行高压试压及泄压的快速连接接头(20)。

8.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述插拔专用上接头(1)上安装有用于现场泵送桥塞作业自动投球的远程控制投球装置(16)，所述远程控制投球装置(16)包括：夹持于插拔专用上接头(1)上部的球盒(22)，球盒(22)内放置有压裂球(28)，压裂球(28)底部安装有可抽动的底托板(27)；球盒(22)顶部安装有顶盖板(24)，球盒(22)的底部外侧安装有第三动力输出装置(29)，第三动力输出装置(29)与底托板(27)相连接；其中，所述球盒(22)通过相连接的夹持半环(23)与插拔专用上接头(1)相连接。

9.根据权利要求8所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述第三动力输出装置(29)为气缸或液压缸。

10.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，还包括密封装置，所述密封装置包括固定安装于插拔连接器基座(10)上的底座(33)，底座(33)一端铰接连接有可水平摆动的连接板(39)，连接板(39)上垂直安装有支架(34)，支架(34)顶部安装有可绕支架(34)上下翘动的连接架(35)，连接架(35)的端部设置有滑槽(35-1)，滑槽(35-1)内安装有可滑动的滑动柱(35-2)，滑动柱(35-2)上铰接有密封堵头(36)。

11.根据权利要求10所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述连接板(39)通过第一销轴(37)与底座(33)铰接，支架(34)顶部通过第二销轴(38)与连接架(35)铰接；底座(33)上水平安装有摆动液压缸(40)，摆动液压缸(40)一端与底座(33)固定连接，另一端与连接板(39)铰接；连接板(39)上垂直设置有与连接架(35)末端相连接的液压缸(41)，液压缸(41)一端与连接板(39)固定连接，另一端与连接架(35)铰接。

12.根据权利要求10或11所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述底座(33)上安装有用于进行防喷装置管串安装时放置密封堵头(36)的堵头存放槽(42)。

13.根据权利要求1所述的井口远程插拔连接器，其特征在于，所述插拔专用上接头(1)顶部安装有用于安装拆卸插拔连接器时整体提吊和试压检测的安装试压吊帽(7)。

14.一种基于权利要求1所述的井口远程插拔连接器的防喷装置管串远程井口连接和作业方法，其特征在于，包括：

1)、使远程锁紧机构和安全锁定机构均处于解锁状态，；

2)、插拔专用上接头(1)与防喷装置管串连接，并且井口吊车吊起整套防喷装置管串到达井口；

3)、插拔专用上接头(1)通过井口对位导入器(2)远程井口对位，进入通道(10-1)中；

4)、当插拔专用上接头(1)完全进而通道(10-1)内，并且台肩(1-1)与台肩面相卡和时，插拔专用上接头(1)安装完成；

5)、远控锁紧机构径向向心收缩，通过第一动力输出装置(5)推动锁紧块(6)水平直线运动，与台肩(1-1)上部卡合；同时，安全锁定机构轴向收缩，通过第二动力输出装置(9)拉动环形锁定盘(12)向下运动，带动锁定插杆(14)向下运动，插入锁紧块(6)后端，使得锁紧块(6)锁死，插拔专用上接头(1)安装完成；

6)、通过液控单向阀(17)向安装于插拔专用上接头(1)底端外壁密封配合部位的两道橡胶密封圈之间的缝隙，注入最高井压的高压液体，以检测两道密封圈的密封性来代替向防喷装置管串内大空间第一次以后的逐次注水加压，进行整套防喷装置管串连接后密封性检查的快速试压检测；所述液控单向阀(17)安装于插拔连接器基座(10)上密封配合部位下端；

7)、当井口闸门关闭、防喷装置管串内压泄压为零且排空内部液体后，安全锁定机构和远程锁紧机构进行解锁，远控径向离心释放插拔专用上接头(1)，使防喷装置管串远程吊装拔出；

8)、在准备上提拔开防喷装置管串时，远程控制投球装置(6)使预先放置在球盒(22)中的压裂球(28)掉入对位导入器(2)和插拔专用上接头(1)之间的环形空间；当吊车远程上提拔开插拔专用上接头(1)后，压裂球(28)自动掉入压裂井口，再通过后续操作，压裂球(28)最终掉入井内桥塞部位，实现远程投球作业；所述远控投球装置(16)包括：夹持于插拔专用上接头(1)上部的球盒(22)，球盒(22)内放置有压裂球(28)；

9)、远程控制密封装置，所述密封装置包括固定安装于插拔连接器基座(10)上的底座(33)，底座(33)一端铰接连接有可水平摆动的连接板(39)，连接板(39)上垂直安装有支架(34)，支架(34)顶部安装有可绕支架(34)上下翘动的连接架(35)，连接架(35)的端部设置有滑槽(35-1)，滑槽(35-1)内安装有可滑动的滑动柱(35-2)，滑动柱(35-2)上铰接有密封堵头(36)；将密封装置中的密封堵头(36)通过连接板(39)摆动到井口上方，然后控制连接架(35)，将密封堵头(36)放置于插拔器内部，以使得井口密封。