CN109882110B - 同轴式多用途闸板防喷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防喷器，具体涉及一种同轴式多用途闸板防喷器；解决了现有三闸板防喷器高度高、体积大、结构复杂的技术问题。本发明的技术解决方案是：一种同轴式多用途闸板防喷器，包括本体、至少一个闸板组件、与闸板组件对应设置的液压组件；其特殊之处在于：每个复合闸板包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板总成、套设在外闸板总成内的圆柱状内闸板总成；外闸板总成与内闸板总成沿本体轴向滑动连接；液压组件包括两个左右对称设置的同轴液压缸；每个同轴液压缸包括小液缸、套设在小液缸外的大液缸；大液缸和小液缸的同侧腔室连通；大液缸驱动相应的外闸板总成；小液缸驱动相应的内闸板总成。

Description

同轴式多用途闸板防喷器

技术领域

本发明涉及一种防喷器，具体涉及一种同轴式多用途闸板防喷器。

背景技术

防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生的井控装置。闸板防喷器是防喷器的一种，按壳体内闸板腔的数量可分为：单闸板防喷器、双闸板防喷器和三闸板防喷器。如图1所示，目前，大多三闸板防喷器内安装全封闸板101、第一半封闸板102、第二半封闸板103，其中第一半封闸板102和第二半封闸板103的密封管径规格不同。该类型的三闸板防喷器可将全封和半封两种功能合为一体，并且可密封两种不同规格的油管，具有通用性强、耐高压等特点，但该类型防喷器内的闸板腔分三层设置，每一层闸板均需两个液压缸驱动，造成三闸板防喷器整体高度高、体积大、结构复杂。

发明内容

为了解决现有三闸板防喷器高度高、体积大、结构复杂的技术问题，本发明提供了一种同轴式多用途闸板防喷器。

本发明的技术解决方案是：

一种同轴式多用途闸板防喷器，包括本体、设置在本体中的至少一个闸板组件、与闸板组件对应设置的液压组件；其特殊之处在于：

所述闸板组件包括左右对称闭合的两个复合闸板；

每个复合闸板包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板总成、套设在外闸板总成内的圆柱状内闸板总成；所述外闸板总成下侧壁设置有与轴向平行的一个平面；

所述外闸板总成与内闸板总成沿本体轴向滑动连接；

所述液压组件包括两个左右对称设置的同轴液压缸；

每个同轴液压缸包括小液缸、套设在小液缸外的大液缸；所述大液缸和所述小液缸同侧的油压腔室相连通；

所述大液缸驱动相应的外闸板总成；所述小液缸驱动相应的内闸板总成。

进一步地，所述外闸板总成包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板体、嵌在外闸板体外侧顶部的顶密封、设置在外闸板体内侧壁顶部且一端突出外闸板体内端面的第一前密封胶件、分别设置在外闸板体内端面前侧的导向块以及后侧的第一导向槽；所述导向块和第一导向槽分别与对称设置的另一个外闸板总成的第一导向槽和导向块配合；

所述第一前密封胶件与外闸板体形状相适配且向内伸出外闸板体；所述第一前密封胶件通过螺栓固定在外闸板体上。

进一步地，为了增加延伸出闸板体的密封胶件的强度，并调整对不同管径的油管的适应性，所述外闸板总成还包括设置在外闸板体和第一前密封胶件之间的半环形浮动套；所述浮动套硫化粘接在第一前密封胶件上；

所述浮动套与外闸板体形状相适配，且向内伸出外闸板体，但不超过第一前密封胶件。

进一步地，所述内闸板总成包括圆柱状内闸板体、嵌套在内闸板体内的第二前密封胶件；

所述第二前密封胶件与内闸板体形状相适配且向内伸出内闸板体。

进一步地，为了防止内闸板总成在外闸板总成内转动，所述内闸板总成的底部设有第二导向槽，所述外闸板总成底面的相应位置设有与第二导向槽相适配的导向杆。

进一步地，所述闸板组件的数量为两个；两个所述闸板组件沿本体的轴线上、下设置。

进一步地，所述大液缸包括外缸筒、设置在外缸筒内部的外活塞、分别设置在外缸筒两端的侧门和缸盖、依次穿过侧门和外活塞以及缸盖的多个外活塞杆；所述多个外活塞杆驱动相应的外闸板总成；

所述小液缸包括内缸筒和设置在内缸筒内部的内活塞、固定在内活塞上且两端分别穿过侧门和缸盖的内活塞杆；所述内活塞杆驱动相应的内闸板总成；

所述外活塞中心设有供内缸筒穿过的内孔，外活塞与内缸筒滑动连接；

所述内缸筒固定设置在缸盖和侧门之间。

进一步地，所述同轴液压缸还包括固定在缸盖上且位于所有外活塞杆和内活塞杆上方的护板总成。

进一步地，所述外活塞杆的数量为两个；两个外活塞杆相对于大液缸的轴线对称设置。

进一步地，所述内活塞和内活塞杆为一体件。

本发明相比现有技术的有益效果是：

1、本发明采用一组复合闸板代替平行设置的多个闸板，有效降低了防喷器的高度，并且用同轴液压缸来驱动复合闸板打开或关闭，节省了液压缸的数量，简化了防喷器的结构；本发明中的复合闸板包括外闸板和内闸板，内外闸板共同作用实现全封，外闸板单独作用实现半封。

2、本发明中的同轴液压缸包括大液缸和小液缸，大液缸和小液缸的同侧油压腔室相连通，复合闸板包括外闸板总成和内闸板总成，大液缸驱动外闸板总成，小液缸驱动内闸板总成，实现了大、小液缸分别推动内、外闸板总成完成全封的功能；当内闸板总成受阻后，外闸板总成可继续向井口中心移动，实现半封。

附图说明

图1是现有三闸板防喷器的结构图；

图2是本发明实施例一的主视图；

图3是该实施例的俯视结构示意图1(剖视部分为右侧液缸部分)；

图4是该实施例的俯视结构示意图2(剖视部分为左侧液缸部分)；

图5是该实施例的外形图；

图6是该实施例中闸板组件的结构图；

图7是该实施例中外闸板总成的主视结构示意图；

图8是该实施例中外闸板总成的俯视结构示意图；

图9是该实施例中外闸板总成的右视图；

图10是该实施例中内闸板总成的主视图；

图11是该实施例中内闸板总成的俯视图；

图12是该实施例中内闸板总成的右视图；

图13是该实施例中同轴液压缸的主视结构示意图；

图14是该实施例中同轴液压缸的俯视结构示意图；

附图标记为：

101-全封闸板，102-第一半封闸板，103-第二半封闸板，2-本体，201-第一进油接头，202-第二进油接头，3-复合闸板，301-外闸板总成，3011-外闸板体，3012-顶密封，3013-第一前密封胶件，3014-导向块，3015-浮动套，3016-第一导向槽，3017-导向杆，302-内闸板总成，3021-内闸板体，3022-第二前密封胶件，3023-第二导向槽，4-同轴液压缸，401-大液缸，4011-外缸筒，4012-外活塞，4013-侧门，4014-缸盖，4015-外活塞杆，402-小液缸，4021-内缸筒，4022-内活塞，4023-内活塞杆，403-护板总成，4031-护板，4032-连接支架，5-第一油道，6-第二油道。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例一：

参照图2、图3、图4和图6，该同轴式多用途闸板防喷器包括本体2、至少一个闸板组件、与闸板组件对应设置的液压组件。

闸板组件包括左右对称闭合的两个复合闸板3。每个复合闸板3包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板总成301、套设在外闸板总成内的圆柱状内闸板总成302；外闸板总成301的侧壁平行于轴切线割一个平面；外闸板总成301与内闸板总成302沿本体轴向滑动连接。为了防止内闸板总成302在外闸板总成301内转动，内闸板总成302的底部设有第二导向槽3023，外闸板总成301底面的相应位置设有第二导向槽3023相适配的导向杆3017，本实施例中的导向杆3017为螺栓改制件。

液压组件包括两个左右对称设置的同轴液压缸4。每个同轴液压缸4包括小液缸402、套设在小液缸402外的大液缸401；大液缸401和小液缸402的同侧油压腔室连通。

大液缸401驱动相应的外闸板总成301；小液缸402驱动相应的内闸板总成302。

图7、图8和图9，外闸板总成301包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板体3011、嵌在外闸板体3011外侧顶部的顶密封3012、设置在外闸板体3011内侧壁顶部且一端突出外闸板体3011内端面的第一前密封胶件3013、分别设置在外闸板体3011内端面前侧的导向块3014以及后侧的第一导向槽3016；导向块3014和第一导向槽3016分别与对称设置的另一个外闸板总成301的第一导向槽3016和导向块3014配合。

第一前密封胶件3013与外闸板体3011形状相似且略向内伸出外闸板体3011。

外闸板体3011和第一前密封胶件3013之间设置半环形浮动套3015。浮动套3015硫化在第一前密封胶件3013上，两者形成一个外胶套整体，并装于外闸板内槽里并通过螺栓紧固防止胶件轴向向内退出外闸板。

浮动套3015与外闸板体3011形状相似，且略向内伸出外闸板体3011但不超过第一前密封胶件3013。浮动套3015可随第一前密封胶件3013的轴向伸缩而相应移动。

参照图10、图11和图12，内闸板总成302包括圆柱状内闸板体3021、嵌套在内闸板体3021内的第二前密封胶件3022。第二前密封胶件3022与内闸板体3021形状相似且略向内伸出内闸板体3021。

参照图13和图14，大液缸401包括外缸筒4011、设置在外缸筒4011内部的外活塞4012、分别设置在外缸筒4011两端的侧门4013和缸盖4014、依次穿过侧门4013和外活塞4012以及缸盖4014的多个外活塞杆4015。多个外活塞杆4015驱动相应的外闸板总成301。

小液缸402包括内缸筒4021和设置在内缸筒4021内部的内活塞4022、固定在内活塞4022上且两端分别穿过侧门4013和缸盖4014的内活塞杆4023。内活塞4022和内活塞杆4023可以为分体件，也可以为一体件。为了加工及安装更方便，本实施例中的内活塞4022和内活塞杆4023为一体件。内缸筒4021的外圆和内孔均为台阶状；内缸筒4021的大端顶在缸盖4014的端面上，内缸筒4021的小端顶在侧门4013的端面上。

外活塞4012上设有沿轴向贯穿的内孔，该内孔与内缸筒4021的外圆相适配，外活塞4012可在内缸筒4021上沿轴向滑动。

为了导向性更好，外活塞杆4015的数量为两个，两个外活塞杆4015相对于大液缸401的轴线对称设置。

为了防止各活塞杆被磕碰，同轴液压缸4的缸盖4014上还通过螺栓连接了护板总成403。护板总成403包括护板4031和支撑在护板4031底部的连接支架4032。

本体2上设置第一油道5和第二油道6，第一油道5口部设置第一进油接头201，第二油道6口部设置第二进油接头202。第一进油接头201和第二进油接头202均与外部液压源连通。

参照图2至图5，该同轴式多用途闸板防喷器的工作原理如下：

该同轴式多用途闸板防喷器可实现半封也可实现全封，半封即封油管，全封即关空井。正常情况下，防喷器安装在井口上时，闸板是处于打开状态的。

需要防喷器打开时，液压油从第二进油接头202流经第二油道6分别进入两个大液缸401和两个小液缸402靠近防喷器中心的共同腔体内，两个外活塞杆4015分别带动其中一个外闸板总成301向远离井口中心(防喷器中心)的方向运动；两个内活塞杆4023也分别带动其中一个内闸板总成302向远离井口中心(防喷器中心)的方向运动。当两个内闸板总成302和两个外闸板总成301均移动至远离井口中心的极限位置时，防喷器处于打开状态，此时第二进油接头202停止进油。

当需要关空井时，液压油从第一进油接头201流经第一油道5分别进入两个大液缸401和两个小液缸402远离防喷器中心的共同腔体内，两个外活塞杆4015分别推动其中一个外闸板总成301向靠近井口中心(防喷器中心)的方向运动；两个内活塞杆4023也分别推动其中一个内闸板总成302向靠近井口中心(防喷器中心)的方向运动。当两个内闸板总成302和两个外闸板总成301均移动至井口中心，并合拢后，即可将空井关闭，此时，第一进油接头201停止进油。

当需要封油管时，原理与关空井时基本相同，区别仅在于：当内闸板总成302向靠近井口中心(防喷器中心)的方向运动至与油管接触时，由于油管外壁阻挡，内闸板总成302不能再继续运动，两个外闸板总成301仍然移动至井口中心并合拢，完成半封，即封油管。

参照图6，在封油管的过程中，由于第一前密封胶件3013结构上留有足够的变形量，所以该复合闸板3为变径闸板，可密封相邻规格的两种油管。例如，复合闸板3即可密封外径为89mm的油管也可密封外径为73mm的油管。

实施例二：实施例二与实施例一的区别仅在于实施例2中复合闸板3的数量为两个，同轴液压缸4的数量为四个；两个复合闸板3沿本体2的轴线平行设置。

使用时，仅需控制一副复合闸板体3运动即可，其工作原理与实施例1相同。当其中一副复合闸板体3故障时，无需更换该闸板，只需控制另一副闸板运动即可，操作更方便。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种同轴式多用途闸板防喷器，包括本体(2)、设置在本体(2)中的至少一个闸板组件、与闸板组件对应设置的液压组件；其特征在于：

所述闸板组件包括左右对称闭合的两个复合闸板(3)；

每个复合闸板(3)包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板总成(301)、套设在外闸板总成内的圆柱状内闸板总成(302)；所述外闸板总成(301)下侧壁设置有与轴向平行的一个平面；

所述外闸板总成(301)与内闸板总成(302)沿本体轴向滑动连接；

所述液压组件包括两个左右对称设置的同轴液压缸(4)；

每个同轴液压缸(4)包括小液缸(402)、套设在小液缸(402)外的大液缸(401)；所述大液缸(401)和所述小液缸(402)同侧的油压腔室相连通；

所述大液缸(401)驱动相应的外闸板总成(301)；所述小液缸(402)驱动相应的内闸板总成(302)。

2.根据权利要求1所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：

所述外闸板总成(301)包括内侧边设置有半圆缺口的圆筒状外闸板体(3011)、嵌在外闸板体(3011)外侧顶部的顶密封(3012)、设置在外闸板体(3011)内侧壁顶部且一端突出外闸板体(3011)内端面的第一前密封胶件(3013)、分别设置在外闸板体(3011)内端面前侧的导向块(3014)以及后侧的第一导向槽(3016)；所述导向块(3014)和第一导向槽(3016)分别与对称设置的另一个外闸板总成(301)的第一导向槽(3016)和导向块(3014)配合；

所述第一前密封胶件(3013)与外闸板体(3011)形状相适配且向内伸出外闸板体(3011)；所述第一前密封胶件(3013)通过螺栓固定在外闸板体(3011)上。

3.根据权利要求2所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：

所述外闸板总成(301)还包括设置在外闸板体(3011)和第一前密封胶件(3013)之间的半环形浮动套(3015)；所述浮动套(3015)硫化粘接在第一前密封胶件(3013)上；

所述浮动套(3015)与外闸板体(3011)形状相适配，且向内伸出外闸板体(3011)，但不超过第一前密封胶件(3013)。

4.根据权利要求3所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：

所述内闸板总成(302)包括圆柱状内闸板体(3021)、嵌套在内闸板体(3021)内的第二前密封胶件(3022)；

所述第二前密封胶件(3022)与内闸板体(3021)形状相适配且向内伸出内闸板体(3021)。

5.根据权利要求4所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：所述内闸板总成(302)的底部设有第二导向槽(3023)，所述外闸板总成(301)底面的相应位置设有与第二导向槽(3023)相适配的导向杆(3017)。

6.根据权利要求1至5之任一所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：所述闸板组件的数量为两个；两个所述闸板组件沿本体(2)的轴线上、下设置。

7.根据权利要求6所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：所述大液缸(401)包括外缸筒(4011)、设置在外缸筒(4011)内部的外活塞(4012)、分别设置在外缸筒(4011)两端的侧门(4013)和缸盖(4014)、依次穿过侧门(4013)和外活塞(4012)以及缸盖(4014)的多个外活塞杆(4015)；所述多个外活塞杆(4015)驱动相应的外闸板总成(301)；

所述小液缸(402)包括内缸筒(4021)和设置在内缸筒(4021)内部的内活塞(4022)、固定在内活塞(4022)上且两端分别穿过侧门(4013)和缸盖(4014)的内活塞杆(4023)；所述内活塞杆(4023)驱动相应的内闸板总成(302)；

所述外活塞(4012)中心设有供内缸筒(4021)穿过的内孔，外活塞(4012)与内缸筒(4021)滑动连接；

所述内缸筒(4021)固定设置在缸盖(4014)和侧门(4013)之间。

8.根据权利要求7所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：所述同轴液压缸(4)还包括固定在缸盖(4014)上且位于所述外活塞杆(4015)和内活塞杆(4023)上方的护板总成(403)。

9.根据权利要求8所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：所述外活塞杆(4015)的数量为两个；两个外活塞杆(4015)相对于大液缸(401)的轴线对称设置。

10.根据权利要求9所述的同轴式多用途闸板防喷器，其特征在于：所述内活塞(4022)和内活塞杆(4023)为一体件。

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