CN110080711A - 一种具有复合式侧门的闸板防喷器 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油设备技术领域，涉及闸板防喷器，具体为一种具有复合式侧门的闸板防喷器，包括内置有闸板的壳体和配套设置在壳体两侧的侧门，穿过侧门设有与闸板连接的闸板轴，关键在于：所述侧门包括外侧门和内侧门，外侧门借助螺栓连接定位在壳体上，内侧门其前端借助卡爪式连接装置定位在外侧门内腔中，并具有与闸板和闸板轴适配的型腔和安装孔，开闭杆穿过内、外侧门定位于壳体上，内、外侧门沿开闭杆均具有直开和直闭自由度。采用双层侧门结构，且内侧门可单独启闭，使侧门整体结构紧凑、开闭省力、快捷。

Description

一种具有复合式侧门的闸板防喷器

技术领域

本发明属于石油设备技术领域，涉及闸板防喷器，具体涉及采用分体式复合侧门的闸板防喷器。

背景技术

作为最重要的井控设备，液压防喷器主要有闸板防喷器和环形防喷器两种形式。闸板防喷器主要由闸板、壳体、侧门、缸盖、活塞、活塞杆等组成，其工作过程是利用液压推动活塞，以带动闸板关闭或打开，从而封闭或打开井口，达到封井、开井的目的。闸板防喷器的侧门与壳体连接，主要用于封闭壳体的闸板腔、并使闸板轴穿出，以便于闸板轴带动闸板开合。作为关键部件，闸板需要根据井内钻具的尺寸适应更换和定期维护，以避免井喷，安全运行。更换闸板时需要打开防喷器的侧门，防喷器侧门与壳体通常是采用螺栓连接，由于连接螺栓的尺寸大和重量重，拆装螺栓的劳动强度很大，非常耗时，严重影响生产效率。一些新型的防喷器采用了无螺栓的连接结构，通过相对简单的操作来实现侧门的开启及关闭，从而减轻劳动强度，提高工作效率。

目前国内外生产的无螺栓防喷器主要有转销式、插销式、齿板式等几种常见形式。由于防喷器承受内压很高，转销和插销锁止时会承受很大的作用力，转销与插销很容易发生变形，转销和插销变形后会造成机构内部易受泥浆污染，机构卡死，使防喷器不能正常工作。齿板式无螺栓防喷器机构笨重，操作比较复杂，对人员的要求较高，安装不当容易出现受力不均的情况。

发明内容

本发明为了解决侧门结构笨重、开闭费时费力的问题，采用双层侧门结构，且内侧门可单独启闭，使侧门整体结构紧凑、开闭省力、快捷。

本发明为了解决上述技术问题采用的技术方案为：一种具有复合式侧门的闸板防喷器，包括内置有闸板的壳体和配套设置在壳体两侧的侧门，穿过侧门设有与闸板连接的闸板轴，关键在于：所述侧门包括外侧门和内侧门，外侧门连接定位在壳体上，内侧门其前端借助卡爪式连接装置定位在外侧门内腔中，并具有与闸板和闸板轴适配的型腔和安装孔，开闭杆穿过内、外侧门定位于壳体上，内、外侧门沿开闭杆均具有直开和直闭自由度。

该技术方案中，采用嵌套的分体式双层侧门，外侧门借助螺栓固定在壳体上，内侧门前端插装固定在外侧门内腔中，闸板和闸板轴可在内侧门上的型腔和安装孔中轴向滑动，以封闭或打开井口，结构紧凑，使防喷器整体尺寸较小，重量较轻。内、外侧门均可沿开闭杆滑动，通过卡爪式连接装置，内侧门可单独打开或封闭闸板腔，也可与外侧门一起打开或关闭闸板腔。内侧门的单独启闭结构，可大大节省拆装螺栓的时间和降低难度，进而提高效率。

进一步的，卡爪式连接装置包括沿周向开设在外侧门内腔腔壁上的卡爪槽、位于卡爪槽内的爪块及连接在各爪块上的爪块驱动装置，借助爪块驱动装置，各爪块围拢抱紧或释放内侧门，各爪块与内侧门的接触面上设置有凸齿。该技术方案中，各爪块嵌装在外侧门内，形成卡盘式装夹结构，可便捷的抱紧或释放内侧门。

进一步的，所述内侧门包括密封座和连接部，连接部插装在外侧门内腔中，密封座与外侧门端面贴合，连接部外周面上设置有与凸齿匹配的齿槽，型腔和安装孔开设在连接部和密封座中部。该技术方案中，连接部插装在外侧门内腔中，并与外侧门可靠连接，密封座贴合在外侧门端面上，密封保护连接结构，避免受泥浆污染，使机构卡死。连接部上的齿槽与凸齿配合可进一步使连接可靠。型腔开设在连接部，安装孔与型腔相通，向密封座延伸贯通。

进一步的，为了便于安装、定位，所述密封座和连接部的连接处设置有定位凸耳，外侧门端面上匹配设置有凸耳槽。

进一步的，为了提高密封效果，外侧门端面上设置有与密封座轮廓匹配的密封槽，密封座端面压紧在密封槽内的密封圈上形成密封结构。

进一步的，为了保证侧门与壳体的密封，外侧门的另一端面与壳体贴合，并借助压紧在两者之间的密封圈形成密封结构。

进一步的，爪块驱动装置包括沿径向开设在外侧门腔壁上的螺纹孔及连接在螺纹孔内的螺杆，螺杆一端连接在爪块上，另一端设置具有扳手槽的头部。该技术方案中，采用手动驱动方式，通过旋拧螺杆带动爪块沿径向移动，螺杆无需拆下。头部的扳手槽可便于利用扳手旋拧螺杆。

进一步的，所述外侧门上与螺杆头部适配的限位孔深度与爪块的径向行程适配，螺杆头部外周面与限位孔孔壁之间安装有密封圈；限位孔与螺纹孔相通呈台阶孔结构。该技术方案中，螺杆头部直径大于螺纹段，限位孔与头部配合用于限位螺杆向中心移动的距离和便于对中。密封圈用于保护螺纹配合，避免泥浆污染，使机构卡死。

进一步的的，所述爪块上成型有带有内凸环的定位套，沿定位套轴向开设有竖槽，螺杆连接端从竖槽滑入定位套，并借助其定位槽与内凸环嵌合形成限位连接结构；外侧门上开设有与定位套适配的定位套插孔，定位套插孔与限位孔及螺纹孔相通呈台阶孔结构。该技术方案中，内凸环与定位槽嵌合限位径向移动，使爪块和螺杆连接为一体，竖槽用于螺杆装入定位套，装入后螺杆的轴向移动被螺纹孔限制，爪块的轴向移动被卡爪槽和壳体限制，连接可靠。定位套插入定位套插孔，起到为爪块径向运动导向和使连接可靠的作用。

进一步的，所述闸板轴包括与活塞一体的驱动段和锁紧段，驱动段和锁紧段端头成型有与两侧轴杆形成轴肩的异形轴扁，驱动段的异形轴扁与闸板上匹配设置的异形槽嵌合、锁紧段的异形轴扁与活塞上的异形槽嵌合形成限位连接结构。闸板轴用于在液压驱动下带动闸板运动。闸板轴前端与闸板连接，后端用于锁紧，即当闸板长时间处于关闭状态时，锁定闸板和闸板轴，达到即使泄压，闸板和闸板轴也不后退的目的。现有技术中，闸板轴一般为一体加工，活塞套装在闸板轴上。这种方式一方面闸板轴长度较长，对同轴度的要求较高，加工难度大；另一方面，活塞与闸板轴的连接不可靠，容易松动。该技术方案中，活塞与闸板轴的驱动段一体加工，无连接结构，同轴度好，锁紧段与驱动段无同轴度要求，进行单独加工，可显著的降低加工难度和成本。异形轴扁滑入异形槽，并借助两侧轴肩限位，即实现了轴向连接，而且便于安装。

本发明的有益效果为：1、采用嵌套的分体式双层侧门，且内外侧门采用卡盘式装夹连接结构，爪块和螺杆内装于外侧门内，结构紧凑，实现了内侧门的快速开闭，并可在内侧门故障或大修等情况拆卸螺栓，将内外侧门一起打开，以迅速排除故障，有效避免了侧门无法打开情况的出现，显著提高了闸板的更换和维护效率，减轻了劳动强度。2、各连接结构连接可靠，便于加工和安装，并设计多处密封结构，有限避免泥浆污染造成机构卡死。

附图说明

图1是实施例中内外侧门及壳体的装配结构示意图；

图2是实施例中内侧门单独打开时的结构示意图；

图3是实施例中内外侧门整体打开时的结构示意图；

图4是实施例中螺杆和爪块的连接结构示意图；

图5是实施例中闸板和闸板轴的结构示意图；

图6是实施例中侧门、壳体、闸板、闸板轴及开闭杆的装配结构示意图；

附图中，1代表壳体，11代表开闭杆，2代表内侧门，21代表密封座，22代表连接部，221代表齿槽，23定位凸耳，24代表型腔，25代表安装孔，3代表外侧门，31代表卡爪槽，32代表凸耳槽，33代表螺纹孔，34代表限位孔，35代表密封槽，36代表定位套插孔，4代表闸板，5代表爪块，51代表凸齿，52代表定位套，521代表内凸环，522代表竖槽，6代表螺杆，61代表头部，7代表闸板轴，71代表活塞，72代表驱动段，73代表锁紧段，74代表异形轴扁，8代表异形槽。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。

一种具有复合式侧门的闸板防喷器，参见附图，包括内置有闸板4的壳体1和配套设置在壳体1两侧的侧门。侧门包括外侧门3和内侧门2，外侧门3借助沿轴向设置的螺栓固定在壳体1上。外侧门3中部开有与内侧门2前端适配的通腔。内侧门2包括密封座21和连接部22，密封座21和连接部22的连接处设置有定位凸耳23，外侧门3端面上匹配设置有凸耳槽32。内侧门2的连接部22插装在外侧门3通腔中，密封座21与外侧门3端面贴合，定位凸耳23位于凸耳槽32内。在外侧门3的腔壁上沿周向开设卡爪槽31，卡爪槽31位于与壳体配合的端面上，卡爪槽31内安装爪块5。在外侧门3腔壁上沿径向开设定位套插孔36、螺纹孔33和限位孔34，定位套插孔36、限位孔34及螺纹孔33相通呈台阶孔结构，并位于轴向螺纹孔的间隙内。螺纹孔33内安装螺杆6，螺杆6一端连接在爪块5上，另一端设置具有扳手槽的头部61，头部61位于限位孔34内。限位孔34深度与爪块5的径向行程适配，螺杆6头部61外周面与限位孔34孔壁之间安装有密封圈。爪块5上成型有带有内凸环521的定位套52，沿定位套52轴向开设有竖槽522。安装时，定位套52插入定位套插孔36内，螺杆6连接端从竖槽522滑入定位套52，并借助其定位槽61与内凸环521嵌合形成限位连接结构。各爪块5与连接部22的接触面上设置有凸齿51，连接部22外周面上匹配设置有齿槽221。外侧门3端面上设置有与密封座21轮廓匹配的密封槽35，密封座21端面压紧在密封槽32内的密封圈上形成密封结构。外侧门3的另一端面与壳体1贴合，并借助压紧在两者之间的密封圈形成密封结构。从定位凸耳23和凸耳槽32处穿过内、外侧门2、3的开闭杆11固定在壳体1上，内、外侧门2、3可沿开闭杆11轴向移动，开闭杆11内开设有油路。

内侧门2的连接部22开设与闸板4适配的型腔24，型腔24连通安装闸板轴7的安装孔25，安装孔25向密封座21延伸贯通。闸板4可在型腔24内轴向移动，型腔24深度与闸板4行程适配。闸板轴7连接在闸板4上，可在安装孔25内轴向移动。闸板轴7包括与活塞71一体的驱动段72和锁紧段73，驱动段72从安装孔25穿出，活塞71位于安装孔25外的油缸内。驱动段72和锁紧段73端头成型有与两侧轴杆形成轴肩的截面呈门形的异形轴扁74，驱动段72的异形轴扁74与闸板4上匹配设置的异形槽8嵌合、锁紧段73的异形轴扁74与活塞上的异形槽8嵌合，并借助轴肩形成限位连接结构。闸板4上的异形槽8为截面为门形的开口槽，驱动段72的异形轴扁74从开口滑入连接。活塞上的异形槽8参见附图，为圆形与门形连通的槽结构，锁紧段73的异形轴扁74从圆形部滑入门形部，实现轴向连接。锁紧段73的后端安装有锁紧座和锁紧头，锁紧头螺纹连接在锁紧座上，可顶住锁紧段73后端避免泄压时闸板4和闸板轴7移动，造成闸板4关闭不严。

具体使用时，先将螺杆6装入外侧门3螺纹孔33内，再将爪块5从壳体1侧装入卡爪槽31，螺杆6从爪块5的竖槽522滑入定位套52，螺杆6和爪块5连接好后，外侧门3通过螺栓与壳体1连接，内侧门2安装就位后，旋紧螺杆6，防喷器即处于正常工作状态。当需要打开侧门更换闸板时，操作螺杆6，使爪块5与内侧门2的齿槽221脱离配合，即可快速的打开内侧门2，其打开状态如图2所示，在这种状态下可以进行更换闸板4的操作，完成闸板4更换后，关闭内侧门2，旋紧螺杆6即可完成。当遇到极端情况，上述的操作机构发生故障影响快速拆装时，可拆卸外侧门3螺栓后，内、外侧门2、3一体打开，其打开的时的状态如图3所示，这种状态下，也可以完成闸板4更换或排除故障。本发明提供了两种打开侧门的方式，可以确保设备在各种情况下的正常运转。

Claims (10)

1.一种具有复合式侧门的闸板防喷器，包括内置有闸板（4）的壳体（1）和配套设置在壳体（1）两侧的侧门，穿过侧门设有与闸板（4）连接的闸板轴（7），其特征在于：所述侧门包括外侧门（3）和内侧门（2），外侧门（3）连接定位在壳体（1）上，内侧门（2）其前端借助卡爪式连接装置定位在外侧门（3）内腔中，并具有与闸板（4）和闸板轴（7）适配的型腔（24）和安装孔（25），开闭杆（11）穿过内、外侧门（2、3）定位于壳体（1）上，内、外侧门（2、3）沿开闭杆（11）均具有直开和直闭自由度。

2.根据权利要求1所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述卡爪式连接装置包括沿周向开设在外侧门（3）内腔腔壁上的卡爪槽（31）、位于卡爪槽（31）内的爪块（5）及连接在各爪块（5）上的爪块驱动装置，借助爪块驱动装置，各爪块（5）围拢抱紧或释放内侧门（2），各爪块（5）与内侧门的接触面上设置有凸齿（51）。

3.根据权利要求2所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述内侧门（2）包括密封座（21）和连接部（22），连接部（22）插装在外侧门（3）内腔中，密封座（21）与外侧门（3）端面贴合，连接部（22）外周面上设置有与凸齿（51）匹配的齿槽（221），型腔（24）和安装孔（25）开设在连接部（22）和密封座（21）中部。

4.根据权利要求3所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述密封座（21）和连接部（22）的连接处设置有定位凸耳（23），外侧门（3）端面上匹配设置有凸耳槽（32）。

5.根据权利要求3所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述外侧门（3）端面上设置有与密封座（21）轮廓匹配的密封槽（35），密封座（21）端面压紧在密封槽（35）内的密封圈上形成密封结构。

6.根据权利要求5所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述外侧门（3）的另一端面与壳体（1）贴合，并借助压紧在两者之间的密封圈形成密封结构。

7.根据权利要求2所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述爪块驱动装置包括沿径向开设在外侧门（3）腔壁上的螺纹孔（33）及连接在螺纹孔（33）内的螺杆（6），螺杆（6）一端连接在爪块（5）上，另一端设置具有扳手槽的头部（61）。

8.根据权利要求7所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述外侧门（3）上与螺杆（6）头部（61）适配的限位孔（34）深度与爪块（5）的径向行程适配，螺杆（6）头部（61）外周面与限位孔（34）孔壁之间安装有密封圈；限位孔（34）与螺纹孔（33）相通呈台阶孔结构。

9.根据权利要求7所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述爪块（5）上成型有带有内凸环（521）的定位套（52），沿定位套（52）轴向开设有竖槽（522），螺杆（6）连接端从竖槽（522）滑入（52）定位套（52），并借助其定位槽（61）与内凸环（521）嵌合形成限位连接结构，外侧门（3）上开设有与定位套（52）适配的定位套插孔（36），定位套插孔（36）与限位孔（34）及螺纹孔（33）相通呈台阶孔结构。

10.根据权利要求1所述的具有复合式侧门的闸板防喷器，其特征在于：所述闸板轴（7）包括与活塞（71）一体的驱动段（72）和锁紧段（73），驱动段（72）和锁紧段（73）端头成型有与两侧轴杆形成轴肩的异形轴扁（74），驱动段（72）的异形轴扁（74）与闸板（4）上匹配设置的异形槽（8）嵌合、锁紧段（73）的异形轴扁（74）与活塞上的异形槽（8）嵌合形成限位连接结构。