CN110094178B - 适用于有底法兰的井口重置装置及重置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于有底法兰的井口重置装置及重置方法。重置装置包括抱箍、液缸、双法兰短节和防喷器，抱箍由两半片抱箍构成，抱箍两端对称设置有两个用于远程控制抱箍张开或收回的液缸，液缸两端的液缸杆分别与两半片抱箍连接，两半片抱箍通过两个液缸联接对合形成抱箍，双法兰短节上端与防喷器固定密封连接，下端用于与井口连接，抱箍紧固在双法兰短节上。本发明可实现全过程远程操作抢装井口，提高抢装井口作业效率，降低抢险人员靠近井口作业的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于有底法兰的井口重置装置及重置方法，用于切割套管后油气井井喷失控抢险作业的重置井口作业。
背景技术
油气井发生井喷失控着火时，通常情况是井场设备损毁，井口损坏。其抢险救援的通常的做法是：井口、抢险设备、人员的冷却掩护，清除井口周围的设备设施，切割井口。切割井口前根据勘查情况确定井口切割位置，如果井口底法兰未损坏，则从井口底法兰上部四通切割井口，取四通下法兰后抢装新井口。如果井口底法兰损坏，则在底法兰下部套管处切割井口。
针对井口底法兰未损坏的情况，目前采用重力加压的方法重置井口的做法是：将防喷器装置安装在远程遥控重置井口装置上，遥控操作将防喷器装置与原井口底法兰对中并扣合，旋转防喷器对准螺孔，然后抢险人员到井口上紧法兰连接螺栓。这种方法适用于高压产井井喷失控抢险的抢装井口，全程机械化操作，但是最后一步需要抢险人员靠近井口作业，这个时候如果突然刺漏着火，将给抢险人员带来巨大的危险。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种适用于有底法兰的井口重置装置及重置方法。本发明可实现全过程远程操作抢装井口，提高抢装井口作业效率，降低抢险人员靠近井口作业的风险。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于有底法兰的井口重置装置，其特征在于：包括抱箍、液缸、双法兰短节和防喷器，抱箍由两半片抱箍构成，抱箍两端对称设置有两个用于远程控制抱箍张开或收回的液缸，液缸两端的液缸杆分别与两半片抱箍连接，两半片抱箍通过两个液缸联接对合形成抱箍，双法兰短节上端与防喷器固定密封连接，下端用于与井口连接，抱箍紧固在双法兰短节上。
所述抱箍外侧的外圈处设置有液缸连接耳板，液缸连接耳板上设置有销接孔，液缸的液缸杆通过销接孔、液缸连接销与抱箍连接。
所述抱箍外侧上下分别设置有螺栓连接耳板，螺栓连接耳板上设置有螺栓连接孔，当液缸失效时，两半片抱箍通过螺栓连接孔、抱箍连接螺栓连接对合形成抱箍。
所述抱箍内侧上端面设置成斜面，内侧下端面设计成平端面。
所述液缸上并排设置有第一进出油口、第二进出油口和第三进出油口，两个液缸上的第一进出油口和第三进出油口连通，两个液缸上的第二进出油口连通。
所述双法兰短节包括短节和短节上下两端的法兰结构，短节轴向贯通设置有内孔，法兰结构包括法兰和法兰端面设置的密封机构，法兰圆周方向均匀分布有法兰连接螺孔，下法兰上端面设置为与抱箍斜面相配合的斜面，下法兰上端面螺孔位置设置为马蹄形平面。
所述密封机构包括法兰端面设置的垫环槽和设置在垫环槽内的密封垫环。
所述短节和法兰为一体式结构。
所述双法兰短节与防喷器通过防喷器连接螺栓连接固定。
所述抱箍还连接有抱箍固定支架，抱箍固定支架一端与抱箍固定连接，另一端固定在防喷器连接螺栓上。
一种适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、抢装井口时，远程控制液缸两端液缸杆伸出，抱箍张开，再用装备将防喷器与双法兰短节送至井口正上方，向下加压使双法兰短节的下法兰与井口法兰重合，旋转防喷器使其连接螺孔与井口法兰螺孔对中；
b、液缸两端液缸杆缩回，抱箍收回，并将双法兰短节下法兰与井口法兰卡紧。
所述步骤b中，压紧双法兰短节下端面的密封垫环实现法兰密封及紧固，为防止液缸液压失效，上紧抱箍连接螺栓。
所述液缸，当远程控制第二进出油口进液压油，第一进出油口和第三进出油口出油时，抱箍张开；当远程控制第一进出油口和第三进出油口进液压油，第二进出油口出油时，抱箍收回抱紧。
采用本发明的优点在于：
1、本发明设计对称双液缸，并将抱箍及液缸通过抱箍固定支架与防喷器连接螺栓固定在防喷器与双法兰短节上，结构简单，组装方便；同时设计抱箍连接螺栓防止液压失效，增强了本发明的安全性能。抱箍的卡紧采用液动完成，使防喷器、双法兰短节与井口的连接实现了机械化，实现了油气井井喷失控抢装井口全过程远程操作。
2、本发明提出了井口底法兰完好情况下的井口重置的方法，以实现全过程远程操作抢装井口，提高抢装井口作业效率，降低抢险人员靠近井口作业的风险。
3、本发明适用于底法兰完好情况下油气井井喷失控抢险作业的重置井口作业。油气井发生井喷失控着火的抢险作业基本程序是：冷却掩护、清障、重置井口。重置井口作业是油气井失控着火抢险的重要环节，而本发明可有效降低作业风险，提高作业效率。
4、本发明的抱箍设计有液缸连接耳板和螺栓连接耳板，即能满足远程操作，又能保证液压失效时法兰抱箍安全有效。抱箍的上下端面分别设计成平斜面和平端面，即能满足原标准法兰的配合，又能满足抱箍的卡紧功能。与双法兰短节配合使用可满足油气井井喷失控抢装井口全程成远程操作。主要目的就是解决井喷失控抢装井口最后一步需要抢险人员近井口作业的问题，两半式液动抱箍，替代人工近井口连接螺栓，提高抢装井口作业效率，降低抢险人员靠近井口作业的风险。
5、本发明上下两端双法兰结构的短节，与井口法兰连接的下发上端面设计成斜面，满足法兰连接抱箍的卡紧。下法兰上端面螺孔位置设计为马蹄形平面，方便实现下法兰与井口法兰的备用螺栓紧固功能。与两半式液动法兰连接抱箍配合完成远程液控紧固法兰，替代人工近井口连接螺栓。
6、本发明中的油气井井喷失控抢险用底法兰可以有效保证底法兰与套管的卡紧与密封，提高抢装井口作业效率，减少抢险人员靠近井口作业的次数。
附图说明
图1为本发明剖面结构示意图；
图2为本发明俯视结构示意图；
图3为本发明双法兰短节剖面结构示意图；
图4为图3的俯视结构示意图；
图5为本发明抱箍主视结构示意图；
图6为图5的俯视结构示意图；
图中标记为：1、抱箍，2、液缸，3、抱箍连接螺栓，4、液缸连接销，5、双法兰短节，6、抱箍固定支架，7、防喷器连接螺栓，8、防喷器，9、密封垫环，10、井口，11、斜面，12、平端面，13、第一进出油口，14、第二进出油口，15、第三进出油口，16、法兰连接螺孔，17、马蹄形平面，18、垫环槽，19、液缸连接耳板，20、螺栓连接耳板。
具体实施方式
实施例1
一种适用于有底法兰的井口重置装置，包括抱箍1、液缸2、双法兰短节5和防喷器8，抱箍1由两半片抱箍构成，抱箍1两端对称设置有两个用于远程控制抱箍1张开或收回的液缸2，液缸2两端的液缸杆分别与两半片抱箍连接，两半片抱箍通过两个液缸2联接对合形成抱箍1，双法兰短节5上端与防喷器8固定密封连接，下端用于与井口10连接，抱箍1紧固在双法兰短节5上。
所述抱箍1外侧的外圈处设置有液缸连接耳板，液缸连接耳板上设置有销接孔，液缸2的液缸杆通过销接孔、液缸连接销4与抱箍1连接。
所述抱箍1外侧上下分别设置有螺栓连接耳板，螺栓连接耳板上设置有螺栓连接孔，当液缸失效时，两半片抱箍通过螺栓连接孔、抱箍连接螺栓3连接对合形成抱箍1。
所述抱箍1内侧上端面设置成斜面11，内侧下端面设计成平端面12。
所述液缸2上并排设置有第一进出油口13、第二进出油口14和第三进出油口15，两个液缸2上的第一进出油口13和第三进出油口15连通，两个液缸2上的第二进出油口14连通。
所述双法兰短节5包括短节和短节上下两端的法兰结构，短节轴向贯通设置有内孔，法兰结构包括法兰和法兰端面设置的密封机构，法兰圆周方向均匀分布有法兰连接螺孔16，下法兰上端面设置为与抱箍斜面相配合的斜面11，下法兰上端面螺孔位置设置为马蹄形平面17。
所述密封机构包括法兰端面设置的垫环槽18和设置在垫环槽18内的密封垫环9。
所述短节和法兰为一体式结构。
所述双法兰短节5与防喷器8通过防喷器连接螺栓7连接固定。
所述抱箍1还连接有抱箍固定支架6，抱箍固定支架6一端与抱箍1固定连接，另一端固定在防喷器连接螺栓7上。
一种适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，包括如下步骤：
a、抢装井口时，远程控制液缸2两端液缸杆伸出，抱箍1张开，再用装备将防喷器8与双法兰短节5送至井口正上方，向下加压使双法兰短节5的下法兰与井口10法兰重合，旋转防喷器8使其连接螺孔与井口法兰螺孔对中；
b、液缸2两端液缸杆缩回，抱箍1收回，并将双法兰短节5下法兰与井口法兰卡紧。
所述步骤b中，压紧双法兰短节5下端面的密封垫环9实现法兰密封及紧固，为防止液缸液压失效，上紧抱箍连接螺栓3。
所述液缸2，当远程控制第二进出油口14进液压油，第一进出油口13和第三进出油口15出油时，抱箍1张开；当远程控制第一进出油口13和第三进出油口15进液压油，第二进出油口14出油时，抱箍1收回抱紧。
实施例2
本实施例结合附图对本发明做进一步说明。
本发明适用于有底法兰的井口重置装置，将其连接在新井口装置下部，用装置将它们移送至井口上与井口法兰配合，用液压控制两半抱箍卡紧井口法兰，需要机械紧固时，用抱箍连接螺栓紧3固抱箍，连接两侧法兰螺栓，完成井口重置及连接紧固。
适用于有底法兰的井口重置装置结构如图1和2所示：抱箍1由两半组成，与液缸2通过液缸连接销4连接。抱箍1及液缸2通过抱箍固定支架6与防喷器连接螺栓7固定在防喷器8与双法兰短节5上。双法兰短节5与防喷器8通过防喷器连接螺栓7连接固定，密封垫环9预先固定在双法兰短节的垫环槽18中。抢装井口时，液缸2两端液缸杆伸出，抱箍1张开。将防喷器8与双法兰短节通过装备送至井口10正上方。向下加压使双法兰短节5下法兰与井口法兰重合。旋转防喷器8使其螺孔与井口法兰螺孔对中。液缸2两端液缸杆缩回，抱箍1收回，并将双法兰短节5下法兰与井口10法兰卡紧，压紧密封垫环9实现法兰密封及紧固。上紧抱箍连接螺栓3，防止液缸液压失效。
本发明中采用的双法兰短节如图3和图4所示，短节上下两端为双法兰结构，下法兰下端面设计有垫环槽18，用于与井口法兰的连接密封。下法兰圆周方向均匀分布有法兰连接螺孔16，用于与井口法兰的备用连接紧固。下法兰上端面设计为斜面11，用于满足法兰连接抱箍的卡紧功能。下法兰上端面螺孔位置设计为马蹄形平面17，方便实现下法兰与井口法兰的备用螺栓紧固功能。上法兰上端面设计有垫环槽18，用于与放喷器8的连接密封。上法兰圆周方向均匀分布有法兰连接螺孔16，用于与防喷器8的连接紧固。
本发明中采用的抱箍如图5和6所示，主要包括抱箍1、抱箍连接螺栓3、液缸2、液缸连接销4。抱箍1外侧外圈设计有液缸连接耳板19，外侧上下设计有螺栓连接耳板20；内侧上端面设计成斜面11，内侧下端面设计成平端面12；液缸2设计有第一进出油口13、第二进出油口14和第三进出油口15。
抱箍1由两半组成，与液缸2通过液缸连接销4连接；当液压失效时可通过抱箍连接螺栓3连接。两个液缸3上的第一进出油口13、第三进出油口15连通，第二进出油口14连通；当第二进出油口14进液压油，第一进出油口13和第三进出油口15出油时，两半抱箍张开，可套入法兰；当第一进出油口13和第三进出油口15进液压油，第二进出油口14出油时，两半抱箍抱紧。
抱箍1的内侧下端面设计成平端面12可以满足标准井口法兰下端面的配合。
抱箍1的内侧上端面设计成斜面11可以满足防喷器法兰的卡紧。
Claims (9)
1.适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述适用于有底法兰的井口重置装置包括抱箍（1）、液缸（2）、双法兰短节（5）和防喷器（8），抱箍（1）由两半片抱箍构成，抱箍（1）两端对称设置有两个用于远程控制抱箍（1）张开或收回的液缸（2），液缸（2）两端的液缸杆分别与两半片抱箍连接，两半片抱箍通过两个液缸（2）联接对合形成抱箍（1），双法兰短节（5）上端与防喷器（8）固定密封连接，下端用于与井口（10）连接，抱箍（1）卡紧双法兰短节（5）下法兰与井口法兰；
所述重置方法包括如下步骤：
a、抢装井口（10）时，远程控制液缸（2）两端液缸杆伸出，抱箍（1）张开，再用装备将防喷器（8）与双法兰短节（5）送至井口（10）正上方，向下加压使双法兰短节（5）的下法兰与井口法兰重合，旋转防喷器（8）使双法兰短节（5）的下法兰的螺孔与井口法兰螺孔对中；
b、液缸（2）两端液缸杆缩回，抱箍（1）收回，并将双法兰短节（5）下法兰与井口法兰卡紧。
2.根据权利要求1所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述抱箍（1）外侧的外圈处设置有液缸连接耳板（19），液缸连接耳板（19）上设置有销接孔，液缸（2）的液缸杆通过销接孔、液缸连接销（4）与抱箍（1）连接。
3.根据权利要求2所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述抱箍（1）外侧上下分别设置有螺栓连接耳板（20），螺栓连接耳板（20）上设置有螺栓连接孔，当液缸（2）失效时，两半片抱箍通过螺栓连接孔、抱箍连接螺栓（3）连接对合形成抱箍（1）。
4.根据权利要求3所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述抱箍（1）内侧上端面设置成斜面（11），内侧下端面设计成平端面（12）。
5.根据权利要求4所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述液缸（2）上并排设置有第一进出油口（13）、第二进出油口（14）和第三进出油口（15），两个液缸（2）上的第一进出油口（13）和第三进出油口（15）连通，两个液缸（2）上的第二进出油口（14）连通。
6.根据权利要求5所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述双法兰短节（5）包括短节和短节上下两端的法兰结构，短节轴向贯通设置有内孔，法兰结构包括法兰和法兰端面设置的密封机构，法兰圆周方向均匀分布有法兰连接螺孔（16），下法兰上端面设置为与抱箍斜面相配合的斜面（11），下法兰上端面螺孔位置设置为马蹄形平面（17）。
7.根据权利要求6所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述密封机构包括法兰端面设置的垫环槽（18）和设置在垫环槽（18）内的密封垫环（9）。
8.根据权利要求7所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述抱箍（1）还连接有抱箍固定支架（6），抱箍固定支架（6）一端与抱箍（1）固定连接，另一端固定在防喷器连接螺栓（7）上。
9.根据权利要求1所述的适用于有底法兰的井口重置装置的重置方法，其特征在于：所述液缸（2），当远程控制第二进出油口（14）进液压油，第一进出油口（13）和第三进出油口（15）出油时，抱箍（1）张开；当远程控制第一进出油口（13）和第三进出油口（15）进液压油，第二进出油口（14）出油时，抱箍（1）收回抱紧。
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