CN111878023A - 一种带压修阀工具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带压修阀工具及方法，包括连接在井口大四通法兰上的阀门，阀门上部连接有防喷法兰，防喷法兰上部通过液压缸短接连接至液压缸，液压缸中穿插设置有堵塞杆，且堵塞杆的上部伸出液压缸，所述堵塞杆包括堵塞器，堵塞器上部连接有活塞杆，堵塞器的中心孔及活塞杆的中心孔穿插设置有中心杆，中心杆的自由端穿出活塞杆的端部，活塞杆的端部通过固定螺母以及中心杆压帽对中心杆固定。本发明结构简单紧凑、安装方便，现场需要两人就可完成工具安装，通过液压站操作液压缸可以快速实现堵塞器进入指定位置，现场人员操作简单，操作堵塞器封堵，密封可靠，缩短作业时间，根据需要维修阀门损坏部，在工作效率和安全性上明显提升。
Description
技术领域
本发明属于井控技术领域，具体涉及一种带压修阀工具及方法。
背景技术
油、气井口经过较长时间的开采，井口控制阀门出现很多泄露问题，如锈蚀、密封件老化、密封磨损等，容易导致阀门和其它井口部件产生内漏或者外漏，严重影响气井的生产，一旦失控后果相当严重，因此需要一种带压修阀的工具及技术。常规工艺采用压井维修阀门，对油、气井的正常生产会造成严重干扰，并带来以下不利因素：a)压井液对油、气井的产层会造成一定的伤害，中后期油、气井甚至可能无法恢复生产；b)需耗费大量的资金；c)需要大量准备工作并动用压井设备；d)压井液的排放会造成严重的污染。市场上使用的工具有简易的修阀工具，通过工具顶住阀门丝杠，维修阀门，缺少对气道的有效封堵，作业过程中风险比较大。或者使用的作业工具比较笨重，在井口上找支撑点来安装立柱，堵塞器，液压缸横梁等部件，设备操作不方便，效率相对较低，现场人员操作比工序较多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带压修阀工具及方法，以克服现有技术的缺陷，本发明结构简单紧凑、安装方便，现场需要两人就可完成工具安装，通过液压站操作液压缸可以快速实现堵塞器进入指定位置，现场人员操作简单，操作堵塞器封堵，密封可靠，缩短作业时间，根据需要维修阀门损坏部，在工作效率和安全性上明显提升。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带压修阀工具，包括连接在井口大四通法兰上的阀门，阀门上部连接有防喷法兰，防喷法兰上部通过液压缸短节连接至液压缸，液压缸中穿插设置有堵塞杆，且堵塞杆的上部伸出液压缸，所述堵塞杆包括堵塞器，堵塞器上部连接有活塞杆，堵塞器的中心孔及活塞杆的中心孔穿插设置有中心杆，中心杆的自由端穿出活塞杆的端部，活塞杆的端部通过固定螺母以及中心杆压帽对中心杆固定；
所述堵塞器包括与活塞杆连接的套管，套管的自由端连接至密封胶桶，密封胶筒的自由端通过堵头固定，且中心杆的下端与堵头螺纹连接；
防喷法兰或液压缸上连接有扶正横梁，堵塞杆上部的活塞杆上连接有不丢手横梁，扶正横梁和不丢手横梁的两端分别通过第一立柱和第二立柱连接，所述防喷法兰上设置有放气阀和压力表，且防喷法兰通过组合密封进行密封。
进一步地，所述套管的上部连接有堵塞器接杆，堵塞器接杆的上部连接有堵塞器上接头，堵塞器上接头的上部通过活动连接组件连接至活塞杆，堵塞器上部的中空、堵塞器上接头的中空、活动连接组件的中空以及活塞杆的中空穿插设置有中心杆，堵塞器接杆内部安装有轴套，堵塞器接杆下部连接至套管，套管的自由端连接至密封胶筒，密封胶筒的自由端通过堵头固定，轴套的上端与中心杆连接，下端连接有中心轴，中心轴的自由端穿插设置在套管、密封胶筒及堵头的中空中，且堵头与中心轴螺纹连接。
进一步地，堵塞器接杆内部为光孔，轴套外部为光杆，且轴套与堵塞器接杆为间隙配合。
进一步地，所述活动接头组件包括与堵塞器上接头连接的活动接头连接头，活动接头连接头通过压帽连接至活动接头，活动接头连接头和压帽之间设置有活动接头卡环，活动接头与活塞杆连接。
进一步地，堵塞器接杆与套管之间设置有第一密封件，套管与中心轴之间设置有第二密封件。
进一步地，所述活塞杆与中心杆为间隙配合。
进一步地，第一立柱与扶正横梁和不丢手横梁之间以及第二立柱与扶正横梁和不丢手横梁之间均通过限位螺母固定。
一种带压修阀方法，包括以下步骤：
步骤一：通过液压控制台控制液压站给液压缸上腔注油，使活塞杆带着堵塞器下行至指定位置，并通过活塞杆上的固定螺母压紧活塞杆，然后松开中心杆压帽，中心杆向上移动，堵塞器密封，通过中心杆向下推动给密封胶筒二次加压，挤压密封胶筒，使得堵塞更加安全可靠，然后观察防喷法兰上压力表数值稳定后打开防喷法兰上放气阀，排掉堵塞器空腔的介质，关闭放气阀，则堵塞完成；
步骤二：在封堵状态下，拆解故障阀门，修复阀门损坏部件，阀门维修完成后恢复阀门；
步骤三：拆掉不丢手横梁，操作中心杆，使得中心杆向上移动，堵塞部位解除封堵，然后通过液压站给液压缸下腔注油，直至液压缸活塞上行至液压缸顶端停止；
步骤四：关闭备用闸阀，并拆卸工具，清理现场。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明采用防喷法兰通过液压缸短节与液压缸连接，减少现场拆装工具操作，防喷法兰、液压缸短节、液压缸都是通过螺纹连接固定，使得工具的整体稳定性和可靠性增加，本发明采用扶正横梁通过限位卡槽固定在液压缸或防喷法兰上，通过限位螺母和立柱固定不丢手横梁，立柱比较短，工作过程中不容易摆动，使得作业过程简单，安全，本发明采用液压缸、防喷法兰和堵塞杆整体连接，使得堵塞杆下到堵塞位置的过程比较简单，快捷，准确，堵塞杆伸缩操作比较灵活，修阀施工周期短，对产能影响小，更加安全、可靠、快捷。
本发明方法通过液压控制台控制液压站给液压缸上腔注油，使活塞杆带着堵塞器下行至指定位置，并通过活塞杆上的固定螺母压紧活塞杆，然后松开中心杆压帽，中心杆向上移动，堵塞器密封，通过中心杆向上拉动给密封胶筒二次加压，挤压密封胶筒，使得堵塞更加安全可靠，然后观察防喷法兰上压力表数值稳定后打开防喷法兰上放气阀，排掉堵塞器空腔的介质，关闭放气阀，则堵塞完成；在封堵状态下，拆解故障阀门，修复阀门损坏部件，阀门维修完成后恢复阀门；拆掉不丢手横梁，操作中心杆，使得中心杆向上移动，堵塞部位解除封堵，然后通过液压站给液压缸下腔注油，直至油缸上行至液压缸顶端停止，通过液压站操作液压缸可以快速实现堵塞器进入指定位置，现场人员操作简单，操作堵塞器封堵，密封可靠，缩短作业时间，根据需要维修阀门损坏部，在工作效率和安全性上明显提升。
附图说明
图1为本发明带压修阀工具方案一结构图。
图2为本发明带压修阀工具方案二结构图。
图3为本发明堵塞杆结构图。
图4为本发明活动连接组件示意图。
图5为本发明堵塞器示意图。
其中，1.大四通；2.套管；3.堵头；4.密封胶筒；5.第一立柱；6.中心杆；7.防喷法兰；8.扶正横梁；9.限位螺母；10.第二立柱；11.不丢手横梁；12.液压缸；13、堵塞器接杆；14、轴套；15、中心轴；16、第一密封件；17、第二密封件；18、堵塞器上接头；19、活动接头；20、活动接头连接头；21、活动接头卡环；22、压帽；23、活塞杆；24、固定螺母；25、中心杆压帽；26、4号阀门；27、1号主控阀门。
具体实施方式
下面结合附图及对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，一种带压修阀工具，包含防喷法兰7、液压缸12、左右立柱(即第一立柱5和第二立柱10)、不丢手横梁11、扶正横梁8、堵塞杆。
防喷法兰7上有一通道，用于安装压力表和放气阀，放气阀主要用于作业过程的介质排放，防喷法兰7上设置有安装V型密封圈的密封槽，密封槽上有固定V型密封圈密封盘根用的内螺纹和定位台，密封盘根用于压紧V型密封圈密封。
液压控制台包括油箱、增压泵、电磁换向阀、控制板。液压缸与电磁换向阀、增压泵、油箱连接。液压缸12通过液压缸短节与防喷法兰7连接固定，液压缸12上设置有扶正横梁8固定的限位卡槽，扶正横梁8也可固定在防喷法兰7上，如图2所示。
不丢手横梁11、扶正横梁8由公母两片横梁组成，公母横梁通过双头螺栓连接，扶正横梁8左右两端通孔用于安装固定立柱用，不丢手横梁11中间孔用于固定堵塞杆，扶正横梁8中间通孔用于固定液压缸12。左右立柱通过限位螺母9调节，限位螺母9还用于固定不丢手横梁11和扶正横梁8(防喷法兰7的上半部分加长即为扶正横梁)。左右立柱和限位螺母通过T型螺纹连接。
堵塞杆包括堵塞器，堵塞器上部连接有活塞杆23，堵塞器的中空及活塞杆23的中空穿插设置有中心杆6，中心杆6的自由端穿出活塞杆23的端部，活塞杆23的端部通过固定螺母24以及中心杆压帽25对中心杆6固定，所述堵塞器包括与活塞杆23连接的套管2，套管2的自由端连接至密封胶桶4，密封胶筒4的自由端通过堵头3固定，且中心杆2的下端与堵头3螺纹连接，所述活塞杆23与中心杆6为间隙配合。
堵塞杆也可采用如图3-5所示的结构，堵塞杆包括堵塞器，堵塞器上部通过堵塞器上接头18连接至活动连接组件，活动连接组件上部连接有活塞杆23，堵塞器上部的中空、堵塞器上接头18的中空、活动连接组件的中空以及活塞杆23的中空穿插设置有中心杆6，中心杆6的自由端穿出活塞杆23的端部，活塞杆23的端部通过固定螺母24以及中心杆压帽25对中心杆6固定；所述堵塞器包括与堵塞器上接头18连接的堵塞器接杆13，堵塞器接杆13内部安装有轴套14，堵塞器接杆13下部连接有套管2，套管2的自由端连接至密封胶筒4，密封胶筒4的自由端通过堵头3固定，轴套14的上端与中心杆6连接，下端连接有中心轴15，中心轴15的自由端穿插设置在套管2、密封胶筒4及堵头3的中空中，且堵头3与中心轴15螺纹连接。堵塞器接杆13内部为光孔，轴套14外部为光杆，且轴套14与堵塞器接杆13为间隙配合，所述活塞杆23与中心杆6为间隙配合。所述活动接头组件包括与堵塞器上接头18连接的活动接头连接头20，活动接头连接头20通过压帽22连接至活动接头19，活动接头连接头20和压帽22之间设置有活动接头卡环21，活动接头19与活塞杆23连接，堵塞器接杆13与套管2之间设置有第一密封件16，套管2与中心轴15之间设置有第二密封件17。
堵塞杆、液压缸、防喷法兰的中心位于同一中心线上。
一种带压修阀工具具体实施方法，包括以下步骤：
1)工具组装：先安装防喷法兰7，将左右立柱安装在液压缸12或防喷法兰7上，通过限位螺母9固定。将不丢手横梁11和其他附件摆放整齐，等待后续安装。将液压控制台与液压缸12连接，进行试运行。
2)装置试压：装置按照试验工艺要求做气密封试验，保证装置在额定压力稳压时间段内无泄漏。
3)修阀过程：通过液压控制台控制液压站给液压缸12上腔注油，使活塞杆23带着堵塞器下行至指定位置，并通过活塞杆23上的固定螺母24压紧活塞杆23，然后松开中心杆压帽25，中心杆6向上移动，堵塞器密封，通过中心杆6向下推动给密封胶筒4二次加压，挤压密封胶筒4，使得堵塞更加安全可靠，然后观察防喷法兰7上压力表数值稳定后打开防喷法兰7上放气阀，排掉堵塞杆与密封法兰之间空腔的介质，关闭放气阀，观察压力表，堵塞完成。
在封堵状态下，拆解故障阀门，修复阀门损坏部件，阀门维修完成后恢复阀门。
拆掉不丢手横梁，操作中心杆，使得中心杆移动，堵塞部位解除封堵，然后通过液压站给液压缸下腔注油，直至油缸上行至液压缸顶端停止。
4)拆卸装置：关闭备用闸阀，并拆卸工具，清理现场。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述：
以常用的采气井口KQ65-70采气树，需要维修1号主控阀门27为例。现场发现采气树1号主控阀门27外漏严重，需要带压维修井口1号主控阀门27，井口油压9.2Mpa，套压14.2Mpa。
一、施工准备
1.施工作业队到现场后，按要求设置安全警戒区，将消防应急器材、安全警示牌、风向标，逃生路线牌按要求摆放固定。与施工及现场施工监督、监护无关人员一律不得进入安全警戒区域。将修阀工具摆放整齐，对工具及器材进行检查。
2.现场工作人员穿带好PPE，高空作业时，需要配备安全带；
3.录取井口压力并记录。
4.现场进行测量以确定堵塞位置，并做好记录。
5.对施工人员进行施工安全教育。
二、操作流程
1.准备工作
将带压修阀工具及配套器材摆放整齐，对工具及器材进行检查。将修阀工具及配套设备擦拭干净，液压控制台接线并加满油，设备摆放整齐。完全关闭4号阀门26并检查无泄露情况下，按照采气工艺流程操作采气井口，将采气井口4号阀门26上部拆除，并放到指定位置。
将防喷法兰7安装至4号阀门26上，防喷法兰7上面是液压缸短节、液压缸12、堵塞杆，连接液压控制台，进行试运行。
工具按照试验工艺要求做气密封试验，保证装置在额定压力稳压时间段内无泄漏。
2.操作步骤
打开4号阀门26、1号主控阀门27，通过液压控制台控制液压站给液压缸上腔注油，，使活塞杆23带着堵塞器下行至指定位置，并通过活塞杆23上的固定螺母24压紧活塞杆23，然后松开中心杆压帽25，中心杆6向上移动，堵塞器密封，通过中心杆6向下推动给密封胶筒4二次加压，挤压密封胶筒4，使得堵塞更加安全可靠，然后观察防喷法兰7上压力表数值稳定后打开防喷法兰7上放气阀，排掉堵塞杆与防喷法兰之间空腔的介质，关闭放气阀，观察压力表数值30分钟无变化，堵塞完成。
在封堵状态下，按照装配工艺拆解故障阀门，修复阀门损坏部件，部件维修或者更换完成后恢复阀门。
拆掉不丢手横梁，操作中心杆，使得中心杆移动，堵塞部位解除封堵，然后通过液压站给液压缸下腔注油，直至油缸上行至液压缸顶端停止。
4)拆卸装置：关闭备用闸阀，并拆卸工具，清理现场。
Claims (8)
1.一种带压修阀工具，其特征在于，包括连接在井口大四通法兰上的阀门，阀门上部连接有防喷法兰(7)，防喷法兰(7)上部通过液压缸短节连接至液压缸(12)，液压缸(12)中穿插设置有堵塞杆，且堵塞杆的上部伸出液压缸(12)，所述堵塞杆包括堵塞器，堵塞器上部连接有活塞杆(23)，堵塞器的中心孔及活塞杆(23)的中心孔穿插设置有中心杆(6)，中心杆(6)的自由端穿出活塞杆(23)的端部，活塞杆(23)的端部通过固定螺母(24)以及中心杆压帽(25)对中心杆(6)固定；
所述堵塞器包括与活塞杆(23)连接的套管(2)，套管(2)的自由端连接至密封胶桶(4)，密封胶筒(4)的自由端通过堵头(3)固定，且中心杆(2)的下端与堵头(3)螺纹连接；
防喷法兰(7)或液压缸(12)上连接有扶正横梁(8)，堵塞杆上部的活塞杆(23)上连接有不丢手横梁(11)，扶正横梁(8)和不丢手横梁(11)的两端分别通过第一立柱(5)和第二立柱(10)连接，所述防喷法兰(7)上设置有放气阀和压力表，且防喷法兰通过组合密封进行密封。
2.根据权利要求1所述的一种带压修阀工具，其特征在于，所述套管(2)的上部连接有堵塞器接杆(13)，堵塞器接杆(13)的上部连接有堵塞器上接头(18)，堵塞器上接头(18)的上部通过活动连接组件连接至活塞杆(23)，堵塞器上部的中空、堵塞器上接头(18)的中空、活动连接组件的中空以及活塞杆(23)的中空穿插设置有中心杆(6)，堵塞器接杆(13)内部安装有轴套(14)，堵塞器接杆(13)下部连接至套管(2)，套管(2)的自由端连接至密封胶筒(4)，密封胶筒(4)的自由端通过堵头(3)固定，轴套(14)的上端与中心杆(6)连接，下端连接有中心轴(15)，中心轴(15)的自由端穿插设置在套管(2)、密封胶筒(4)及堵头(3)的中空中，且堵头(3)与中心轴(15)螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种带压修阀工具，其特征在于，堵塞器接杆(13)内部为光孔，轴套(14)外部为光杆，且轴套(14)与堵塞器接杆(13)为间隙配合。
4.根据权利要求2所述的一种带压修阀工具，其特征在于，所述活动接头组件包括与堵塞器上接头(18)连接的活动接头连接头(20)，活动接头连接头(20)通过压帽(22)连接至活动接头(19)，活动接头连接头(20)和压帽(22)之间设置有活动接头卡环(21)，活动接头(19)与活塞杆(23)连接。
5.根据权利要求2所述的一种带压修阀工具，其特征在于，堵塞器接杆(13)与套管(2)之间设置有第一密封件(16)，套管(2)与中心轴(15)之间设置有第二密封件(17)。
6.根据权利要求1所述的一种带压修阀工具，其特征在于，所述活塞杆(23)与中心杆(6)为间隙配合。
7.根据权利要求1所述的一种带压修阀工具，其特征在于，第一立柱(5)与扶正横梁(8)和不丢手横梁(11)之间以及第二立柱(10)与扶正横梁(8)和不丢手横梁(11)之间均通过限位螺母(9)固定。
8.一种带压修阀方法，采用权利要求1所述的一种带压修阀工具，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过液压控制台控制液压站给液压缸(12)上腔注油，使活塞杆(23)带着堵塞器下行至指定位置，并通过活塞杆(23)上的固定螺母(24)压紧活塞杆(23)，然后松开中心杆压帽(25)，中心杆(6)向上移动，堵塞器密封，通过中心杆(6)向下推动给密封胶筒(4)二次加压，挤压密封胶筒(4)，使得堵塞更加安全可靠，然后观察防喷法兰(7)上压力表数值稳定后打开防喷法兰(7)上放气阀，排掉堵塞器空腔的介质，关闭放气阀，则堵塞完成；
步骤二：在封堵状态下，拆解故障阀门，修复阀门损坏部件，阀门维修完成后恢复阀门；
步骤三：拆掉不丢手横梁(11)，操作中心杆(6)，使得中心杆(6)向上移动，堵塞部位解除封堵，然后通过液压站给液压缸(12)下腔注油，直至液压缸活塞上行至液压缸(12)顶端停止；
步骤四：关闭备用闸阀，并拆卸工具，清理现场。
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