CN113187428B - 一种油田井口防喷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油开采设备技术领域，公开了一种油田井口防喷装置。包括防喷器、钻杆、液压杆、夹持杆以及泄压侧管，所述闸板固定卡接安装在所述夹持杆外部顶端，所述液压驱动机嵌入安装在所述防喷器内部靠近所述闸板底端，所述齿轮固定安装在所述液压驱动机外部输出轴顶端，所述剪切刀焊接安装在所述闸板内壁两侧，所述从动齿环套接安装在所述闸板外部底端。本发明通过液压驱动机驱动齿轮进行旋转，由齿轮与闸板底端的从动齿环之间的啮合转动，同时配合剪切刀对钻杆外部两侧进行咬合剪切，从而实现了在井喷时对钻杆的剪切功能，达到了剪切钻具全封井口的目的，提高了防喷器井喷时的安全性能。

Description

一种油田井口防喷装置
技术领域
本发明涉及石油开采设备技术领域，具体为一种油田井口防喷装置。
背景技术
油田注水使得地层压力升高，在油井维修起出抽油杆时，由于地层压力作用，油水混合物会随同抽油杆喷出地面，造成地面严重环境污染，导致维修作业过程也难以进行，且在抽油过程中，抽油杆的往复伸缩运动，也易造成井喷的现象发生，因此需要使用油田井口防喷装置对油田井进行防护。
然而，现有的油田井口防喷装置在使用时存在不能实现在井喷时对钻杆的剪切功能和对防喷器内部的闭合，不能达到剪切钻具全封井口的目的，导致防喷器井喷时的安全性能较差的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油田井口防喷装置，以解决上述背景技术中提出的现有的油田井口防喷装置在使用时存在不能实现在井喷时对钻杆的剪切功能和对防喷器内部的闭合，不能达到剪切钻具全封井口的目的，导致防喷器井喷时的安全性能较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油田井口防喷装置，包括防喷器、钻杆、液压杆、夹持杆以及泄压侧管，所述钻杆嵌入安装在所述防喷器内部中部，所述液压杆嵌入安装在所述防喷器外壁两侧，所述夹持杆嵌入安装在所述防喷器内部两侧，所述泄压侧管嵌入安装在所述防喷器外壁一侧，所述防喷器内部对应所述夹持杆顶端一侧安装有剪切机构，所述防喷器内部对应所述钻杆端部两侧均安装有支护机构，所述泄压侧管内部一侧嵌入安装有固定机构，所述剪切机构用于对所述钻杆中部进行剪切对所述防喷器内部中部进行闭合，所述支护机构用于对所述钻杆在运行时进行支护润滑，所述固定机构用于对所述泄压侧管内部进行开闭。
进一步的，所述剪切机构包括闸板、液压驱动机、齿轮、剪切刀以及从动齿环，所述闸板固定卡接安装在所述夹持杆顶端，所述液压驱动机嵌入安装在所述防喷器内部靠近所述闸板底端，所述齿轮固定安装在所述液压驱动机外部输出轴顶端，所述剪切刀焊接安装在所述闸板内壁两侧，所述从动齿环套接安装在所述闸板外部底端。
进一步的，所述闸板的内径等于所述钻杆的外径，所述闸板内壁胶装有密封胶垫。
进一步的，所述支护机构包括支护卡夹、密封卡环、清刮臂、导轮、润滑环、U型储油槽、伸缩臂、排液槽以及润滑油珠，所述支护卡夹嵌入安装在所述防喷器内部两侧，所述密封卡环固定卡接安装在所述支护卡夹外部顶端，所述清刮臂均匀焊接在所述支护卡夹外部底端，所述导轮均匀转动套接安装在所述支护卡夹外部顶端，所述润滑环嵌入安装在所述支护卡夹内部中部，所述U型储油槽均匀开设在所述润滑环内部两侧，所述伸缩臂嵌入安装在所述U型储油槽内部。
进一步的，所述排液槽开设在所述U型储油槽内壁两侧，所述润滑油珠嵌入安装在所述排液槽内部顶端，所述支护卡夹外壁一侧开设有注油嘴。
进一步的，所述固定机构包括密封阀板、连接杆、固定底柱、卡块、卡槽、固定挡环以及压缩弹簧，所述密封阀板嵌入安装在所述泄压侧管内部，所述连接杆焊接在所述密封阀板底端中部，所述固定底柱安装在所述泄压侧管内部底端，所述卡块安装在所述连接杆外壁底端两侧，所述卡槽开设在所述固定底柱外壁两侧顶端。
进一步的，所述固定挡环通过螺纹套接安装在所述固定底柱外部，所述卡槽的内壁尺寸等于所述卡块外径尺寸，且所述压缩弹簧嵌入安装在所述固定底柱内部底端。
进一步的，所述防喷器内部两侧均开设有密闭腔室，且所述防喷器外部对应所述密闭腔室内部安装有密闭胶塞，所述防喷器内外壁表面均光滑且涂覆有碳化铬涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置有剪切机构，当钻杆在防喷器内部运行发生井喷时，通过液压驱动机驱动齿轮进行旋转，由齿轮与闸板底端的从动齿环之间的啮合转动，同时配合剪切刀对钻杆外部两侧进行咬合剪切，从而实现了在井喷时对钻杆的剪切功能，并通过两个闸板的旋转可以对防喷器内部进行闭合，达到了剪切钻具全封井口的目的，提高了防喷器井喷时的安全性能。
通过设置有支护机构，当钻杆在防喷器内部对油气进行抽采时，通过支护卡夹可以对钻杆两侧端部进行夹持固定，并配合清刮臂可以对钻杆外壁抽采时附着的油污进行清刮过滤，密封卡环对钻杆进行支撑导向，当钻杆外壁与润滑环接触时，通过挤压伸缩臂由U型储油槽处的排液槽可以使润滑油通过润滑油珠与钻杆外壁进行接触，从而实现了对钻杆外部的散热润滑和支撑固定，解决钻杆在长时间抽采过程中与防喷器内壁摩擦较大，安装位置容易发生松动，造成防喷器内壁发生形变产生缝隙，存在安全隐患的问题。
通过设置有固定机构，当油田井口发生井喷时，需要对防喷器内部进行泄压时，通过驱动固定挡环转动，将固定挡环内部的通槽对准卡槽内部的卡块处，使得卡块、卡槽以及固定挡环内部通槽在同一水平线，在压缩弹簧的作用下可以将密封阀板底端的连接杆与固定底柱之间进行分离，通过对密封阀板的拆卸可对泄压侧管内部进行开启，由泄压侧管可以对防喷器内部的油气泄压排放，实现了防喷器内部的泄压防护功能，装置结构简单，使用安全可靠，有利于节约生产成本。
附图说明
图1为本发明一实施例中防喷器的立体结构示意图；
图2为图1中的防喷器内部的剖视结构示意图；
图3为图1中的夹持杆的立体结构示意图；
图4为图1中的支护卡夹安装的立体结构示意图；
图5为图4中的清刮臂安装的立体结构示意图；
图6为图5中的润滑环的剖视结构示意图；
图7为图1中的密封阀板安装的立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，都属于本发明保护的范围。
请一并参阅图1-图7，其中，一种油田井口防喷装置，包括防喷器1、钻杆2、液压杆3、夹持杆4以及泄压侧管5，钻杆2嵌入安装在防喷器1内部中部，液压杆3嵌入安装在防喷器1外壁两侧，夹持杆4嵌入安装在防喷器1内部两侧，泄压侧管5嵌入安装在防喷器1外壁一侧，防喷器1内部对应夹持杆4顶端一侧安装有剪切机构6，防喷器1内部对应钻杆2端部两侧均安装有支护机构7，泄压侧管5内部一侧嵌入安装有固定机构8，剪切机构6包括闸板601、液压驱动机602、齿轮603、剪切刀604以及从动齿环605，闸板601固定卡接安装在夹持杆4顶端，液压驱动机602嵌入安装在防喷器1内部靠近闸板601底端，齿轮603固定安装在液压驱动机602外部输出轴顶端，剪切刀604焊接安装在闸板601内壁两侧，从动齿环605套接安装在闸板601外部底端，当钻杆2在防喷器1内部运行时发生井喷时，通过液压驱动机602驱动齿轮603进行旋转，由齿轮603与闸板601底端的从动齿环605之间的啮合转动，同时配合剪切刀604对钻杆2外部两侧进行咬合剪切，从而实现了在井喷时对钻杆2的剪切功能，并通过两个闸板601的旋转可以对防喷器1内部进行闭合，达到了剪切钻具全封井口的目的，提高了防喷器1井喷时的安全性能。
当液压杆3驱动夹持杆4在防喷器1内部进行活动时，为了保证夹持杆4顶端的闸板601与钻杆2外壁之间夹持的紧密性和牢固性，闸板601的内径等于钻杆2的外径，闸板601内壁胶装有密封胶垫。
支护机构7包括支护卡夹701、密封卡环702、清刮臂703、导轮704、润滑环705、U型储油槽706、伸缩臂707、排液槽708以及润滑油珠709，支护卡夹701嵌入安装在防喷器1内部两侧，密封卡环702固定卡接安装在支护卡夹701外部顶端，清刮臂703均匀焊接在支护卡夹701外部底端，导轮704均匀转动套接安装在支护卡夹701外部顶端，润滑环705嵌入安装在支护卡夹701内部中部，U型储油槽706均匀开设在润滑环705内部两侧，伸缩臂707嵌入安装在U型储油槽706内部，排液槽708开设在U型储油槽706内壁两侧，润滑油珠709嵌入安装在排液槽708内部顶端，支护卡夹701外壁一侧开设有注油嘴，当钻杆2在防喷器1内部对油气进行抽采时，通过支护卡夹701可以对钻杆2两侧端部进行夹持固定，并配合清刮臂703可以对钻杆2外壁抽采时附着的油污进行清刮过滤，密封卡环702对钻杆2进行支撑导向，当钻杆2外壁与润滑环705接触时，通过挤压伸缩臂707由U型储油槽706处的排液槽708可以使润滑油通过润滑油珠709与钻杆2外壁进行接触，从而实现了对钻杆2外部的散热润滑和支撑固定，解决钻杆2在长时间抽采过程中与防喷器1内壁摩擦较大，安装位置容易发生松动，造成防喷器1内壁发生形变产生缝隙，存在安全隐患的问题。
固定机构8包括密封阀板801、连接杆802、固定底柱803、卡块804、卡槽805、固定挡环806以及压缩弹簧807，密封阀板801嵌入安装在泄压侧管5内部，连接杆802焊接在密封阀板801底端中部，固定底柱803安装在泄压侧管5内部底端，卡块804安装在连接杆802外壁底端两侧，卡槽805开设在固定底柱803外壁两侧顶端，当油田井口发生井喷时，需要对防喷器1内部进行泄压时，通过驱动固定挡环806转动，将固定挡环806内部的通槽对准卡槽805内部的卡块804处，使得卡块804、卡槽805以及固定挡环806内部通槽在同一水平线，在压缩弹簧807的作用下可以将密封阀板801底端的连接杆802与固定底柱803之间进行分离，通过对密封阀板801的拆卸可对泄压侧管5内部进行开启，由泄压侧管5可以对防喷器1内部的油气泄压排放，实现了防喷器1内部的泄压防护功能，装置结构简单，使用安全可靠，有利于节约生产成本。
为了保证卡块804在卡槽805内部卡接的紧密性，固定挡环806通过螺纹套接安装在固定底柱803外部，卡槽805的内壁尺寸等于卡块804外径尺寸，且压缩弹簧807嵌入安装在固定底柱803内部底端。
为了进一步保证防喷器1内部的密封抗压性能，防喷器1内部两侧均开设有密闭腔室9，且防喷器1外部对应密闭腔室9内部安装有密封胶塞10，为了改善防喷器1内外壁的抗腐蚀性能，提高防喷器1实际使用过程中的耐久性，防喷器1内外壁表面均光滑且涂覆有碳化铬涂层。
综上，本发明提供的一种油田井口防喷装置，在工作时，首先，当钻杆2在防喷器1内部对油气进行抽采时，通过支护卡夹701可以对钻杆2两侧端部进行夹持固定，并配合清刮臂703可以对钻杆2外壁抽采时附着的油污进行清刮过滤，密封卡环702对钻杆2进行支撑导向，当钻杆2外壁与润滑环705接触时，通过挤压伸缩臂707由U型储油槽706处的排液槽708可以使润滑油通过润滑油珠709与钻杆2外壁进行接触，实现了对钻杆2外部的散热润滑和支撑固定。
接着，当钻杆2在防喷器1内部运行时发生井喷时，通过液压驱动机602驱动齿轮603进行旋转，由齿轮603与闸板601底端的从动齿环605之间的啮合转动，同时配合剪切刀604对钻杆2外部两侧进行咬合剪切，实现了在井喷时对钻杆2的剪切功能，并通过两个闸板601的旋转可以对防喷器1内部进行闭合，达到了剪切钻具全封井口的目的。
最后，油田井口发生井喷时，需要对防喷器1内部进行泄压时，通过驱动固定挡环806转动，将固定挡环806内部的通槽对准卡槽805内部的卡块804处，使得卡块804、卡槽805以及固定挡环806内部通槽在同一水平线，在压缩弹簧807的作用下可以将密封阀板801底端的连接杆802与固定底柱803之间进行分离，通过对密封阀板801的拆卸可对泄压侧管5内部进行开启，由泄压侧管5可以对防喷器1内部的油气泄压排放，实现了防喷器1内部的泄压防护功能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种油田井口防喷装置，包括防喷器（1）、钻杆（2）、液压杆（3）、夹持杆（4）以及泄压侧管（5），所述钻杆（2）嵌入安装在所述防喷器（1）内部中部，所述液压杆（3）嵌入安装在所述防喷器（1）外壁两侧，所述夹持杆（4）嵌入安装在所述防喷器（1）内部两侧，所述泄压侧管（5）嵌入安装在所述防喷器（1）外壁一侧；
其特征在于，所述防喷器（1）内部对应所述夹持杆（4）顶端一侧安装有剪切机构（6），所述防喷器（1）内部对应所述钻杆（2）端部两侧均安装有支护机构（7），所述泄压侧管（5）内部一侧嵌入安装有固定机构（8），所述剪切机构（6）用于对所述钻杆（2）中部进行剪切对所述防喷器（1）内部中部进行闭合，所述支护机构（7）用于对所述钻杆（2）在运行时进行支护润滑，所述固定机构（8）用于对所述泄压侧管（5）内部进行开闭，
所述剪切机构（6）包括闸板（601）、液压驱动机（602）、齿轮（603）、剪切刀（604）以及从动齿环（605），所述闸板（601）固定卡接安装在所述夹持杆（4）顶端，所述液压驱动机（602）嵌入安装在所述防喷器（1）内部靠近所述闸板（601）底端，所述齿轮（603）固定安装在所述液压驱动机（602）外部输出轴顶端，所述剪切刀（604）焊接安装在所述闸板（601）内壁两侧，所述从动齿环（605）套接安装在所述闸板（601）外部底端。
2.根据权利要求1所述的一种油田井口防喷装置，其特征在于，所述闸板（601）的内径等于所述钻杆（2）的外径，所述闸板（601）内壁胶装有密封胶垫。
3.根据权利要求1所述的一种油田井口防喷装置，其特征在于，所述支护机构（7）包括支护卡夹（701）、密封卡环（702）、清刮臂（703）、导轮（704）、润滑环（705）、U型储油槽（706）、伸缩臂（707）、排液槽（708）以及润滑油珠（709），所述支护卡夹（701）嵌入安装在所述防喷器（1）内部两侧，所述密封卡环（702）固定卡接安装在所述支护卡夹（701）外部顶端，所述清刮臂（703）均匀焊接在所述支护卡夹（701）外部底端，所述导轮（704）均匀转动套接安装在所述支护卡夹（701）外部顶端，所述润滑环（705）嵌入安装在所述支护卡夹（701）内部中部，所述U型储油槽（706）均匀开设在所述润滑环（705）内部两侧，所述伸缩臂（707）嵌入安装在所述U型储油槽（706）内部。
4.根据权利要求3所述的一种油田井口防喷装置，其特征在于，所述排液槽（708）开设在所述U型储油槽（706）内壁两侧，所述润滑油珠（709）嵌入安装在所述排液槽（708）内部顶端，所述支护卡夹（701）外壁一侧开设有注油嘴。
5.根据权利要求1所述的一种油田井口防喷装置，其特征在于，所述固定机构（8）包括密封阀板（801）、连接杆（802）、固定底柱（803）、卡块（804）、卡槽（805）、固定挡环（806）以及压缩弹簧（807），所述密封阀板（801）嵌入安装在所述泄压侧管（5）内部，所述连接杆（802）焊接在所述密封阀板（801）底端中部，所述固定底柱（803）安装在所述泄压侧管（5）内部底端，所述卡块（804）安装在所述连接杆（802）外壁底端两侧，所述卡槽（805）开设在所述固定底柱（803）外壁两侧顶端。
6.根据权利要求5所述的一种油田井口防喷装置，其特征在于，所述固定挡环（806）通过螺纹套接安装在所述固定底柱（803）外部，所述卡槽（805）的内壁尺寸等于所述卡块（804）外径尺寸，且所述压缩弹簧（807）嵌入安装在所述固定底柱（803）内部底端。
7.根据权利要求1所述的一种油田井口防喷装置，其特征在于，所述防喷器（1）内部两侧均开设有密闭腔室（9），且所述防喷器（1）外部对应所述密闭腔室（9）内部安装有密闭胶塞（10），所述防喷器（1）内外壁表面均光滑且涂覆有碳化铬涂层。
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