CN113250640B - 一种环形防喷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采技术领域，且公开了一种环形防喷器，壳体的底部活动安装有转动套，壳体内部位于支持筒的顶部活动安装有胶芯，壳体内部位于支持筒外圈和胶芯的底部活动安装有活塞，壳体内壁的中部开设有油压调节槽，油压调节槽的底部活动套接有抽油塞，壳体内壁的底部位置开设有液压环槽，液压环槽的内圈处活动套接有胶塞，收缩槽内部活动套接有导轮，导轮的两侧固定安装有凸轮，壳体内壁两侧位于液压调节槽底部位置开设有液压调节腔，液压调节腔内部活动套接有顶杆，壳体内壁的正面和背面对称开设有液压腔，通过壳体结构和内部导轮以及胶塞的配合作用，保证了在防喷器内胶芯的损伤小，提高了在起下钻杆时的工作效率。

Description

一种环形防喷器

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，具体为一种环形防喷器。

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一种密封装置，其利用液压控制内部的胶芯实现半封闭或者全封闭从而达到封口的效果，其中环形防喷器是应用很多的一种，其内部是利用锥形胶芯进行密封处理，虽然其密封效果不错，但是在实际使用中还会遇到一些问题：

1、防喷器的内部套接有钻杆并且钻杆只能在防喷器内部起下工作，而在实际中还需要钻杆能实现转动用以更方便对于为底部的石油的开采，但是防喷器内部的胶芯时不能被转动的，这样就会造成防喷器存在一定的局促性，当需要转动的时候就需要释放防喷器内部的胶芯再进行转动钻杆，之后再将胶芯密封回来，这样不仅麻烦，而且还会降低胶芯的使用寿命；

2、防喷器内部需要插入有一根钻杆，钻杆可以伸入到地下用来采油，其中钻杆的端部处是采用锥状端部与管状杆部连接在一起，这样在连接处就存在一个环形箍，环形箍在通过胶芯时会对其产生很大的挤压和摩擦力，对于胶芯的损伤特别大，导致其密封性下降或者需要过于频繁的更换，同时钻杆的外圈还会粘附有很多的泥浆等物质，这些东西被带到防喷器内部凝结还会造成胶芯损伤，也会影响到密封效果。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种环形防喷器，具备使用寿命长、工作效率高的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种环形防喷器，包括壳体，所述壳体的顶部固定安装有顶盖，所述壳体的底部活动安装有转动套，所述壳体内腔的中部固定安装有支持筒，所述壳体内部位于支持筒的顶部活动安装有胶芯，所述壳体内部位于支持筒外圈和胶芯的底部活动安装有活塞，所述壳体内部位于顶盖与壳体连接处的内圈固定套接有防尘圈，所述壳体一侧顶部活动安装有与活塞上半部连通的第一进油阀，所述壳体一侧底部活动安装有与活塞下半部连通的第二进油阀，所述壳体一侧位于第一进油阀与第二进油阀之间的位置活动安装有连通阀开关。

优选的，所述壳体内壁的中部开设有油压调节槽，所述油压调节槽的底部活动套接有抽油塞，所述油压调节槽的顶部分别开设有与活塞上下半部连通的液压孔且在液压孔中固定安装有第一单向阀，所述壳体内壁的底部位置开设有液压环槽，所述液压环槽的内圈处活动套接有胶塞，所述壳体内壁位于液压环槽顶部处开设有收缩槽，所述收缩槽内部活动套接有导轮，所述导轮的两侧固定安装有凸轮，所述凸轮的外侧活动安装有滑块，所述壳体内壁两侧位于油压调节槽底部位置开设有液压调节腔，所述液压调节腔内部活动套接有顶杆，所述顶杆与液压调节腔内壁之间固定连接有复位弹簧，所述壳体内壁的正面和背面对称开设有液压腔，所述液压腔与液压环槽之间固定安装有第二单向阀，所述液压腔与收缩槽连通处活动套接有与滑块固定连接的密封块。

优选的，所述液压孔与活塞下半部连通处的第一单向阀允许液压油向下流通，所述液压孔与活塞上半部连通处的第一单向阀允许液压油向上流通，所述抽油塞呈环状且其底部通过连杆活动套接到液压调节腔顶壁处。

优选的，所述导轮的中部为内凹的曲面状且其曲率与配套的钻杆外径相同，所述导轮之间是相向单向转动轮且靠近液压孔的导轮为单向逆时针转动，所述胶塞距离导轮中心的垂直距离为导轮的中圈周长。

优选的，所述液压腔与液压环槽之间的第二单向阀呈正反向对称安装，一个所述液压腔连通相对的两个导轮的滑块。

本发明具备以下有益效果：

1、通过在壳体的底部设置与其活动连接在一起的转动套，相较于现有技术来说，将壳体设置成分体式且相互之间可以产生转动，方便了在壳体内部固定有需要转动的钻杆时可以实现转动的功能，提好了工作效率，而且转动套的内圈底面与连接筒可以固定牢固实现一体式结构，同时转动套在与壳体的连接处接触面积大保证了结构强度足够且避免了泄漏的情况发生，而且在内部设置的胶塞和胶芯互相作用，降低了胶芯的损耗提高其使用寿命。

2、通过在壳体的内部设置胶塞和导轮配合工作，并且导轮还作用带动液压的变化实现胶芯的挤压控制，相较于现有技术来说，当进行钻杆下放时可以通过导轮实现导向的作用，当钻杆提起时可以向将导轮抵出再通过其转动带动抽油塞的上下作用，从而实现了活塞的上下部的油压变化实现对胶芯的压力释放进而避免在钻杆环形箍拔出时会对胶芯产生大的损伤，同时在此时胶塞也会被挤压出起到一定时间内的密封作用，保证了胶芯不会损伤的同时还保证防喷器内部的密封性，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明结构整体安装剖面图；

图3为本发明结构整体横向剖面图；

图4为本发明导轮结构示意图；

图5为图2中A处放大图；

图6为图3中B处放大图。

图中：1、壳体；101、第一进油阀；102、第二进油阀；103、油压调节槽；1031、液压孔；104、液压环槽；105、收缩槽；106、液压调节腔；107、液压腔；2、顶盖；3、转动套；4、胶芯；5、活塞；6、支持筒；7、防尘圈；8、连通阀开关；9、抽油塞；10、胶塞；11、导轮；1101、凸轮；1102、滑块；12、顶杆；13、第一单向阀；14、复位弹簧；15、第二单向阀；16、密封块。

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。

请参阅图1-6，一种环形防喷器，包括壳体1，壳体1的顶部固定安装有顶盖2，壳体1的底部活动安装有转动套3，转动套3的外圈开设有螺孔，并且其内圈直径与连接部套筒外径相同，壳体1内腔的中部固定安装有支持筒6，壳体1内部位于支持筒6的顶部活动安装有胶芯4，壳体1内部位于支持筒6外圈和胶芯4的底部活动安装有活塞5，活塞5的上半部和下半部与壳体1内壁之间构成两个空间分别用来供液压实现活塞5的上下活动，壳体1内部位于顶盖2与壳体1连接处的内圈固定套接有防尘圈7，壳体1一侧顶部活动安装有与活塞5上半部连通的第一进油阀101，壳体1一侧底部活动安装有与活塞5下半部连通的第二进油阀102，壳体1一侧位于第一进油阀101与第二进油阀102之间的位置活动安装有连通阀开关8通过两个进油阀与液压装置连接实现控制活塞5的上下移动从而实现胶芯4的封闭和打开，壳体1内壁的中部开设有油压调节槽103，油压调节槽103的底部活动套接有抽油塞9，油压调节槽103的顶部分别开设有与活塞5上下半部连通的液压孔1031且在液压孔1031中固定安装有第一单向阀13，壳体1内壁的底部位置开设有液压环槽104，液压环槽104的内圈处活动套接有胶塞10，胶塞10与胶芯4采用的材质相同并且其同样可以起到密封的作用，壳体1内壁位于液压环槽104顶部处开设有收缩槽105，收缩槽105内部活动套接有导轮11，导轮11的两侧固定安装有凸轮1101，凸轮1101的外侧活动安装有滑块1102，壳体1内壁两侧位于油压调节槽103底部位置开设有液压调节腔106，液压调节腔106内部活动套接有顶杆12，顶杆12与凸轮1101侧边接触，凸轮1101的转动可以顶动顶杆12运动，顶杆12与液压调节腔106内壁之间固定连接有复位弹簧14，壳体1内壁的正面和背面对称开设有液压腔107，液压腔107与液压环槽104之间固定安装有第二单向阀15，液压腔107与液压环槽104中的液压油可以来回循环流动用来实现导轮11和胶塞10的运动挤压情况，液压腔107与收缩槽105连通处活动套接有与滑块1102固定连接的密封块16，密封块16一方面起到密封的作用，另外一方面方便滑块1102在收缩槽105内滑动，起到动力的作用。

其中，液压孔1031与活塞5下半部连通处的第一单向阀13允许液压油向下流通，液压孔1031与活塞5上半部连通处的第一单向阀13允许液压油向上流通，当抽油塞9向下运动时利用压力从活塞5下半部处通过第一单向阀13抽液压油并在抽油塞9上升时将油压调节槽103中的液压油通过另一个第一单向阀13挤压到活塞5上半部处实现对于胶芯4的解压从而方便其可以松开，方便钻杆的环形箍通过从而不损伤到胶芯4，抽油塞9呈环状且其底部通过连杆活动套接到液压调节腔106顶壁处，抽油塞9的活动是通过液压调节腔106中的液压来控制的，通过顶杆12的移动来实现液压调节腔106中的油压变大变小进而控制抽油塞9的上下移动。

其中，导轮11的中部为内凹的曲面状且其曲率与配套的钻杆外径相同，导轮11与钻杆接触且恰好贴合其表面方便了实现钻杆的定位，导轮11之间是相向单向转动轮且靠近液压孔1031的导轮11为单向逆时针转动，胶塞10距离导轮11中心的垂直距离为导轮11的中圈周长，导轮11在防喷器安装好之后是位于收缩槽105内部的，当钻杆的环形箍处经过胶塞10并挤压内部液压变化才将导轮11向外部顶出，而此时的导轮11恰好又与钻杆的表面贴合，且在向上起钻杆的时候环形箍从胶塞10处到导轮11处其恰好转动一圈，带动顶块一个伸缩过程实现将活塞5上下部的液压进行调整使得胶芯4放松从而在环形箍经过时避免挤压摩擦。

同时，液压腔107与液压环槽104之间的第二单向阀15呈正反向对称安装，一个液压腔107连通相对的两个导轮11的滑块1102，液压环槽104与液压腔107之间通过第二单向阀15恰好实现液压的变换，用来对应钻杆上环形箍通过时的液压变化，同时也更利于实现对活塞5处的液压调节，整体上构成一套液压调节系统。

工作原理，安装时将转动套3与底部的连接筒套接起来，然后通过螺丝将其拧紧并保证连接筒的顶面与转动套3接触紧密，当在壳体1内部向下插入钻杆后，钻杆的环形箍处会挤压胶塞10并且将其压向液压环槽104内部然后使得液压环槽104内的液压油通过第二单向阀15进入到液压腔107中，之后液压腔107中的液压变化会作用在滑块1102上并带动导轮11和凸轮1101一起向收缩槽105外部滑动，之后导轮11恰好抵到钻杆表面保证其竖直向下插入，此时的导轮11不会转动仅起到导向作用，之后在液压平衡和胶塞10的弹力复位影响下使得导轮11逐渐向收缩槽105内部收缩，一段时间后即导轮11不会再与钻杆接触；

当向上提起钻杆的时候，钻杆表面的泥浆等会被胶塞10滤下来，并且当环形箍处经过胶塞10处会在再次向内部挤压胶塞10从而使得导轮11向外移动并抵到钻杆表面处，然后在钻杆上升的时候带动导轮11转动，导轮11转动的时候还会带动凸轮1101同样转动，此时在复位弹簧14的弹力作用下使得顶杆12随着凸轮1101的转动向液压调节腔106外侧移动，并且通过液压带动抽油塞9向下移动，抽油塞9将活塞5下半部的液压油抽取一部分经过第一单向阀13进入到油压调节槽103中，之后在凸轮1101转动的半圈后会再次向内部顶部顶杆12使得抽油塞9向上移动将抽出的液压油通过液压孔1031挤压到活塞5上半部处，从而使得胶芯4失去液压力可以放松开，当环形箍经过导轮11处时恰好其转动一圈实现一次油压变化，之后导轮11会被环形箍顶进收缩槽105中并将胶塞10挤压出来起到暂时的密封作用，避免在起下钻杆的过程中伤到胶芯4；

当需要转动钻杆的时候可以带动壳体1一起转动，此时底部的转动套3保持与其连接筒连接在一起，实现了转动钻杆的功能，更利于更好的开采石油。

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 (2)

1.一种环形防喷器，包括壳体（1），所述壳体（1）的顶部固定安装有顶盖（2），其特征在于：所述壳体（1）的底部活动安装有转动套（3），所述壳体（1）内腔的中部固定安装有支持筒（6），所述壳体（1）内部位于支持筒（6）的顶部活动安装有胶芯（4），所述壳体（1）内部位于支持筒（6）外圈和胶芯（4）的底部活动安装有活塞（5），所述壳体（1）内部位于顶盖（2）与壳体（1）连接处的内圈固定套接有防尘圈（7），所述壳体（1）一侧顶部活动安装有与活塞（5）上半部连通的第一进油阀（101），所述壳体（1）一侧底部活动安装有与活塞（5）下半部连通的第二进油阀（102），所述壳体（1）一侧位于第一进油阀（101）与第二进油阀（102）之间的位置活动安装有连通阀开关（8）；

所述壳体（1）内壁的中部开设有油压调节槽（103），所述油压调节槽（103）的底部活动套接有抽油塞（9），所述油压调节槽（103）的顶部分别开设有与活塞（5）上下半部连通的液压孔（1031）且在液压孔（1031）中固定安装有第一单向阀（13），所述壳体（1）内壁的底部位置开设有液压环槽（104），所述液压环槽（104）的内圈处活动套接有胶塞（10），所述壳体（1）内壁位于液压环槽（104）顶部处开设有收缩槽（105），所述收缩槽（105）内部活动套接有导轮（11），所述导轮（11）的两侧固定安装有凸轮（1101），所述凸轮（1101）的外侧活动安装有滑块（1102），所述壳体（1）内壁两侧位于油压调节槽（103）底部位置开设有液压调节腔（106），所述液压调节腔（106）内部活动套接有顶杆（12），所述顶杆（12）与液压调节腔（106）内壁之间固定连接有复位弹簧（14），所述壳体（1）内壁的正面和背面对称开设有液压腔（107），所述液压腔（107）与液压环槽（104）之间固定安装有第二单向阀（15），所述液压腔（107）与收缩槽（105）连通处活动套接有与滑块（1102）固定连接的密封块（16），所述液压孔（1031）与活塞（5）下半部连通处的第一单向阀（13）允许液压油向下流通，所述液压孔（1031）与活塞（5）上半部连通处的第一单向阀（13）允许液压油向上流通，所述抽油塞（9）呈环状且其底部通过连杆活动套接到液压调节腔（106）顶壁处，所述导轮（11）的中部为内凹的曲面状且其曲率与配套的钻杆外径相同，所述导轮（11）之间是相向单向转动轮且靠近液压孔（1031）的导轮（11）为单向逆时针转动，所述胶塞（10）距离导轮（11）中心的垂直距离为导轮（11）的中圈周长。

2.根据权利要求1所述的一种环形防喷器，其特征在于：所述液压腔（107）与液压环槽（104）之间的第二单向阀（15）呈正反向对称安装，一个所述液压腔（107）连通相对的两个导轮（11）的滑块（1102）。

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