CN113445953A - 泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置 - Google Patents

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Abstract

一种泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，包括上接头、外套拉动体、压缩弹簧、中心管、下接头、定位剪切销钉、推力滑套机构、转向机构和球阀机构，上接头的下端通过螺纹密封连接在中心管上端的外周；外套拉动体套装在该中心管的外周，该上接头的下端与该外套拉动体的上端螺纹连接；在所述的外套拉动体移动28mm位置与上接头之间安装定位剪切销钉；该外套拉动体的下端通过推力滑套机构与套装在中心管下部的转向机构连接；在该转向机构的下端连接有球阀机构。本发明的优点是：在起下管柱过程中，通道都是封闭的，井液不会从管柱内部喷涌到地面，从面避免了因此而造成的污染；而在正常工作状态下，通道是打开的可以保证正常生产。

Description

泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置
技术领域
本发明涉及一种泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，是一种用于油田生产作业需要起下管柱过程中，防止井液从管柱内喷出的装置，属于油田应用技术领域。
背景技术
目前，抽油机井在正常生产作业之前需要将油管串联成的管柱下放到井底，管柱下方安装着抽油泵及其它井下工具，管柱内孔是杆柱上下往复运动的通道，同时也是井液排出的通道，在工作过程中需要通畅。在修井作业时需要将杆柱从管柱内提出来，然后再把管柱从井下起出来，才能把抽油泵提出地面进行检修，所以在需要作业时和在正常生产之前需要进行起下管柱作业。
井下地层压力有高有低，对于一些低压井，井内液面远远低于井口，在上提管柱过程中需要将管柱内的原油泄放在井下，防止带到地面造成污染。而对于一些高压井，井内压力不断举升井液喷出井口，所以在起下管柱过程中，井内的井液会从管柱内部不断喷出地面，不但会造成地面污染，还存在着安全隐患。这种情况就需要在向井内下管柱时封闭管柱内孔，而在工作过程中需要完全打开保证管柱内孔畅通，然后在修井作业上提管柱前再次进行封堵。同时具备这三个功能的装置就可以完成这个工作。
现有技术不能很好地完成这整个操作过程，有很多装置只能完成单一的一个下井封闭动作，上提管柱时无法封闭管柱内孔，因此经常造成井液喷出地面，造成严重污染和安全隐患。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，安装在抽油泵泵筒上部，取代抽油泵固定阀总成。
本发明的技术方案是：一种泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，包括上接头、外套拉动体、压缩弹簧、中心管、下接头、定位剪切销钉、推力滑套机构、转向机构和球阀机构，上接头的下端通过螺纹密封连接在中心管上端的外周；外套拉动体套装在该中心管的外周，该上接头的下端与该外套拉动体的上端螺纹连接；在所述的外套拉动体移动28mm位置与上接头之间安装定位剪切销钉；该外套拉动体的下端通过推力滑套机构与套装在中心管下部的转向机构连接；在该转向机构的下端连接有球阀机构。
本发明的优点是：在起下管柱过程中，通道都是封闭的，井液不会从管柱内部喷涌到地面，从面避免了因此而造成的污染；而在正常工作状态下，通道是打开的可以保证正常生产。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图（也是下井时的工作状态参考图）；
图2是图1的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
参见图1和图2，本发明一种泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，包括上接头1、外套拉动体3、压缩弹簧4、中心管、球壳下接体24、单流通道25、下接头26、定位剪切销钉2、推力滑套机构、转向机构和球阀机构，上接头1的下端通过螺纹密封连接在中心管上端的外周；外套拉动体3的上部和下部分别套装在该上接头1的下端外周和该中心管的外周；在所述的外套拉动体3与上接头1之间安装有径向的定位剪切销钉2；该外套拉动体3的下端通过推力滑套机构与安装在该中心管下部的转向机构连接；在该转向机构的下端连接有球阀机构。
所述的中心管由上中心管5与下中心管6通过中心管连接套30同轴密封对接而成。
所述的推力滑套机构包括：压缩弹簧4、滑套7、上O型密封圈8、下O型密封圈9和外套管28，压缩弹簧4套装在该外套拉动体3下面的上中心管5外周，在该压缩弹簧4的下端设有滑套7，该滑套7套装在该上中心管5的外周；在该压缩弹簧4的外周面设有外套管28；在该下中心管6被该滑套7覆盖处的管壁上设有多个沿圆周分布的径向通孔10，该滑套7的内周对应于该径向通孔10的上下位置分布设有上O型密封圈8和下O型密封圈9。
所述的外套管28为两节，并通过外套管连接套29同轴对接，该外套管连接套29的位置与该中心管连接套30相对应；在两节外套管28内各装有一个所述的压缩弹簧4。
所述的转向机构包括滑动连套12、转动连套13、滑动套16和球壳上接体17，在该球壳上接体17的外周面设有能够旋转角度15°的旋转轨道14；滑动连套12的上端通过螺纹与该滑套7的下端连接，该滑动连套12的下端与转动连套13的上端通过紧定螺钉11连接；在转动连套13上设有与该旋转轨道14对应的滑动销钉15；球壳上接体17的上端内周通过螺纹密封套装在该下中心管6的底部外周，并向上伸入到该转动连套13的下端内侧；所述的转动连套13的底端与该滑动套16的顶端在装配完成后焊接在一起。
所述的球阀机构包括左转向滑块20、右转向滑块27、球体阀杆21、球体外壳22、球体23、阀套18和阀座19，球体外壳22的上端通过螺纹密封连接在所述的球壳上接体17的下端外周，该球体外壳22的上部外周套装在该滑动套16下部的内侧；阀套18的上端与该球壳上接体17的下端连接，在阀套18的下端连接阀座19；在该阀座19内设有空心的球体23；在该球体23的两侧各固定连接有沿直径线的球体阀杆21，球体阀杆21沿球体23直径设置，球体阀杆21和球体23是键槽连接，安装时在球体外壳22内部由内向外安装球体阀杆21，再利用球体23两侧的凹槽安装球体23。在左侧球体阀杆21的外周各设有左转向滑块20，右转向滑块27用花键连接球体阀杆21。
本发明的工作原理是：
如图1所示，在下井过程中，球体23处于封闭状态，将装置的通道堵死，井液不能进入通道上行，起到了防喷的作用。
如图1-2所示，需要正常工作时，利用泵车向油管正打压，压力直接传递到下中心管6与滑套7之间的密封环形空腔。承压后滑套7沿着下中心管6外壁做直线运动。剪断定位销钉，使转动连套13上的滑动销钉15沿着球壳上接体17上的第一旋转轨道继续前移。同时推动滑动套16并利用该套上的齿牙，通过左转向滑块20、球体阀杆21 使球体23转动 90°，通道打开。泄压后，利用压缩弹簧4使转动连套13上的滑动销钉沿着球壳上接体17上的第一旋转轨道退回到原点，同时进入第二旋转轨道。开始正常工作。
需要再次关闭通道工作时，利用泵车再次向油管正打压，，压力直接传递到下中心管6与滑套7之间的密封环形空腔。承压后滑套7沿着下中心管6外壁做直线运动。使转动连套13上的滑动销钉15沿着球壳上接体17上的第二旋转轨道前移。此时转动连套13推动滑动套16已经转动15°并利用该套上的齿牙，通过右转向滑块27、球体阀杆21 使球体23再次转动 90°关闭通道。泄压后，利用压缩弹簧4使转动连套13上的滑动销钉15沿着球壳上接体17上的第二旋转轨道退回到原点。

Claims (6)

1.一种泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，包括上接头（1）、外套拉动体（3）、压缩弹簧（4）、中心管、球壳下接体（24）、单流通道（25）、下接头（26）、定位剪切销钉（2）、推力滑套机构、转向机构和球阀机构，上接头（1）的下端通过螺纹密封连接在中心管上端的外周；外套拉动体（3）的上部和下部分别套装在该上接头（1）的下端外周和该中心管的外周；在所述的外套拉动体（3）与上接头（1）之间安装有径向的定位剪切销钉（2）；该外套拉动体（3）的下端通过推力滑套机构与安装在该中心管下部的转向机构连接；在该转向机构的下端连接有球阀机构。
2.根据权利要求1所述的泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，所述的中心管由上中心管（5）与下中心管（6）通过中心管连接套（30）同轴密封对接而成。
3.根据权利要求2所述的泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，所述的推力滑套机构包括：压缩弹簧（4）、滑套（7）、上O型密封圈（8）、下O型密封圈（9）和外套管（28），压缩弹簧（4）套装在该外套拉动体（3）下面的上中心管（5）外周，在该压缩弹簧（4）的下端设有滑套（7），该滑套（7）套装在该上中心管（5）的外周；在该压缩弹簧（4）的外周面设有外套管（28）；在该下中心管（6）被该滑套（7）覆盖处的管壁上设有多个沿圆周分布的径向通孔（10），该滑套（7）的内周对应于该径向通孔（10）的上下位置分布设有上O型密封圈（8）和下O型密封圈（9）。
4.根据权利要求3所述的泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，所述的外套管（28）为两节，并通过外套管连接套（29）同轴对接，该外套管连接套（29）的位置与该中心管连接套（30）相对应；在两节外套管（28）内各装有一个所述的压缩弹簧（4）。
5.根据权利要求4所述的泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，所述的转向机构包括滑动连套（12）、转动连套（13）、滑动套（16）和球壳上接体（17），在该球壳上接体（17）的外周面设有能够旋转角度15°的旋转轨道（14）；滑动连套（12）的上端通过螺纹与该滑套（7）的下端连接，该滑动连套（12）的下端与转动连套（13）的上端通过紧定螺钉（11）连接；在转动连套（13）上设有与该旋转轨道（14）对应的滑动销钉（15）；球壳上接体（17）的上端内周通过螺纹密封套装在该下中心管（6）的底部外周，并向上伸入到该转动连套（13）的下端内侧；所述的转动连套（13）的底端与该滑动套（16）的顶端在装配完成后焊接在一起。
6.根据权利要求5所述的泵上球阀式井下油管液控环保防喷装置，其特征在于，所述的球阀机构包括左转向滑块（20）、右转向滑块（27）、球体阀杆（21）、球体外壳（22）、球体（23）、阀套（18）和阀座（19），球体外壳（22）的上端通过螺纹密封连接在所述的球壳上接体（17）的下端外周，该球体外壳（22）的上部外周套装在该滑动套（16）下部的内侧；阀套（18）的上端与该球壳上接体（17）的下端连接，在阀套（18）的下端连接阀座（19）；在该阀座（19）内设有空心的球体（23）；在该球体（23）的两侧各固定连接有沿直径线的球体阀杆（21），在左侧球体阀杆（21）的外周各设有左转向滑块（20），右转向滑块（27）用花键连接球体阀杆（21）。
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