CN114909101B - 一种水下临时封井装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于水下封井技术领域，公开了一种水下临时封井装置。本发明装置包括调压部、开关装置、操作部、密封件和引导件。调压部包括筒体和设置于筒体内的阀芯。开关装置设置于调压部上，能够调节阀芯的状态，以控制筒体的通断。操作部包括连通筒和操作柄，连通筒连通于筒体，操作柄设置于连通筒上。密封件连接于连通筒背离筒体的一端，密封件被配置为抵靠于待封井的内壁。引导件连接于密封件背离操作部的一端，引导件的直径小于密封件，被配置为将密封件导引至待封井中。以此通过开关装置能够控制筒体阀芯的闭合，以此实现对筒体整体的通断，通过操作柄可以将封井部的密封件紧紧抵压在井口内壁，使得井口能够快速被封锁。

Description

一种水下临时封井装置

技术领域

本发明涉及水下封井技术领域，尤其涉及一种水下临时封井装置。

背景技术

水下开采油气的工程措施中常有利用钻水下井口的方法，把井口安装在海底，再将开采出的油气通过管线送往陆上或者输入海底集油气设施中，便于加工使用。

开采时必不可少的水下井口系统，是安装在海底基盘上不同口径的井口套管头、海底防喷器或海底采油树以及各种控制系统的总成，其中水下防喷器，是设置为控制和防止井喷的一种井口设备，在试油、修井、完井时，可以作为安全密封的井口装置。

水下石油开采过程中，还存在各种水下事故的可能，诸如完井时管柱落井、临时或永久弃井，或者修井情况等，需要封井作业，但水下防喷器无法与井口适配时，就需要一种简单可用的封井设备临时封井，否则海洋环境就会被污染，井口附近的作业安全就无法保障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下临时封井装置，实现水下井口的快速封锁。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种水下临时封井装置，其中，包括调压部，该调压部包括筒体和设置于该筒体内的阀芯；开关装置，该开关装置设置于该调压部上，能够调节该阀芯的状态，以控制该筒体的通断；操作部，该操作部包括连通筒和操作柄，该连通筒连通于该筒体，该操作柄设置于该连通筒上；密封件，该密封件连接于该连通筒背离该筒体的一端，该密封件被配置为抵靠于待封井的内壁；引导件，该引导件连接于该密封件背离该操作部的一端，该筒体、该连通筒、该密封件和该引导件依次连通，该引导件的直径小于该密封件，被配置为将该密封件导引至该待封井中。

作为可选地，其中该调压部还包括吊装件，该吊装件固接于该筒体远离该连通筒的一端。

作为可选地，其中该开关装置包括套筒和调节件，该套筒套接于该筒体外侧，该调节件穿过该套筒连接于该阀芯。

作为可选地，其中该调节件包括调节杆和施力杆，该施力杆的一端穿过该套筒连接于阀芯，该调节杆垂直连接于该施力杆的另一端。

作为可选地，其中该开关装置还包括支撑筒，该支撑筒连接于该套筒的外壁，该调节件转动穿设于该支撑筒中。

作为可选地，其中该开关装置还包括凸块，该支撑筒上设置有滑槽，该凸块位于该滑槽中，并固接于该调节件。

作为可选地，其中该滑槽沿该支撑筒的周向延伸，两端分别为关闭端和开启端，该凸块抵靠于该关闭端时，该调节件带动该阀芯切断该筒体，该凸块抵靠于该开启端时，该调节件带动该阀芯解除对该筒体的切断。

作为可选地，其中该操作柄包括操作杆和操作环，该操作杆垂直连接于该连通筒，该操作环固定设置于该操作杆上。

作为可选地，其中该密封件上设置有相互连通的第一通孔和第二通孔，该第一通孔连通于该连通筒，该第二通孔连通于该引导件。

作为可选地，其中该引导件远离该密封件的一端设置有锥形端头。

本发明的有益效果：

由于水下临时封井装置中筒体、连通筒、密封件和引导件为连通结构，且开关装置能够控制筒体阀芯的闭合，以此实现对筒体整体的通断，也就可以平衡整体装置在封井作业时的内外压强，简单易操作，可以作为一种快速临时封井作业的工具。操作部上设置有操作柄，便于水下机器人对装置整体的控制，同时通过操作柄可以将封井部的密封件紧紧抵压在井口内壁，使得井口被封锁。封井部的引导件能够快速准确找到井口位置，加快封井效率，降低工作风险，同时引导件的直径小于密封件，能够在密封件封锁井口前将其引导至封井井口，提升工作效率，避免过多时间核对井口，实现快速临时封井作业。

附图说明

图1是本发明实施例所述的水下临时封井装置的整体结构图；

图2是本发明实施例所述的水下临时封井装置调压部和开关装置的组合结构图；

图3是本发明实施例所述的水下临时封井装置开关装置的结构图；

图4是图3中A部分的结构图；

图5是本发明实施例所述的水下临时封井装置操作部的结构图；

图6是本发明实施例所述的水下临时封井装置密封件和引导件的组合结构图。

图中：

10-调压部；20-开关装置；30-操作部；40-密封件；50-引导件；11-筒体；12-吊装件；21-套筒；22-调节件；221-调节杆；222-施力杆；23-支撑筒；24-凸块；31-连通筒；32-操作杆；33-操作环。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

水下石油开采过程中常常会出现井喷、管柱落井、临时弃井或者井口修理的情况，此时如果没有水下防喷器或者水下防喷器无法与井口适配，仍需要进行临时封井，却由于没有工具不能进行临时封井作业，那么海洋环境就会被污染，在开采作业中的施工人员也存在人身威胁。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案如何利用一种简单工具进行临时封井作业。

如图1-图6所示，本发明提供了一种水下临时封井装置，包括调压部10、开关装置20、操作部30、密封件40和引导件50。调压部10包括筒体11和设置于筒体11内的阀芯。开关装置20设置于调压部10上，能够调节阀芯的状态，以控制筒体11的通断。操作部30包括连通筒31和操作柄32，连通筒31连通于筒体11，操作柄32设置于连通筒31上。密封件40连接于连通筒31背离筒体11的一端，密封件40被配置为抵靠于待封井的内壁。引导件50连接于密封件40背离操作部30的一端，筒体11、连通筒31、密封件40和引导件50依次连通，引导件50的直径小于密封件40，被配置为将密封件40导引至待封井中。

水下临时封井装置中开关装置能够控制筒体阀芯的闭合，以此实现对筒体整体的通断，也就可以平衡整体装置在封井作业时的内外压强。操作部上设置有操作柄，便于水下机器人对装置整体的控制，同时通过操作柄可以将封井部的密封件紧紧抵压在井口内壁，使得井口被封锁。封井部的引导件能够快速准确找到井口位置，同时引导件的直径小于密封件，能够在密封件封锁井口前将其引导至封井井口，实现快速临时封井作业。

如图1-6所示，调压部10包括筒体11和吊装件12。开关装置20包括套筒21、调节件22、支撑筒23和凸块24，其中调节件22包括调节杆221和施力杆222。操作部30包括连通筒31、操作杆32和操作环33。

如图1所示，开关装置20设置于调压部10上，调压部10连通于操作部30一端，操作部30另一端固接于密封件40，引导件50固接于密封件40远离密封件40的另一端。整体结构简单易操作，便于水下机器人抓取并快速封井。

开关装置20的套筒21套接于调压部10的筒体11外侧，以此实现开关装置20与调压部10的连接。操作部30的操作杆32垂直连接连通筒31，且筒体11、连通筒31、密封件40和引导件50依次连通，以此形成通路，便于密封件40对井口密封后调节封井的内外气压。

如图2所示，调压部10包括筒体11和吊装件12。筒体11内部设置有阀芯，阀芯转动能够切断筒体11或者连通筒体11，以此平衡封井内外的气压。吊装件12固接于筒体11一端，具体地在本实施例中将吊装件12设置为板体，在板体上设置有吊装孔，将绳索穿设吊装孔能够实现对水下临时封井装置的起吊。

开关装置20包括套筒21和调节件22，套筒21套设于筒体11的外侧，调节件22穿过套筒21连接于筒体11内的阀芯。通过控制调节件22即可实现对阀芯状态的控制，以此决定筒体11的通断。

进一步地如图3所示，调节件22包括调节杆221和施力杆222，施力杆222的一端穿过套筒21连接于阀芯，调节杆221垂直连接于施力杆222的另一端，在本实施例中，调节杆221与施力杆222呈T型结构，以此便于水下机器人操作，实现调节件22的转动操作。

如图3所示，开关装置20还包括支撑筒23和凸块24。支撑筒23连接于套筒21的外壁，且支撑筒23的内径大于施力杆222的外径，使得调节件22能够转动穿设于支撑筒23中。

支撑筒23上设置有滑槽，凸块24设置于滑槽中，并固接在调节件22上。如图4所示，滑槽沿支撑筒23的周向延伸，且设置有关闭端和开启端，以此对调节件22的调节范围进行限位，同时更直观的控制阀芯在筒体11内部的通断情况。

具体地，在本实施例中水下机器人转动调节杆221，带动施力杆222转动，以此带动凸块24在滑槽中转动。凸块24抵靠于关闭端时，调节件22带动阀芯切断筒体11；凸块24抵靠于开启端时，调节件22带动阀芯接触对筒体11的切断，实现筒体11的通路。由此通过调节调节件22改变凸块24的位置。

如图5所示，操作部30包括连通筒31和操作柄。其中操作柄包括操作杆32和操作环33，操作杆32垂直连接于连通筒31，操作环33固定设置在操作杆32上。具体地，在本实施例中一个操作杆32设置为垂直穿设于连通筒31，两个操作环33固接于操作杆32的两端，在其他实施例中，也可以将两个操作杆32的一端分别对称设置在连通筒31的外壁上，另一端分别固接一个操作环33，以此提高操作柄强度，使得水下机器人转动操作杆32时装置稳定性得到保障。

进一步地，操作环33在本实施例中设置为方形把手，固接于在长圆杆的两端，便于水下机器人快速抓取到操作部30。可选地，操作杆32穿设出的两端分别设置不同的油漆颜色，便于在水下分辨操作杆32的位置和旋转方向。

如图6所示，密封件40为圆柱结构，密封件40连接于连通筒31背离筒体11的一端，且密封件40被配置为抵靠于待封井的内壁，以此封存井口。密封件40上设置有相互连通的第一通孔和第二通孔，第一通孔连通于连通筒31，第二通孔连通于引导件50，实现了筒体11、连通筒31、密封件40和引导件50的连通通道，便于对封井内外压强的调节。

具体地，引导件50连接于密封件40背离操作部30的一端，且引导件50的直径设置为小于密封件40，以此实现导引密封件至待封井中。引导件50的远离密封件40的一端设置为锥形端头，便于进行导引作业。可选地，与密封件40连接的一端设置有加固结构，使得引导件50与密封件40之间的连接更加紧固，避免在导引过程中引导件50脱落而导致更严重的事故。

引导件50的直径小于密封件40，不仅便于引导其紧密封存井口，同时便于在水下未知环境中快速探寻井口位置，较小的锥形端头进一步提高引导件50深入井口带动整个水下临时封井装置前往作业地点。可选地，引导件50和开关装置20设置为同样的油漆颜色，便于水下识别井口位置，以及快速控制内外压强。

本发明的水下临时封井装置的具体使用方法如下：

S1、钩挂吊装件12，转动调节杆221带动施力杆222，使得凸块24抵靠支撑筒23滑槽的关闭端，然后将整个水下临时封井装置吊放至井口附近；

S2、将引导件50导入井口；

S3、水下机器人抓取操作环33，转动操作杆32以转动密封件40，使得密封件40旋入井内抵靠于待封井内壁；

S4、转动调节杆221带动施力杆222，使得凸块24抵靠支撑筒23滑槽的关闭端，完成封井作业。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水下临时封井装置，其特征在于，包括：

调压部(10)，所述调压部(10)包括筒体(11)和设置于所述筒体(11)内的阀芯；

开关装置(20)，所述开关装置(20)设置于所述调压部(10)上，能够调节所述阀芯的状态，以控制所述筒体(11)的通断；

操作部(30)，所述操作部(30)包括连通筒(31)和操作柄，所述连通筒(31)连通于所述筒体(11)，所述操作柄设置于所述连通筒(31)上；

密封件(40)，所述密封件(40)连接于所述连通筒(31)背离所述筒体(11)的一端，所述密封件(40)被配置为抵靠于待封井的内壁；

引导件(50)，所述引导件(50)连接于所述密封件(40)背离所述操作部(30)的一端，所述筒体(11)、所述连通筒(31)、所述密封件(40)和所述引导件(50)依次连通，所述引导件(50)的直径小于所述密封件(40)，被配置为将所述密封件(40)导引至所述待封井中；

所述开关装置(20)包括套筒(21)和调节件(22)，所述套筒(21)套接于所述筒体(11)外侧，所述调节件(22)穿过所述套筒(21)连接于所述阀芯；

所述调节件(22)包括调节杆(221)和施力杆(222)，所述施力杆(222)的一端穿过所述套筒(21)连接于所述阀芯，所述调节杆(221)垂直连接于所述施力杆(222)的另一端。

2.根据权利要求1所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述调压部(10)还包括吊装件(12)，所述吊装件(12)固接于所述筒体(11)远离所述连通筒(31)的一端。

3.根据权利要求1所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述开关装置(20)还包括支撑筒(23)，所述支撑筒(23)连接于所述套筒(21)的外壁，所述调节件(22)转动穿设于所述支撑筒(23)中。

4.根据权利要求3所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述开关装置(20)还包括凸块(24)，所述支撑筒(23)上设置有滑槽，所述凸块(24)位于所述滑槽中，并固接于所述调节件(22)。

5.根据权利要求4所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述滑槽沿所述支撑筒(23)的周向延伸，两端分别为关闭端和开启端，所述凸块(24)抵靠于所述关闭端时，所述调节件(22)带动所述阀芯切断所述筒体(11)，所述凸块(24)抵靠于所述开启端时，所述调节件(22)带动所述阀芯解除对所述筒体(11)的切断。

6.根据权利要求1所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述操作柄包括操作杆(32)和操作环(33)，所述操作杆(32)垂直连接于所述连通筒(31)，所述操作环(33)固定设置于所述操作杆(32)上。

7.根据权利要求1所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述密封件(40)上设置有相互连通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔连通于所述连通筒(31)，所述第二通孔连通于所述引导件(50)。

8.根据权利要求1-7任一所述的水下临时封井装置，其特征在于，所述引导件(50)远离所述密封件(40)的一端设置有锥形端头。