CN115263238B - 巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，包括：中心管，其上端一体成型有上接管，下端一体成型有下接管；安装座，其嵌入至所述中心管的中部；管内封堵组件，其设置于所述安装座上，用于封堵所述中心管；以及管外封堵组件，其可调高度的套设于所述中心管的外部，且用于封堵井体。
Description
技术领域
本发明涉及天然气井破断防漏气技术领域，具体涉及巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置。
背景技术
在利用天然气井对井下天然气进行开采时，常常会受到巷道掘进的影响，从而导致大量气体瞬间泄漏，因此需要配置天然气井破断防漏气装置以便应对不同情况，而现有的天然气井破断防漏气装置针对性一般，且无法实现全方面的防护。
因此，有必要提供巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，包括：
中心管，其上端一体成型有上接管，下端一体成型有下接管；
安装座，其嵌入至所述中心管的中部；
管内封堵组件，其设置于所述安装座上，用于封堵所述中心管；以及管外封堵组件，其可调高度的套设于所述中心管的外部，且用于封堵井体。
进一步，作为优选，所述安装座中设置有至少一个收卷轮，所述收卷轮的收卷端采用绳体与所述管外封堵组件相连。
进一步，作为优选，所述管外封堵组件包括：
第一环体，其套设于所述中心管的外部，且所述第一环体上圆周阵列铰接有多个支撑杆；
第二环体，其套设于所述中心管的外部，且与所述第一环体固定相连，所述第一环体和第二环体的内侧共同连接有锁紧囊；以及
移动环体组件，其套设于所述中心管上，且与所述第二环体之间存在间距，且间距可调，所述移动环体组件与支撑杆之间铰接有铰接杆，所述移动环体组件的顶部与绳体相连。
进一步，作为优选，所述支撑杆的自由端固定有支撑头，用于增加配重，且使得当所述锁紧囊未锁紧于中心管上时，所述支撑头存在靠近中心管移动趋势。
进一步，作为优选，所述支撑杆上还铰接有调节杆，所述调节杆的另一端开设有腰型孔，所述腰型孔滑动设置于限位柱上，所述限位柱固定于所述第二环体上。
进一步，作为优选，所述移动环体组件包括：
第三环体，其套设于所述中心管上；
圆周阵列于所述第三环体内侧的多个基板，所述基板采用进给囊与所述第三环体相连；以及
均匀分布于所述基板上的限位齿；
所述中心管的外表面沿其轴向阵列有多组支撑爪，每组为均匀分布且与限位齿相对应的多个，所述支撑爪铰接于所述中心管上，且采用复位弹簧进行复位；
所述第三环体的外部固定套设有封环。
进一步，作为优选，所述封环的外圆周阵列有多个密封囊，所述密封囊在膨胀状态下为楔形，且其底部宽度大于顶部宽度，所述密封囊的外表面固定有封板；
所述封环上还设置有引流管；
所述限位齿包括齿牙，所述齿牙的顶部为倾斜状，底部具有卡紧部，所述卡紧部为倾斜状凹陷；
所述支撑爪包括爪体，所述爪体与齿牙相接触位置为倾斜状的抵靠部，所述爪体采用转轴铰接于所述中心管上，且转轴一侧固定有限位块，所述中心管上固定有与限位块相对应的限位座。
进一步，作为优选，所述管内封堵组件包括：
内环座，其嵌入至所述中心管的内部；
封堵座，其固定于所述内环座的内侧，且所述封堵座为环形结构，其内圆周的横截面为弧形；
封堵头，其为半球状，且由伸缩驱动组件所驱动。
进一步，作为优选，所述伸缩驱动组件包括：
驱动筒；
上限位座，其固定于所述驱动筒的内顶部；
限位弹簧，其一端限位于所述上限位座中，另一端连接有活塞；以及
驱动杆，其一端与活塞相连，另一端滑动伸出驱动筒以及延伸筒，且与封堵头相连，所述延伸筒固定于所述驱动筒的底部，位于所述延伸筒中的驱动杆上固定有密封塞；
所述驱动筒中设置有进出气阀，所述进出气阀位于活塞下方。
一种巷道掘进影响下天然气井破断防漏气方法，包括如下步骤：
S1.利用上接管和下接管将中心管串接于天然气抽采管中；
S2.初始状态下，在限位弹簧的作用下驱动杆带动封堵头向下移动，从而使得封堵头与封堵座之间存在间隙，以便天然气的正常抽采；
S3.利用收卷轮和绳体实现对于管外封堵组件的位置调节，之后利用外部液压控制器控制锁紧囊膨胀，从而使得第一环体和第二环体锁紧于中心管上，此时利用外部液压控制器控制进给囊进行膨胀，实现限位齿和支撑爪的抵接配合，之后对绳体进行微收卷，从而展开支撑杆，实现刚性支撑；
S4.利用外部液压控制器控制密封囊膨胀，从而驱动封板对井体进行封堵；
S5.在巷道掘进影响下出现大量天然气窜出至井体中时，气体能够向上推动封环，并进一步提高支撑杆的支护力，此时还可利用引流管进行引流。
与现有技术相比，本发明提供了巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，具有以下有益效果：
本发明实施例中，通过管内封堵组件能够对中心管的内部进行主动封堵，而通过管外封堵组件能够对天然气井进行被动增强性封堵，并且管外封堵组件能够根据实际情况调整其竖向位置，针对性强，并且通过管内封堵组件和管外封堵组件的相互配合能够很好的应对巷道掘进的影响；
本发明实施例中，当锁紧囊锁紧于中心管上时，通过绳体驱动移动环体组件向上移动时，移动环体组件与第二环体之间的间距增大，此时，通过铰接杆能够驱动支撑杆向上偏转，进而支撑于井体中，使得管外封堵组件能够刚性支撑于井体中，该支撑还能够传递至中心管上，并且，在巷道掘进影响下出现大量天然气窜出至井体中时，气体能够向上推动封环，并进一步提高支撑杆的支护力，实现被动增强性封堵。
附图说明
图1为巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置的整体结构示意图；
图2为巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置中管外封堵组件的结构示意图；
图3为巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置中移动环体组件的结构示意图；
图4为图3的A处放大结构示意图；
图5为巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置中管内封堵组件的结构示意图；
图中：1、中心管；2、上接管；3、下接管；4、安装座；5、管内封堵组件；6、收卷轮；7、绳体；8、管外封堵组件；81、第一环体；82、第二环体；83、锁紧囊；84、移动环体组件；85、封环；86、铰接杆；87、支撑杆；88、调节杆；89、支撑头；810、支撑爪；841、第三环体；842、进给囊；843、基板；844、限位齿；851、密封囊；852、封板；853、引流管；8441、齿牙；8442、卡紧部；8101、爪体；8102、抵靠部；8104、复位弹簧；51、内环座；52、封堵座；53、封堵头；54、驱动筒；55、上限位座；56、限位弹簧；57、活塞；58、驱动杆；59、密封塞。
具体实施方式
请参阅图1～5，本发明提供了巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，包括：
中心管1，其上端一体成型有上接管2，下端一体成型有下接管3；
安装座4，其嵌入至所述中心管1的中部；
管内封堵组件5，其设置于所述安装座4上，用于封堵所述中心管1；以及
管外封堵组件8，其可调高度的套设于所述中心管1的外部，且用于封堵井体。
也就是说，本实施例中，通过管内封堵组件5能够对中心管1的内部进行封堵，而通过管外封堵组件8能够对天然气井进行封堵，二者相互配合能够很好的应对巷道掘进的影响。
本实施例中，所述安装座4中设置有至少一个收卷轮6，所述收卷轮6的收卷端采用绳体7与所述管外封堵组件8相连。
在一可选的实施例中，可以配置对称设置的两个收卷轮6，从而提升管外封堵组件8移动的稳定性。
本实施例中，如图2，所述管外封堵组件8包括：
第一环体81，其套设于所述中心管1的外部，且所述第一环体81上圆周阵列铰接有多个支撑杆87；
第二环体82，其套设于所述中心管1的外部，且与所述第一环体81固定相连，所述第一环体和第二环体的内侧共同连接有锁紧囊83；以及
移动环体组件84，其套设于所述中心管1上，且与所述第二环体82之间存在间距，且间距可调，所述移动环体组件84与支撑杆87之间铰接有铰接杆86，所述移动环体组件84的顶部与绳体7相连。
当锁紧囊锁紧于中心管1上时，可以通过绳体来控制移动环体组件84的位置，从而调节移动环体组件84与第二环体82之间的间距，进而通过铰接杆86来驱动支撑杆87进行偏转，其中，当通过绳体驱动移动环体组件84向上移动时，移动环体组件84与第二环体之间的间距增大，此时，通过铰接杆86能够驱动支撑杆87向上偏转，进而支撑于井体中，使得管外封堵组件8能够刚性支撑于井体中，该支撑还能够传递至中心管1上。
作为较佳的实施例，所述支撑杆87的自由端固定有支撑头89，用于增加配重，且使得当所述锁紧囊83未锁紧于中心管1上时，所述支撑头89存在靠近中心管1移动趋势，以便于收纳，从而使得管外封堵组件8的移动不会受阻。
作为较佳的实施例，所述支撑杆87上还铰接有调节杆88，所述调节杆88的另一端开设有腰型孔，所述腰型孔滑动设置于限位柱上，所述限位柱固定于所述第二环体82上。
本实施例中，如图3，所述移动环体组件84包括：
第三环体841，其套设于所述中心管1上；
圆周阵列于所述第三环体841内侧的多个基板843，所述基板843采用进给囊842与所述第三环体841相连；以及
均匀分布于所述基板843上的限位齿844；
所述中心管的外表面沿其轴向阵列有多组支撑爪，每组为均匀分布且与限位齿相对应的多个，所述支撑爪810铰接于所述中心管上，且采用复位弹簧8104进行复位；
所述第三环体的外部固定套设有封环85。
在实施时，当进给囊842膨胀后，其能够驱动基板靠近支撑爪，从而使得限位齿与支撑爪相互配合实现支撑和限位。
另外，所述封环85的外圆周阵列有多个密封囊851，所述密封囊851在膨胀状态下为楔形，且其底部宽度大于顶部宽度，所述密封囊的外表面固定有封板852；
所述封环85上还设置有引流管853；
所述限位齿844包括齿牙8441，所述齿牙8441的顶部为倾斜状，底部具有卡紧部8442，所述卡紧部8442为倾斜状凹陷；
所述支撑爪810包括爪体8101，所述爪体与齿牙相接触位置为倾斜状的抵靠部8102，所述爪体采用转轴铰接于所述中心管1上，且转轴一侧固定有限位块，所述中心管1上固定有与限位块相对应的限位座。
本实施例中，如图5，所述管内封堵组件5包括：
内环座51，其嵌入至所述中心管1的内部；
封堵座52，其固定于所述内环座51的内侧，且所述封堵座52为环形结构，其内圆周的横截面为弧形；
封堵头53，其为半球状，且由伸缩驱动组件所驱动。
另外，所述伸缩驱动组件包括：
驱动筒54；
上限位座55，其固定于所述驱动筒54的内顶部；
限位弹簧56，其一端限位于所述上限位座55中，另一端连接有活塞57；以及
驱动杆58，其一端与活塞57相连，另一端滑动伸出驱动筒54以及延伸筒，且与封堵头53相连，所述延伸筒固定于所述驱动筒的底部，位于所述延伸筒中的驱动杆上固定有密封塞59；
所述驱动筒中设置有进出气阀，所述进出气阀位于活塞下方。需要解释的是，在常规状态下，限位弹簧驱动活塞向下移动，从而带动驱动杆58向下移动，从而使得封堵头远离封堵座52，从而实现正常抽采，而在需要封堵所述封堵座时，则向进出气阀中充入气体，从而使得活塞向上移动，进而使得封堵头靠近封堵座，实现主动干预。
一种巷道掘进影响下天然气井破断防漏气方法，包括如下步骤：
S1.利用上接管2和下接管3将中心管1串接于天然气抽采管中；
S2.初始状态下，在限位弹簧的作用下驱动杆58带动封堵头53向下移动，从而使得封堵头53与封堵座52之间存在间隙，以便天然气的正常抽采；
S3.利用收卷轮6和绳体实现对于管外封堵组件8的位置调节，之后利用外部液压控制器控制锁紧囊83膨胀，从而使得第一环体81和第二环体82锁紧于中心管1上，此时利用外部液压控制器控制进给囊842进行膨胀，实现限位齿和支撑爪的抵接配合，之后对绳体进行微收卷，从而展开支撑杆87，实现刚性支撑；
S4.利用外部液压控制器控制密封囊851膨胀，从而驱动封板对井体进行封堵；
S5.在巷道掘进影响下出现大量天然气窜出至井体中时，气体能够向上推动封环85，并进一步提高支撑杆87的支护力，此时还可利用引流管进行引流。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：包括：
中心管(1)，其上端一体成型有上接管(2)，下端一体成型有下接管(3)；
安装座(4)，其嵌入至所述中心管(1)的中部；
管内封堵组件(5)，其设置于所述安装座(4)上，用于封堵所述中心管(1)；以及
管外封堵组件(8)，其可调高度的套设于所述中心管(1)的外部，且用于封堵井体；
所述安装座(4)中设置有至少一个收卷轮(6)，所述收卷轮(6)的收卷端采用绳体(7)与所述管外封堵组件(8)相连；
所述管外封堵组件(8)包括：
第一环体(81)，其套设于所述中心管(1)的外部，且所述第一环体(81)上圆周阵列铰接有多个支撑杆(87)；
第二环体(82)，其套设于所述中心管(1)的外部，且与所述第一环体(81)固定相连，所述第一环体和第二环体的内侧共同连接有锁紧囊(83)；以及
移动环体组件(84)，其套设于所述中心管(1)上，且与所述第二环体(82)之间存在间距，且间距可调，所述移动环体组件(84)与支撑杆(87)之间铰接有铰接杆(86)，所述移动环体组件(84)的顶部与绳体(7)相连；
所述移动环体组件(84)包括：
第三环体(841)，其套设于所述中心管(1)上；
圆周阵列于所述第三环体(841)内侧的多个基板(843)，所述基板(843)采用进给囊(842)与所述第三环体(841)相连；以及
均匀分布于所述基板(843)上的限位齿(844)；
所述中心管的外表面沿其轴向阵列有多组支撑爪，每组为均匀分布且与限位齿相对应的多个，所述支撑爪(810)铰接于所述中心管上，且采用复位弹簧(8104)进行复位；
所述第三环体的外部固定套设有封环(85)。
2.根据权利要求1所述的巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：所述支撑杆(87)的自由端固定有支撑头(89)，用于增加配重，且使得当所述锁紧囊(83)未锁紧于中心管(1)上时，所述支撑头(89)存在靠近中心管(1)移动趋势。
3.根据权利要求1所述的巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：所述支撑杆(87)上还铰接有调节杆(88)，所述调节杆(88)的另一端开设有腰型孔，所述腰型孔滑动设置于限位柱上，所述限位柱固定于所述第二环体(82)上。
4.根据权利要求1所述的巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：所述封环(85)的外圆周阵列有多个密封囊(851)，所述密封囊(851)在膨胀状态下为楔形，且其底部宽度大于顶部宽度，所述密封囊的外表面固定有封板(852)；
所述封环(85)上还设置有引流管(853)；
所述限位齿(844)包括齿牙(8441)，所述齿牙(8441)的顶部为倾斜状，底部具有卡紧部(8442)，所述卡紧部(8442)为倾斜状凹陷；
所述支撑爪(810)包括爪体(8101)，所述爪体与齿牙相接触位置为倾斜状的抵靠部(8102)，所述爪体采用转轴铰接于所述中心管(1)上，且转轴一侧固定有限位块，所述中心管(1)上固定有与限位块相对应的限位座。
5.根据权利要求4所述的巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：所述管内封堵组件(5)包括：
内环座(51)，其嵌入至所述中心管(1)的内部；
封堵座(52)，其固定于所述内环座(51)的内侧，且所述封堵座(52)为环形结构，其内圆周的横截面为弧形；
封堵头(53)，其为半球状，且由伸缩驱动组件所驱动。
6.根据权利要求5所述的巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：所述伸缩驱动组件包括：
驱动筒(54)；
上限位座(55)，其固定于所述驱动筒(54)的内顶部；
限位弹簧(56)，其一端限位于所述上限位座(55)中，另一端连接有活塞(57)；以及
驱动杆(58)，其一端与活塞(57)相连，另一端滑动伸出驱动筒(54)以及延伸筒，且与封堵头(53)相连，所述延伸筒固定于所述驱动筒的底部，位于所述延伸筒中的驱动杆上固定有密封塞(59)；
所述驱动筒中设置有进出气阀，所述进出气阀位于活塞下方。
7.一种巷道掘进影响下天然气井破断防漏气方法，其采用如权利要求6所述的巷道掘进影响下天然气井破断防漏气装置，其特征在于：包括如下步骤：
S1.利用上接管(2)和下接管(3)将中心管(1)串接于天然气抽采管中；
S2.初始状态下，在限位弹簧的作用下驱动杆(58)带动封堵头(53)向下移动，从而使得封堵头(53)与封堵座(52)之间存在间隙，以便天然气的正常抽采；
S3.利用收卷轮(6)和绳体实现对于管外封堵组件(8)的位置调节，之后利用外部液压控制器控制锁紧囊(83)膨胀，从而使得第一环体(81)和第二环体(82)锁紧于中心管(1)上，此时利用外部液压控制器控制进给囊(842)进行膨胀，实现限位齿和支撑爪的抵接配合，之后对绳体进行微收卷，从而展开支撑杆(87)，实现刚性支撑；
S4.利用外部液压控制器控制密封囊(851)膨胀，从而驱动封板对井体进行封堵；
S5.在巷道掘进影响下出现大量天然气窜出至井体中时，气体能够向上推动封环(85)，并进一步提高支撑杆(87)的支护力，此时还可利用引流管进行引流。
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