CN203655215U - 一种快卸式复合胶芯筒形防喷器 - Google Patents

Abstract

一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，包括壳体、外胶芯、内胶芯、顶盖、内胶芯锁块，胶芯采用筒形结构，壳体下面设有法兰，壳体上面安装有顶盖，其上设有能使内胶芯出入的通孔，且顶盖与壳体及锁块之间采用卡块连接、卡块槽拆卸；内胶芯可以有多层结构，根据密封管柱尺寸更换或取出内胶芯；直至内胶芯全部取出，依靠外胶芯单独密封管柱。通过设计卡块、卡块槽连接结构，并且内胶芯可以直接从顶盖上孔取出，使内、外胶芯拆卸快捷、方便；锁块结构、及内胶芯上骨架的止口结构的设计，实现了可根据密封管柱尺寸，使用单层或多层内胶芯，加大了密封范围，同时密闭腔体结构的设计实现了只需少量的液压油即可将防喷器关闭，防喷器开关迅速减小了液压流量。

Description

一种快卸式复合胶芯筒形防喷器

技术领域

本实用新型是涉及井控装置及控制系统领域，特别是提供一种快卸式复合胶芯筒形防喷器。 

背景技术

在常规的修井作业、带压作业过程中都用防喷器来密封井内管柱，防止井喷事故的发生。环形防喷器由于可以密封各种尺寸的管柱而广泛使用。目前所用的环形防喷器，采用球形胶芯密封井，主要由壳体、活塞、支持圈、球形胶芯和顶盖组成，其工作原理是从控制系统输来的高压油从壳体下油口进入活塞下部关闭腔推动活塞向上运动，迫使胶芯向中心运动，支承筋相互靠拢，将其间的橡胶挤向井口中心，实现密封钻具，或全封闭井口。打开时，液控压力从壳体上油口进入活塞上部开启腔，推动活塞下行，胶芯在本身弹力作用下复位，将井口打开。目前所用的防喷器一般是按照钻井的要求设计的，密封可靠、胶芯储胶量大，但壳体、顶盖、活塞及支持圈等金属部件为铸件，体积庞大、价格昂贵，开关所需液压油量大，开关速度慢，更换胶芯需要拆卸顶盖与壳体的一圈连接螺栓，劳动强度大，在常规修井作业、带压作业过程中使用成本较高，劳动强度大，效率较低。 

近年来，随着带压作业技术的发展，研发出了一种筒状胶芯环形防喷器，低压下用于密封油管、通过接箍，其结构简单、成本低廉，但通径小（一般小于130mm），无法通过油管头、套管及大直径工具，作业时起出油管头、套管及大直径工具必须把防喷器拆开，过完后在安装回去，费时费力，而且存在一定的风险；更换胶芯时需要拆卸大量螺栓，由于带压作业 胶芯磨损很快，需要频繁更换，因此劳动强度大。 

也有厂家在研究双层胶芯的筒状防喷器，如公告号为CN201120068544.3、CN201120116716.X、CN201120414152.8所公开的筒状防喷器是:由下法兰、壳体、上法兰、内胶芯悬挂器、自封头和压环组成，其壳体与上下法兰之间采用螺栓连接，内胶芯与壳体之间通过固定环连接，拆卸不方便；虽然是双层胶芯结构，拆卸内胶芯后，防喷器可以通过油管头、套管及大直径工具，但其外胶芯为胶囊结构，无法密封套管井内工具。 

实用新型内容

本实用新型的目的是满足在常规修井作业、带压作业过程中井控装置的要求，提供一中体积轻便、开关迅速、液压流量小、更换胶芯方便快捷、密封范围大、密封安全可靠的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器。 

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，包括壳体、外胶芯、内胶芯、顶盖、内胶芯锁块，胶芯采用筒形结构，壳体下面设有法兰，在壳体上面安装有顶盖，其上设有能使内胶芯出入的通孔，在壳体及锁块外圆周上开有沿圆周均匀分布的卡块及卡块槽，在顶盖的上、下圆周上也有相应的均匀分布的卡块和卡块槽，所述顶盖的下圆周上的卡块向圆心方向凸出，壳体的卡块位于顶盖下圆周的卡块上，锁块的卡块位于顶盖上圆周的卡块下，顶盖与壳体、顶盖与锁块之间采用卡块连接。 

所述壳体内下部的台阶上安装外胶芯，所述的外胶芯设有上、下骨架，所述的外胶芯与壳体内壁之间围成一密闭腔体，所述的上、下骨架上并设 有上、下密封圈，该腔体在壳体上设有进、出油口，在外胶芯上面，安装有外胶芯挡圈并被顶盖压紧； 

所述的外胶芯内装内胶芯，内胶芯设有上、下骨架，内胶芯上面设有锁块；内胶芯的上骨架和锁块之间采用螺钉连接；内胶芯下端卡在壳体内的台阶上支撑。 

所述的顶盖压住挡圈，挡圈为环形结构，挡圈下端压住外胶芯的上骨架，上骨架外凸肩卡在壳体的凹槽中，所述的外胶芯上骨架是一个阶梯型的环形圈，其下端抵住外胶芯的上定位止口。 

所述的内胶芯有两层或多层结构；每种通径的内胶芯都配有与其相应的锁块，各层胶芯之间由其上骨架的定位止口卡接；所述的锁块下面设有容纳内胶芯的凹槽，所述的多层内胶芯容纳在该凹槽里，所述的锁块与最里侧的内胶芯的上骨架螺栓定位连接。 

当最大的内胶芯尺寸不能通过井内工具时，可以拆卸全部内胶芯和锁块，使用外胶芯密封并通过井内工具。 

当顶盖与壳体或锁块的卡块重合时，顶盖与壳体或锁块被螺栓连接定位； 

当顶盖卡块位于壳体或锁块的卡块槽内，顶盖与壳体或锁块从卡块槽取出拆卸。 

所述的内胶芯下端通过其下骨架的定位止口卡在壳体内的台阶上支撑。 

所述的密闭腔体是由外胶芯外壁内凹形成。 

所述的定位止口是断面呈一级阶梯型的环形槽。 

所述的内胶芯上骨架设有定位环，定位环连接内胶芯。 

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，通过设计顶盖、壳体、内胶芯锁块的卡块、卡块槽连接结构，并且内胶芯可以直接从顶盖上孔取出，使内、外胶芯拆卸快捷、方便；锁块结构、及内胶芯上骨架的止口结构的设计，实现了可根据密封管柱尺寸，使用单层或多层内胶芯，加大了密封范围，同时密闭腔体结构的设计实现了只需少量的液压油即可将防喷器关闭，防喷器开关迅速减小了液压流量。 

附图说明

图1是本实用新型的使用单层内胶芯的结构示意图； 

图2是本实用新型的使用多层内胶芯的结构示意图； 

图3是本实用新型的顶盖结构仰视示意图； 

图4是本实用新型的锁块结构示意图； 

图5是本实用新型的多层内胶芯结构示意图； 

图6是本实用新型壳体结构示意图； 

具体实施方式

参见图1、2，本实用新型一种快卸式复合胶芯筒形防喷器属于环形防喷器，主要包括壳体9、外胶芯10、内胶芯5、顶盖2、内胶芯锁块4，胶芯为筒形结构，其采用金属骨架与橡胶硫化而成，在胶芯的两端设有金属骨架，防止胶芯在压力作用下因刚性差而压扁，密封失效。 

内胶芯5可以有两层或多层结构，可以根据密封管柱尺寸更换或取出 内胶芯5；直至内胶芯全部取出，依靠外胶芯10单独密封管柱。 

参见图1、2、6，本实用新型是这样实现的：壳体9下面设有法兰，可以与井口或者其它防喷器连接，在壳体9内有一台阶，上面安装有外胶芯10，所述的外胶芯设有上、下骨架，外胶芯的内凹外壁与壳体内壁形成密闭腔体13，上、下骨架上分别设有密封圈8位于外胶芯10与壳体9之间密封该腔体，该腔体在壳体上设有进、出油口11。在外胶芯10上面，安装有挡圈7，挡圈7为环形结构，位于顶盖与壳体之间的的凹槽12内，所述的顶盖（2）压住挡圈（7），挡圈下端压住外胶芯（10）的上骨架，上骨架外凸肩卡在壳体（9）的凹槽（12）中，所述的外胶芯上骨架是一个阶梯型的环形圈，其下端抵住外胶芯（10）的上定位止口。挡圈7的作用是固定外胶芯，防止内胶芯5及锁块4取出后外胶芯10向上移动，造成密封失效。 

外胶芯10里面安装有内胶芯5，内胶芯5通过下骨架的定位止口22（见图5），放置在壳体9的台阶上，防止内胶芯5掉入井内，内胶芯5上面有锁块4，锁块为环形结构；内胶芯（5）的上骨架和锁块（4）之间采用螺钉（6）连接； 

参见图2、5、6，多层胶芯结构中，每种通径的内胶芯5都配有与其通径相应的锁块4，各层胶芯之间由其上骨架的定位止口23、24卡接见图5；所述的锁块下面设有容纳内胶芯的凹槽，所述的多层内胶芯容纳在该凹槽里，所述的锁块与最里侧的内胶芯的上骨架采用螺钉6连接。 

在内胶芯上骨架有定位止口和定位环，定位环连接内胶芯，定位止口用于各层内胶芯的相互卡接固定，所述的止口是断面呈一级阶梯型的环形槽，本实用新型中提到的止口都是这样的结构，或这样结构的组合。 

在壳体9上面安装有顶盖2，其上设有能使内胶芯出入的通孔，在顶盖2与壳体9、顶盖2与锁块4之间采用卡块连接：在壳体9及锁块4外圆周上开有沿圆周均匀分布的卡块14、16及卡块槽15、17，在顶盖2的上、下圆周上也有相应的均匀分布的卡块19、20和卡块槽18、21，所述顶盖的下圆周上的卡块向圆心方向凸出，壳体的卡块位于顶盖下圆周的卡块上，锁块的卡块位于顶盖上圆周的卡块下，顶盖2与壳体9、顶盖2与锁块4之间采用卡块连接，参见图1、2，。 

当顶盖2与壳体9或锁块4的卡块14、16重合时，顶盖与壳体9或锁块4用卡块连接，并通过定位螺栓1、3连接定位在一起，防止顶盖、壳体、锁块之间发生相互转动，壳体或锁块上的定位螺栓一般为1-2对，这样由于螺栓很少，内、外胶芯拆卸方便、快捷；锁块由顶盖压紧固定，锁块又压紧内胶芯，可以防止内胶芯5在井压作用下飞出。 

当顶盖卡块19、20位于壳体9或锁块4的卡块槽15或17内，顶盖2与壳体9或锁块4可以取出拆卸。更换胶芯不需要拆卸大量的螺栓连接，更换胶芯速度迅速快捷。 

当发现井涌需要封井时，操作控制手柄，控制系统输来的高压油从壳体9的油口进入壳体9与外胶芯10之间的油腔13，高压液压油作用在外胶芯10外表面，使外胶芯10收缩变形，压迫内胶芯5收缩变形与管柱接触，实现密封管柱。打开时，操作控制手柄，油腔内高压液压油流回控制系统油箱，壳体9与外胶芯10之间的油腔13的液控压力降低到0，内外胶芯10在本身弹力作用下复位，将井口打开。如果需要密封的管柱或通过的工具较大，可以将内胶芯5取出一层或多层，同时更换相应的锁块4，以便于 有效的密封管柱，通过大直径工具。当取出多层内胶芯还是不能通过大直径工具，可以将内胶芯全部取出，依靠外胶芯10单独密封管柱。壳体9与外胶芯10之间的油腔13容积小，只需少量的液压油即可将防喷器关闭，防喷器开关迅速。 

当需要更换内胶芯5时，将锁块4的定位螺钉3从顶盖2取出，任意方向旋转锁块4，使锁块4的卡块16位于顶盖2的卡块槽21内，然后向上取出锁块4及内胶芯5。当需要更换外胶芯10时，首先将内胶芯5取出，然后将顶盖2的定位螺钉1从顶盖2取出，任意方向旋转锁块4，使壳体9的卡块14位于顶盖2的卡块槽18内，然后向上取出顶盖2，取出外胶芯10挡圈，即可取出外胶芯10。 

Claims (10)

1.一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，包括壳体（9）、外胶芯(10)、内胶芯(5)、顶盖(2)、内胶芯锁块(4)，胶芯采用筒形结构，壳体(9)下面设有法兰，其特征在于：在壳体（9）上面安装有顶盖（2），其上设有能使内胶芯出入的通孔，在壳体（9）及锁块（4）外圆周上开有沿圆周均匀分布的卡块（14、16）及卡块槽（15、17），在顶盖（2）的上、下圆周上也有相应的均匀分布的卡块（19、20）和卡块槽（18、21），所述顶盖的下圆周上的卡块向圆心方向凸出，壳体的卡块位于顶盖下圆周的卡块上，锁块的卡块位于顶盖上圆周的卡块下，顶盖（2）与壳体（9）、顶盖（2）与锁块（4）之间采用卡块连接。 

2.如权利要求1所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：壳体（9）内下部的台阶上安装外胶芯（10），所述的外胶芯设有上、下骨架，所述的外胶芯（10）与壳体（9）内壁之间围成一密闭腔体（13），所述的上、下骨架上并设有上、下密封圈（8），该腔体在壳体上设有进、出油口（11），在外胶芯（10）上面，安装有外胶芯挡圈（7）并被顶盖压紧； 

所述的外胶芯（10）内装内胶芯（5），内胶芯设有上、下骨架，内胶芯（5）上面设有锁块（4）；内胶芯（5）的上骨架和锁块（4）之间采用螺钉（6）连接；内胶芯（5）下端卡在壳体（9）内的台阶上支撑。 

3.如权利要求2所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：所述的顶盖（2）压住挡圈（7），挡圈（7）为环形结构，挡圈 下端压住外胶芯（10）的上骨架，上骨架外凸肩卡在壳体（9）的凹槽（12）中，所述的外胶芯上骨架是一个阶梯型的环形圈，其下端抵住外胶芯（10）的上定位止口。 

4.如权利要求1或2所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：所述的内胶芯（5）有两层或多层结构；每种通径的内胶芯都配有与其相应的锁块（4），各层胶芯之间由其上骨架的定位止口卡接；所述的锁块下面设有容纳内胶芯的凹槽，所述的多层内胶芯容纳在该凹槽里，所述的锁块与最里侧的内胶芯的上骨架螺栓定位连接。 

5.如权利要求1所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：当最大的内胶芯尺寸不能通过井内工具时，可以拆卸全部内胶芯5和锁块（4），使用外胶芯（10）密封并通过井内工具。 

6.如权利要求1所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：当顶盖（2）与壳体（9）或锁块（4）的卡块（19和14或20与16）重合时，顶盖与壳体（9）或锁块（4）被螺栓（1、3）连接定位； 

当顶盖卡块（19、20）位于壳体（9）或锁块（4）的卡块槽（15、17）内，顶盖（2）与壳体（9）或锁块（4）从卡块槽取出拆卸。 

7.如权利要求1或2所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：内胶芯（5）下端通过其下骨架的定位止口（22）卡在壳体（9）内的台阶上支撑。 

8.如权利要求2所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征 在于：所述的密闭腔体是由外胶芯外壁内凹形成。 

9.如权利要求4所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：所述的定位止口是断面呈一级阶梯型的环形槽。 

10.如权利要求2所述的一种快卸式复合胶芯筒形防喷器，其特征在于：内胶芯上骨架设有定位环，定位环连接内胶芯。 

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