CN203729930U - 安全泄压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种安全泄压装置。该安全泄压装置包括：手动钻孔装置，手动钻孔装置包括钻头和手动驱动部，钻头具有相对设置的钻入端和驱动端，驱动端与手动驱动部驱动连接；引流装置，引流装置设置为分别与压力管道的外壁和手动钻孔装置密封地连接，引流装置内部形成容纳腔并具有与容纳腔相通的引流口和使外壁暴露于容纳腔的开口，钻头位于容纳腔内且钻头的钻入端指向开口，引流装置包括与引流口连通的流体导出部。该安全泄压装置可以有效减少钻头与压力管道之间产生火花的现象，从而降低管道内易燃易爆的有压流体爆炸的风险。

Description

安全泄压装置

技术领域

本实用新型涉及油气开采领域，更具体地，涉及一种安全泄压装置。

背景技术

高危淹没井的井筒内往往充满有压气体，为了对高危淹没井进行修井作业，需要将井筒内的有压流体安全释放出来，以保证检修工作的安全。本申请中的高危淹没井指淹没于水体之下的油水井或油气井，这些井通常带压，井口或管柱有损害，易泄漏，极易对环境造成污染。

现有技术中，为了对高危淹没井的井筒进行泄压工作，一般采用电动打孔机对有压井筒进行打孔作业。在实现本实用新型的过程中，发明人发现以上现有技术至少存在以下问题：

采用电动打孔机对有压井筒进行打孔作业安全性较低。由于有压井筒内的有压流体具有易燃易爆的特点，而电动打孔机容易与管道产生火花，从而具有引起有压流体爆炸的风险。

采用电动打孔机对有压井筒进行打孔作业所需的操作空间较大。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种安全泄压装置，以减少钻头与压力管道之间产生火花的现象，从而降低引起有压流体爆炸的风险。

本实用新型提供了一种安全泄压装置，用于使压力管道释放压力，安全泄压装置包括：手动钻孔装置，手动钻孔装置包括钻头和手动驱动部，钻头具有相对设置的钻入端和驱动端，驱动端与手动驱动部驱动连接；引流装置，引流装置设置为分别与压力管道的外壁和手动钻孔装置密封地连接，引流装置内部形成容纳腔并具有与容纳腔相通的引流口和使外壁暴露于容纳腔的开口，钻头位于容纳腔内且钻头的钻入端指向开口，引流装置包括与引流口连通的流体导出部。

进一步地，引流装置还包括：引流主体，容纳腔位于引流主体内部，流体导出部设置于引流主体上；管道连接部，管道连接部与引流主体密封地连接，管道连接部用于与压力管道的外壁密封地连接。

进一步地，管道连接部包括与压力管道的外壁配合地设置的卡瓦，开口设置于卡瓦上；或者，管道连接部包括与压力管道的外壁配合地设置的卡瓦和设置于压力管道和该卡瓦之间的第一密封垫，开口设置于该卡瓦和第一密封垫上。

进一步地，引流主体与卡瓦之间通过螺纹连接，管道连接部还包括用于密封引流主体与卡瓦之间的间隙的第一密封环。

进一步地，手动钻孔装置还包括护套，管道连接部和护套分别位于引流主体的两端，钻头的驱动端位于护套的靠近引流主体的第一端的内部，且钻头与护套同步转动地设置。

进一步地，引流主体包括连接管，连接管的第一端与管道连接部密封地连接，连接管的第二端与护套的第一端在钻头的轴向上相对静止、在钻头的周向上可相对转动地连接。

进一步地，连接管的第二端的外周面与护套的第一端的内周面滑动配合，连接管的第二端的外周面包括第一环形凹槽，护套的第一端的内周面包括与第一环形凹槽相对的第二环形凹槽，第一环形凹槽与第二环形凹槽形成环形滑道，手动钻孔装置还包括至少一个滚动体，滚动体可滚动地设置于环形滑道内。

进一步地，护套上包括用于拆装滚动体的径向通孔，手动钻孔装置还包括用于将滚动体限制于环形滑道内的压接螺栓，压接螺栓与径向通孔密封地连接。

进一步地，引流主体还包括：第一密封盖，第一密封盖具有阶梯形通孔，阶梯形通孔包括靠近护套的大孔段和远离护套的小孔段，大孔段和小孔段之间通过第一台阶面连接，大孔段与护套的第一端的外周面螺纹连接；第二密封垫，第二密封垫设置于护套的第一端的端面与第一台阶面之间；至少一个第二密封环，小孔段套设于连接管的外周面上，至少一个第二密封环设置于小孔段的内壁面与连接管的外周面之间。

进一步地，手动驱动部包括设置于护套上的手柄。

进一步地，手动钻孔装置还包括：钻头尾座，钻头尾座与钻头的驱动端和护套分别同步转动地连接，且护套与钻头尾座在钻头的轴向上在第一极限位置和第二极限位置之间可相对滑动地设置；弹性元件，弹性元件与钻头同轴地设置于护套内部，弹性元件的第一端与钻头尾座抵接并向钻头尾座施加朝向钻头的钻入端的力。

进一步地，护套的内周面具有第一键槽，钻头尾座具有第二键槽，手动钻孔装置还包括分别与第一键槽和第二键槽配合连接的键，其中，第一键槽和第二键槽中的至少一个在钻头的轴向上的长度大于键在钻头的轴向上的长度。

进一步地，手动钻孔装置还包括第二密封盖，第二密封盖密封地连接于护套的第二端。

进一步地，手动钻孔装置还包括顶丝，顶丝与第二密封盖螺纹连接，其中，弹性元件的第二端与顶丝抵接配合，或者，手动钻孔装置还包括固定尾座，弹性元件的第二端抵接于固定尾座上，顶丝的端面与固定尾座抵接。

进一步地，弹性元件的第二端与顶丝抵接配合，顶丝包括大径段和小径段，大径段与小径段通过第二台阶面连接，大径段与第二密封盖螺纹配合，弹性元件套设于小径段的外周，弹性元件的第二端与第二台阶面抵接。

进一步地，流体导出部包括导流管和设置于导流管上的泄压阀。

进一步地，引流装置还包括与容纳腔连通的测压部，测压部包括测压管和设置于测压管上的压力检测装置。

根据本实用新型的安全泄压装置，包括手动钻孔装置和引流装置，引流装置设置为分别与压力管道的外壁和手动钻孔装置密封地连接，引流装置内部形成容纳腔并具有与容纳腔连通的引流口和使外壁暴露于容纳腔的开口，钻头位于容纳腔内且钻头的钻入端指向开口，引流装置还包括与引流口连通的流体导出部。该安全泄压装置由于采用手动钻孔装置代替电动钻孔装置、以及在封闭的容纳腔内打孔，可以有效减少钻头与压力管道之间产生火花的现象，从而降低易燃的有压流体爆炸的风险。还采用引流装置将经打孔装置打孔后的压力管道内的有压流体通过流体导出部有组织地引出，避免了有害流体排入环境。进一步地，该安全泄压装置还具有体积小、重量轻的优点，便于在狭小空间内使用。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的安全泄压装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实用新型的安全泄压装置用于使压力管道释放压力。该安全泄压装置包括引流装置100和手动钻孔装置200。其中，手动钻孔装置200包括钻头210和手动驱动部270。钻头210具有相对设置的钻入端和驱动端，驱动端与手动驱动部270驱动连接。该手动钻孔装置200采用人力驱动的方式驱动钻头210转动从而进行钻孔工作。引流装置100设置为分别与压力管道的外壁和手动钻孔装置200密封地连接，引流装置100内部形成容纳腔并具有与容纳腔连通的引流口和使外壁暴露于容纳腔的开口，钻头210位于容纳腔内且钻头210的钻入端指向开口，引流装置100还包括与引流口连通的流体导出部120。

该安全泄压装置中，钻头210的钻入端指向暴露出压力管道的外壁的开口，因而可以对压力管道的外壁进行打孔作业。该安全泄压装置由于采用手动钻孔装置200代替电动钻孔装置、以及在封闭的容纳腔内打孔，可以有效减少钻头210与压力管道之间产生火花的现象，从而降低有压流体爆炸的风险。还采用引流装置100将经打孔装置打孔后的压力管道内的有压流体通过流体导出部120有组织地引出，避免了有害流体排入环境。进一步地，该安全泄压装置还具有体积小、重量轻的优点，便于在狭小空间内使用。

如图1所示，本实施例的引流装置100具体包括管道连接部110、引流主体130、流体导出部120和测压部140。

其中，容纳腔位于引流主体130内部，流体导出部120设置于引流主体130上。管道连接部110与引流主体130密封地连接，管道连接部110用于使引流装置100与压力管道的外壁密封地连接。在本优选实施例中，管道连接部110包括与压力管道配合地设置的卡瓦111，前述使外壁暴露于容纳腔的开口设置于卡瓦111上。在更优选的实施例中，管道连接部110还可以包括设置于压力管道和卡瓦111之间的第一密封垫（未图示），前述开口设置于卡瓦111和第一密封垫上。当然，管道连接部110还可以为其它形式，只要能满足手动打孔装置打孔和密封的要求的管道连接部110均可。在图1中，仅示出了卡瓦111的一个半圆形部分，还有一个半圆形部分与图示的半圆形部分扣合形成卡瓦111，卡瓦111的两个半圆形部分通过螺栓连接。安全泄压装置由卡瓦111固定在压力管道（或压力管道）上，避免了该安全泄压装置与压力管道连通时，压力管道内的流体压力弹开安全泄压装置引发的事故。

引流主体130与卡瓦111可以通过焊接、螺纹连接、可相对转动地连接等方式密封连接，或者可以通过一体设置的方式密封地连接。如图1所示，在本优选实施例中，引流主体130包括连接管131，连接管131的第一端与卡瓦111之间可拆卸地连接，优选地通过螺纹连接。为了保证引流主体130的连接管131和卡瓦111之间的密封性，管道连接部110还包括用于密封连接管131与卡瓦111之间的间隙的第一密封环112。卡瓦111与连接管131连接的螺纹孔的端面设置了容纳槽，第一密封环112即位于容纳槽中，引流主体130在与卡瓦111的螺纹孔连接的螺纹段的末端具有密封面，该密封面抵压于第一密封环112上。由于引流主体130与卡瓦111之间可拆卸地连接，因此，可以适应于压力管道的外壁的外径选择相应的卡瓦，从而增加安全泄压装置的灵活性。

流体导出部120包括导流管和设置于导流管上的泄压阀（未图示），导流管安装于连接管131上。流体导出部120使压力管道内的流体有序地被导出，减少了压力管道内的废气排放，也提高了维修的安全性。泄压阀可随时控制泄压速度，使压力管道的压力处于可控的状态。

测压部140包括测压管和设置于测压管上的压力检测装置（未图示），测压管安装于连接管131上。测压部140的设置便于监测施工时压力管道的压力及检测压力管道内的流体残留情况。

如图1所示，手动钻孔装置200还包括护套220，引流装置100的管道连接部110和护套220分别位于引流主体130的两端，钻头210的驱动端位于护套220的靠近引流主体130的第一端内部，且钻头210与护套220同步转动地设置。在本实施例中，是通过手柄驱动护套220转动，从而带动钻头210转动，这样的设置方式可以保证引流主体130不随护套220的转动而转动。

本实施例中，引流主体130通过连接管131的第二端与护套220的第一端在钻头210的轴向上相对静止、在钻头210的周向上可相对转动地连接来实现与护套220的连接。

其中，连接管131的第二端的外周面与护套220的第一端的内周面滑动配合，连接管131的第二端的外周面包括第一环形凹槽，护套220的第一端的内周面包括与第一环形凹槽相对的第二环形凹槽，第一环形凹槽与第二环形凹槽形成环形滑道，手动钻孔装置200还包括至少一个滚动体（未图示），滚动体可滚动地设置于环形滑道内。该设置方式使连接管131与护套220之间的相对转动更加灵活，因此，不会因护套220的转动导致流体导出部120和测压部130的各部件受到不必要的应力。

为了使滚动体顺利地装入或取出，在护套220上设置了用于拆装滚动体的径向通孔121，手动钻孔装置200还包括用于将滚动体限制于环形滑道内的压接螺栓，压接螺栓与径向通孔121密封地连接。其中滚动体优选地为多个，滚动体可以是滚珠、滚柱、滚针等等。

引流主体130还包括套设于连接管131的外周面上的第一密封盖132，第一密封盖132与护套220的第一端可拆卸地连接，连接管131与护套220的连接处通过第一密封盖132密封。如图1所示，第一密封盖132具有阶梯形通孔，阶梯形通孔包括靠近护套220的大孔段和远离护套220的小孔段。大孔段和小孔段之间通过第一台阶面连接。如图1所示，在大孔段的壁面上具有内螺纹，护套220的第一端的外周面上具有与内螺纹配合连接的外螺纹。大孔段与护套220的第一端的外周面通过前述内螺纹和外螺纹之间的配合实现螺纹连接。引流主体130还包括设置于护套220的第一端的端面与前述第一台阶面之间的第二密封垫133。小孔段套设于连接管131的外周面上，引流主体130还包括设置于小孔段的内壁面与连接管131的外周面之间的至少一个第二密封环134。第二密封垫133和第二密封环134的设置保证了连接管131与护套220之间的密封性。第一密封盖132还提高了连接管131与护套220的连接强度，可防止压力管道内压力过大而导致的安全泄压装置内部的零件弹出的安全隐患。

手动钻孔装置200还包括钻头尾座230，钻头尾座230与钻头210的驱动端同步转动地连接，护套220与钻头尾座230同步转动地连接。

优选地，护套220与钻头尾座230在钻头210的轴向上在第一极限位置和第二极限位置之间可相对滑动地设置。手动钻孔装置200还包括弹性元件240，弹性元件240与钻头210同轴地设置于护套220内部，弹性元件240的第一端与钻头尾座230抵接并向钻头尾座230施加朝向钻头210的钻入端的力。弹性元件240在本实施例中为螺旋弹簧，在其它的实施例中也可以为一个或多个蝶簧等其它形式。手动钻孔装置200的驱动过程是通过手动驱动部270的手柄转动带动护套220以及钻头尾座230、钻头210转动，同时手柄转动压缩弹性元件240，使弹性元件240施加给钻头210一个轴向力以驱动钻头210向压力管道移动。因此，护套220与钻头尾座230在钻头210的轴向上可相对滑动地设置以及在护套220内部设置弹性元件240具有保护钻头210的作用，以避免钻头210因强力撞击而损坏。

为了实现护套220与钻头尾座230在钻头210的轴向上在第一极限位置和第二极限位置之间的相对滑动，护套220的内周面具有第一键槽，钻头尾座230具有第二键槽，手动钻孔装置200还包括分别与第一键槽和第二键槽配合连接的键280，第一键槽和第二键槽中的至少一个在钻头210的轴向上的长度大于键280在钻头210的轴向上的长度。如图1所示，本实施例中将键280固定于第一键槽和第二键槽中的一个上，而第一键槽和第二键槽中另一个在轴向上的长度大于键280在轴向上的长度。

为了密封护套220的第二端，手动钻孔装置200还包括第二密封盖250，第二密封盖250密封地连接于护套220的第二端。

另外，手动钻孔装置200还包括顶丝260，顶丝260与第二密封盖250螺纹连接，弹性元件240的第二端与顶丝260抵接配合。本实施例中具体地，顶丝260包括大径段和小径段，大径段与小径段通过第二台阶面连接，大径段与第二密封盖250螺纹配合，弹性元件240套设于小径段的外周，弹性元件240的第二端与第二台阶面抵接。可以通过调节顶丝260相对于第二密封盖250的旋入程度来调节弹性元件240的弹性力。

当然，在其它未示出的实施例中，也可以为弹性元件240设置专门的固定尾座，使弹性元件240的第二端抵接于固定尾座上，而使顶丝260的端面抵接于该固定尾座上。

手动钻孔装置200的手动驱动部270包括设置于护套220外周面上的上设置有用于驱动护套220转动的手柄。操作时，也可以采用棘轮扳手驱动手柄，以减轻操作人员的劳动强度。

本实用新型以上安全泄压装置适用于对压力管道进行带压打孔作业，应用于压力管道打孔释放压力的工艺。该安全泄压装置典型地适用于高危淹没井的井筒（对应于压力管道）进行泄压，尤其适用于对压力小于等于15MPa的压力管道进行泄压。该安全泄压装置可令存在压力又无法正常泄压的高危淹没井的井筒（或其它压力管道）在有限空间内实现可控地、手动地、安全地泄压。

本实用新型的安全泄压装置结构合理、使用方便、安全可靠。使用本实用新型的安全泄压装置进行钻孔的钻孔过程是在封闭的容纳腔内进行的，钻头在切削过程着火、爆炸的可能性小，对环境也没有污染。带压开孔改变了压力管道在线维修存在的停输、降压、放散、动用明火等传统的作业方式，降低了作业风险、提高了作业的安全性，使维修工作既迅速又经济可靠。而且本实用新型的安全泄压装置可以在很小的空间内工作，具有适应狭小工作环境等特点，能在各种条件下完成管道的带压钻孔工作。该安全泄压装置使高危淹没井重新建立井口控制系统成为可能，其应用使井口安全由不可控成为可控，保障了施工人员的安全，为后续施工奠定了基础，开拓了高危淹没井治理市场，经济效益显著。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种安全泄压装置，用于使压力管道释放压力，其特征在于，所述安全泄压装置包括：

手动钻孔装置（200），所述手动钻孔装置（200）包括钻头（210）和手动驱动部（270），所述钻头（210）具有相对设置的钻入端和驱动端，所述驱动端与所述手动驱动部（270）驱动连接；

引流装置（100），所述引流装置（100）设置为分别与所述压力管道的外壁和所述手动钻孔装置（200）密封地连接，所述引流装置（100）内部形成容纳腔并具有与所述容纳腔相通的引流口和使所述外壁暴露于所述容纳腔的开口，所述钻头（210）位于所述容纳腔内且所述钻头（210）的钻入端指向所述开口，所述引流装置（100）包括与所述引流口连通的流体导出部（120）。

2.根据权利要求1所述的安全泄压装置，其特征在于，所述引流装置（100）还包括：

引流主体（130），所述容纳腔位于所述引流主体（130）内部，所述流体导出部（120）设置于所述引流主体（130）上；

管道连接部（110），所述管道连接部（110）与所述引流主体（130）密封地连接，所述管道连接部（110）用于与所述压力管道的外壁密封地连接。

3.根据权利要求2所述的安全泄压装置，其特征在于，

所述管道连接部（110）包括与所述压力管道的外壁配合地设置的卡瓦（111），所述开口设置于所述卡瓦（111）上；或者，

所述管道连接部（110）包括与所述压力管道的外壁配合地设置的卡瓦和设置于所述压力管道和该卡瓦之间的第一密封垫，所述开口设置于该卡瓦和所述第一密封垫上。

4.根据权利要求3所述的安全泄压装置，其特征在于，所述引流主体（130）与所述卡瓦（111）之间通过螺纹连接，所述管道连接部（110）还包括用于密封所述引流主体（130）与所述卡瓦（111）之间的间隙的第一密封环（112）。

5.根据权利要求2所述的安全泄压装置，其特征在于，所述手动钻孔装置（200）还包括护套（220），所述管道连接部（110）和所述护套（220）分别位于所述引流主体（130）的两端，所述钻头（210）的所述驱动端位于所述护套（220）的靠近所述引流主体（130）的第一端的内部，且所述钻头（210）与所述护套（220）同步转动地设置。

6.根据权利要求5所述的安全泄压装置，其特征在于，所述引流主体（130）包括连接管（131），所述连接管（131）的第一端与所述管道连接部（110）密封地连接，所述连接管（131）的第二端与所述护套（220）的第一端在所述钻头（210）的轴向上相对静止、在所述钻头（210）的周向上可相对转动地连接。

7.根据权利要求6所述的安全泄压装置，其特征在于，所述连接管（131）的第二端的外周面与所述护套（220）的第一端的内周面滑动配合，所述连接管（131）的第二端的外周面包括第一环形凹槽，所述护套（220）的第一端的内周面包括与所述第一环形凹槽相对的第二环形凹槽，所述第一环形凹槽与所述第二环形凹槽形成环形滑道，所述手动钻孔装置（200）还包括至少一个滚动体，所述滚动体可滚动地设置于所述环形滑道内。

8.根据权利要求7所述的安全泄压装置，其特征在于，所述护套（220）上包括用于拆装所述滚动体的径向通孔（221），所述手动钻孔装置（200）还包括用于将所述滚动体限制于所述环形滑道内的压接螺栓，所述压接螺栓与所述径向通孔（121）密封地连接。

9.根据权利要求6所述的安全泄压装置，其特征在于，所述引流主体（130）还包括：

第一密封盖（132），所述第一密封盖（132）具有阶梯形通孔，所述阶梯形通孔包括靠近所述护套（220）的大孔段和远离所述护套（220）的小孔段，所述大孔段和所述小孔段之间通过第一台阶面连接，所述大孔段与所述护套（220）的第一端的外周面螺纹连接；

第二密封垫（133），所述第二密封垫（133）设置于所述护套（220）的第一端的端面与所述第一台阶面之间；

至少一个第二密封环（134），所述小孔段套设于所述连接管（131）的外周面上，所述至少一个第二密封环（134）设置于所述小孔段的内壁面与所述连接管（131）的外周面之间。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的安全泄压装置，其特征在于，所述手动驱动部（270）包括设置于所述护套（220）上的手柄。

11.根据权利要求5至9中任一项所述的安全泄压装置，其特征在于，所述手动钻孔装置（200）还包括：

钻头尾座（230），所述钻头尾座（230）与所述钻头（210）的驱动端和所述护套（220）分别同步转动地连接，且所述护套（220）与所述钻头尾座（230）在所述钻头（210）的轴向上在第一极限位置和第二极限位置之间可相对滑动地设置；

弹性元件（240），所述弹性元件（240）与所述钻头（210）同轴地设置于所述护套（220）内部，所述弹性元件（240）的第一端与所述钻头尾座（230）抵接并向所述钻头尾座（230）施加朝向所述钻头（210）的钻入端的力。

12.根据权利要求11所述的安全泄压装置，其特征在于，所述护套（220）的内周面具有第一键槽，所述钻头尾座（230）具有第二键槽，所述手动钻孔装置（200）还包括分别与所述第一键槽和所述第二键槽配合连接的键（280），其中，所述第一键槽和所述第二键槽中的至少一个在所述钻头（210）的轴向上的长度大于所述键（280）在所述钻头（210）的轴向上的长度。

13.根据权利要求11所述的安全泄压装置，其特征在于，所述手动钻孔装置（200）还包括第二密封盖（250），所述第二密封盖（250）密封地连接于所述护套（220）的第二端。

14.根据权利要求13所述的安全泄压装置，其特征在于，所述手动钻孔装置（200）还包括顶丝（260），所述顶丝（260）与所述第二密封盖（250）螺纹连接，其中，

所述弹性元件（240）的第二端与所述顶丝（260）抵接配合，或者，

所述手动钻孔装置（200）还包括固定尾座，所述弹性元件（240）的第二端抵接于所述固定尾座上，所述顶丝（260）的端面与所述固定尾座抵接。

15.根据权利要求14所述的安全泄压装置，其特征在于，所述弹性元件（240）的第二端与所述顶丝（260）抵接配合，所述顶丝（260）包括大径段和小径段，所述大径段与所述小径段通过第二台阶面连接，所述大径段与所述第二密封盖（250）螺纹配合，所述弹性元件（240）套设于所述小径段的外周，所述弹性元件（240）的第二端与所述第二台阶面抵接。

16.根据权利要求1所述的安全泄压装置，其特征在于，所述流体导出部（120）包括导流管和设置于所述导流管上的泄压阀。

17.根据权利要求1所述的安全泄压装置，其特征在于，所述引流装置（100）还包括与所述容纳腔连通的测压部（140），所述测压部（140）包括测压管和设置于所述测压管上的压力检测装置。