CN204754856U

CN204754856U - 手自一体防喷器锁紧装置

Info

Publication number: CN204754856U
Application number: CN201520439214.9U
Authority: CN
Inventors: 巴鲁军; 杨利强; 高雷雷; 缪永飞; 赵明; 赵伟; 李�杰
Original assignee: Bohai Sea Drilling Well Parent Co Of Triumph Petroleum Works Co Ltd Of China Petrochemical Industry; Dongying Weite Petroleum Equipment Co Ltd; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Bohai Sea Drilling Well Parent Co Of Triumph Petroleum Works Co Ltd Of China Petrochemical Industry; Dongying Weite Petroleum Equipment Co Ltd; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2025-06-24

Abstract

一种手自一体防喷器锁紧装置，包括防喷器锁紧系统、防喷器锁紧控制系统、自动控制系统和液压管路，防喷器锁紧系统包括油箱、电动柱塞泵、压力控制器、手动柱塞泵、蓄能器、电动换向阀和手动换向阀，油箱与电动柱塞泵的进口相连，电动柱塞泵的出口分别与手动换向阀、电动换向阀的进口和蓄能器的进口相连，手动柱塞泵的进口与油箱出口和蓄能器出口相连，手动柱塞泵的出口与手动换向器的进口相连，手动换向阀和电动换向阀的出口和回流口液压管路与防喷器锁紧系统的液压马达的进出口相连；本实用新型省时省力快捷，锁紧牢固安全，防止了钻井和封井期间井漏和井喷事故的发生。

Description

手自一体防喷器锁紧装置

技术领域

本实用新型涉及油田开发技术领域，具体涉及一种安全、可靠、高效的手自一体防喷器锁紧装置。

背景技术

防喷器是油田预防井喷事故发生的关键设备，若井喷发生后长时间关井，必须将防喷器锁紧杆及时锁紧。目前都是手动锁紧装置，手动锁紧装置的作用是在防喷器液压关井后，采用机械方法将闸板锁紧，一般锁紧杆通过万向节、加长杆和手轮伸出井架，使用时人员通过转动手轮达到锁紧目的，保证闸板长期可靠封井。虽然可以达到防喷器闸板关闭和锁紧的目的，但是手动锁紧结构的缺点是操作主要靠人工完成，劳动强度大，效率低，特别是紧急情况，例如井中有害气体或液体喷出的情况下，操作困难或无法完成锁紧。海洋钻井平台操作面积小，手动锁紧装置占用面积大，人工操作极度困难，导致在关井状态下无法对防喷器进行手动锁紧，防喷器使用的安全性无法得到保障。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种手自一体防喷器锁紧装置，实现在各种复杂环境下安全、可靠、高效的自动锁紧防喷器。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：

本实用新型包括防喷器锁紧系统、防喷器锁紧控制系统、自动控制系统和液压管路，其特征在于：喷器锁紧系统包括防喷器缸头、锁紧杆、轴承固定座、轴承、液压马达、小齿轮、大齿轮、花键套、花键轴，轴承固定座通过连接盘与防喷器缸头相连，锁紧杆一端通过销子与防喷器的闸板丝杠相连，锁紧杆的另一端通过销子与花键轴相连，花键轴的花键与花键套的内齿啮合，花键套的前部通过轴承固定座的压盖与轴承固定座连接一起，在花键套与轴承固定座之间设有轴承和密封圈，在花键套的后部外周设有一个大齿轮，在压盖上部竖向上设有一块液压马达连接板插口，通过螺栓与液压马达连接板连接，在液压马达轴上设有一个小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合；防喷器锁紧系统包括油箱、电动柱塞泵、压力控制器、手动柱塞泵、蓄能器、电动换向阀和手动换向阀，油箱与电动柱塞泵的进口相连，电动柱塞泵的出口分别与手动换向阀、电动换向阀的进口和蓄能器的进口相连，手动柱塞泵的进口与油箱出口和蓄能器出口相连，手动柱塞泵的出口与手动换向器的进口相连，手动换向阀和电动换向阀的出口和回流口与防喷器锁紧系统的液压泵的进出口相连。

所述连接盘设为圆柱形，中心设有中心孔，在中心孔外周面的内层面和外层面各自均匀上设有4-6个螺栓孔，内层面的螺栓孔通过螺栓与防喷器缸头连接，外层面的螺栓孔通过螺栓与轴承固定座连接。

所属轴承固定座设为圆柱形，下部设有扩径段，在扩径段的台阶上设有与所述连接板外层面的螺栓孔相对应的螺栓孔，在上部的端面上设有与所述压盖螺栓连接的螺栓孔，从下部到上部的中心设有变径孔，下部内径大于上部内径，中部的内径小于上下部的内径，在中部下端设有密封圈槽。

所述花键套设为圆柱形，中下部直径大于上部和下部直径，下部直径小于上部直径，上端部设有公螺纹，中心部设有花键孔，上部内周设有与花键配合的内齿，在中下部两端设有轴承。

所述花键轴设为圆柱形，上端部设有扳手棱，下部设有与锁紧杆连接的插口槽，插口槽上设有螺栓孔或销子孔。

所述压盖设为圆柱形，中心部设有花键套孔，在花键套孔的内周面上设有密封圈槽，在压盖的外端面上设有与轴承固定座上端面的螺栓孔相对应的螺栓孔。

控制原理：

根据现场实际情况，装好管线，通过控制面板调压阀调节压力，打开节流截止阀，根据控制面板上对应闸板防喷器的“锁、开”指示，当不操作时，换向阀杆自动回中位，即为回油，拨动控制箱体换向阀杆，即进行对闸板的锁紧动作操作，此时留意压力表的读数，通过观察读数，并判断管线是否存在漏油情况。远程遥控台则按动相对应的按钮即可进行锁紧操作。本发明的防喷器控制系统利用电动泵作为动力源，对系统进行增压，最高可增压至21MPa（通过压力控制器设定电动泵的启、停），并由蓄能器给予压力储存，当需要操作控制系统锁紧闸板防喷器时，蓄能器压力释放，液压油通过高精度过滤器后进入调压阀，可利用调压阀调节输出压力。锁紧时压力可调节在10.5MPa，根据操作界面指示进行上或下搬动换向阀从而进行对锁紧装置正反转控制（即对闸板防喷器锁紧或松开），可利用换向阀前的节流截止阀调节流量输出大小从而控制锁紧时速度，同时操作界面设置不同压力表分别显示系统及相关功能压力情况。系统上设置手压泵作为辅助泵，当失去电源时，可利用手压泵给予系统及时增压。

本实用新型的优点是：

1、通过防喷器锁紧系统的液压马达、大小齿轮、花键套和花键旋转锁紧杆对防喷器闸板自动锁锁紧，省时省力快捷，锁紧牢固安全，防止了关井期间井漏和井喷事故。

2、在没有电的情况下，可用手动柱塞泵给防喷器锁紧系统和控制系统提供液压源，保证防喷器锁紧系统正常工作。

3、在防喷器锁紧系统锁紧防喷器闸板不到位时，可用扳手手动锁锁紧，在任何情况下保证了防喷器的防喷作用。

4、本发明可用遥控台远控操作，占地面积小，适用于海洋钻井操作平台，结构紧凑，方便管理，操作安全。

附图说明

图1-本实用新型的防喷器锁紧系统的解刨示意图。

图2-本实用新型的防喷器锁紧系统的组装示意图。

图3-本实用新型的安装结构示意图。

图4-本实用新型的防喷器锁紧控制系统的正视图。

图5-本实用新型的防喷器锁紧控制系统的俯视图。

图6-本实用新型的防喷器锁紧系统的液压控制原理图。

图3中1-防喷器锁紧系统、2-进口管、3-出口管、4-防喷器锁紧系统、5-遥控台。

图1、2中1-1-防喷器缸头、1-2-锁紧杆、1-3-花键轴、1-4花键套、1-5-前轴承、1-6-后轴承、1-7-轴承固定座、1-8-压盖、1-9-密封圈、1-10-液压马达、1-11-小齿轮、1-12大齿轮、1-13-压帽、1-14-螺栓、1-15-液压马达连接板。

图4、5、6中4-1-油箱、4-2-截止阀、4-3-过滤器、4-4-电动柱塞泵、4-5-电机、4-6-单向阀、4-7-安全阀、4-8-压力控制器、4-9-备用液压源接口、4-10-手压柱塞泵、4-11-高压过滤器、4-12-高压球阀、4-13-蓄能器、4-14-调压阀、4-15-节流阀、4-16-手动换向阀、4-17-电动换向阀、4-18-压力变送器、4-19-液控单向阀、4-20-油杯、4-21-磁力启动器、4-22-PLC控制器、4-23-快速接头。

具体实施方式

为进一公开实用新型的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：

本实用新型包括防喷器锁紧系统、防喷器锁紧控制系统、自动控制系统和液压管路，其特征在于：喷器锁紧系统1包括防喷器缸头1-1、锁紧杆1-2、轴承固定座1-7、前轴承1-5、后轴承1-6、液压马达1-10、小齿轮1-11、大齿轮1-12、花键套1-4、花键轴1-3，轴承固定座通过连接盘与防喷器缸头相连，锁紧杆一端通过销子与防喷器的闸板丝杠相连，锁紧杆的另一端通过销子与花键轴相连，花键轴的花键与花键套的内齿啮合，花键套的前部通过轴承固定座的压盖与轴承固定座连接一起，在花键套与轴承固定座之间设有前后轴承4-5、4-6和密封圈4-9，在花键套的后部外周设有一个大齿轮，在压盖上部竖向上设有一块液压马达连接板插口，通过螺栓与液压马达连接板连接，在液压马达轴上设有一个小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合，液压马达带动小齿轮旋转，小齿轮与大齿轮啮合带动大齿轮旋转，大齿轮带动花键套旋转，从而花键轴转动，防喷器的锁紧杆在花键正向转动的作用下完成防喷器闸板的锁紧，液压马达反转时完成解锁，在自动锁紧机构失灵的情况下可用手动柱塞泵手动锁紧；防喷器锁紧控制系统包括油箱4-1、电动柱塞泵4-4、压力控制器4-8、手动柱塞泵4-10、蓄能器4-13、电动换向阀4-17和手动换向阀4-16，油箱与通过截止阀4-2、过滤器4-3与电动柱塞泵4-4的进口相连，电动柱塞泵的出口分别通过压力变送器4-18、高压过滤器4-11、调压阀4-14与手动换向阀4-16、电动换向阀的4-17进口和蓄能器4-13的进口相连，手动柱塞泵4-10的进口与油箱4-1出口和蓄能器4-13出口相连，手动柱塞泵4-10的出口与手动换向阀的进口相连，手动换向阀和电动换向阀的出口和回流口分别与防喷器锁紧系统的液压马达的进出口相连；

自控控系统由充压控制部分和遥控控制部分组成：

一、充压部分控制：

系统压力通过压力变送器4-18把压力信号变换成0～5V直流信号输入微处理器，通过微处理器可设置磁力启动器4-21的吸合与断开压力，从而控制电机4-5及电动柱塞泵4-4的启动及停止，当系统压力低于启动压力时，电动柱塞泵启动为蓄能器4-13充压，当系统压力达到预设压力时，微处理器控制磁力启动器4-21断开，停止电机工作，电动柱塞泵停止向系统充压。

二、遥控部分控制可分为手动控制部分和电控远程控制部分：

手动控制时，直接操作手动三位四通换向阀控制蓄能器压力通过手动三位四通换向阀来控制液压马达1-10的正转或反转，由液压马达驱动防喷器锁紧杆来实现防喷器的锁紧或旋松功能。

电控远程控制时，需要在遥控台面板上双手按下操作按钮，PLC控制器检测到该输入信号后，控制相应的继电器吸合通电，从而使电动三位四通换向阀得电工作，蓄能器压力通过三位四通电磁阀驱动液压马达正转或反转，由液压马达驱动防喷器锁紧杆来实现防喷器的锁紧或旋松功能。同时，蓄能器压力通过压力变送器4-18变为4～20mA标准信号输入到PLC，并经过PLC处理后变送输出到遥控面板上进行显示。

Claims

1.一种手自一体防喷器锁紧装置，包括防喷器锁紧系统、防喷器锁紧控制系统、自动控制系统和液压管路，其特征在于：喷器锁紧系统包括防喷器缸头、锁紧杆、轴承固定座、轴承、液压马达、小齿轮、大齿轮、花键套、花键轴，轴承固定座通过连接盘与防喷器缸头相连，锁紧杆一端通过销子与防喷器的闸板丝杠相连，锁紧杆的另一端通过销子与花键轴相连，花键轴的花键与花键套的内齿啮合，花键套的前部通过轴承固定座的压盖与轴承固定座连接一起，在花键套与轴承固定座之间设有轴承和密封圈，在花键套的后部外周设有一个大齿轮，在压盖上部竖向上设有一块液压马达连接板插口，通过螺栓与液压马达连接板连接，在液压马达轴上设有一个小齿轮，小齿轮与大齿轮相啮合；防喷器锁紧系统包括油箱、电动柱塞泵、压力控制器、手动柱塞泵、蓄能器、电动换向阀和手动换向阀，油箱与电动柱塞泵的进口相连，电动柱塞泵的出口分别与手动换向阀、电动换向阀的进口和蓄能器的进口相连，手动柱塞泵的进口与油箱出口和蓄能器出口相连，手动柱塞泵的出口与手动换向器的进口相连，手动换向阀和电动换向阀的出口和回流口与防喷器锁紧系统的液压马达的进出口相连。

2.根据权利要求1所述的手自一体防喷器锁紧装置，其特征在于:所述连接盘设为圆柱形，中心设有中心孔，在中心孔外周面的内层面和外层面各自均匀上设有4-6个螺栓孔，内层面的螺栓孔通过螺栓与防喷器缸头连接，外层面的螺栓孔通过螺栓与轴承固定座连接。

3.根据权利要求1所述的手自一体防喷器锁紧装置，其特征在于:所属轴承固定座设为圆柱形，下部设有扩径段，在扩径段的台阶上设有与所述连接板外层面的螺栓孔相对应的螺栓孔，在上部的端面上设有与所述压盖螺栓连接的螺栓孔，从下部到上部的中心设有变径孔，下部内径大于上部内径，中部的内径小于上下部的内径，在中部下端设有密封圈槽。

4.根据权利要求1所述的手自一体防喷器锁紧装置，其特征在于:所述花键套设为圆柱形，中下部直径大于上部和下部直径，下部直径小于上部直径，上端部设有公螺纹，中心部设有花键孔，上部内周设有与花键配合的内齿，在中下部两端设有轴承。

5.根据权利要求1所述的手自一体防喷器锁紧装置，其特征在于:所述花键轴设为圆柱形，上端部设有扳手棱，下部设有与锁紧杆连接的插口槽，插口槽上设有螺栓孔或销子孔。

6.根据权利要求1所述的手自一体防喷器锁紧装置，其特征在于:所述压盖设为圆柱形，中心部设有花键套孔，在花键套孔的内周面上设有密封圈槽，在压盖的外端面上设有与轴承固定座上端面的螺栓孔相对应的螺栓孔。