CN205805490U - 高压水防喷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供的一种高压水防喷装置，所述高压水防喷装置包括防喷外壳、第一防喷组件和第二防喷组件，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件设置在所述防喷外壳内，并能够在所述防喷外壳内活动；所述第一防喷组件和所述第二防喷组件相对的端部均设置有弧形缺口，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件接触时，两个所述弧形缺口形成圆形通道。当钻井发生地质条件变化，承压水突水或井喷时，可以不用取出钻杆，直接快速的关闭两个防喷组件，使两个防喷组件夹紧钻杆达到防突水或井喷的目的。

Description

高压水防喷装置

技术领域

本实用新型涉及矿井钻探工程、矿山井下注浆加固工程、矿山井下供水工程以及矿山矿井防治水工程领域，具体而言，涉及一种防高压水喷出装置(高压水防喷装置)。

背景技术

矿山、矿井行业中的井下工程相对普通建筑工程来说，其环境较为复杂，存在较大的风险。井下工程风险种类繁多，其中最为常见的、造成影响较大的风险是井下含水层突水、渗漏、底板隔水层厚度不够，最终承受不了下伏含水层压力造成突水淹井事故。在钻探过程中一旦发生突水现象，是难以做到及时封堵的，当突水水压较大的时候，高压水就会顺着钻杆喷出，严重的时将会造成突水淹井事故，甚至造成人员伤亡的重大事故。

此外，当钻杆还在钻孔中时闸门无法关闭，即使现在的钻探、放水、矿山底板加固等工程中安装的现有的防喷装置，由于笨重、关闭不严等问题，使其使用起来也是相当繁琐，不能及时有效的关闭封堵顺钻杆喷出的高压水，甚至还有密封不严的跑水现象，这将给矿井埋下重大的水害隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种操作简便，封堵严密、适用性强、应用广泛的高压水防喷装置，其能够在矿山井下钻探或矿山水害治理过程中钻杆还未取出的情况下快速且有效的对高压水进行封闭，达到防喷水或防井喷的效果，杜绝水害事故发生。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种高压水防喷装置，所述高压水防喷装置包括防喷外壳、第一防喷组件和第二防喷组件，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件设置在所述防喷外壳内，并能够在所述防喷外壳内活动；所述第一防喷组件和所述第二防喷组件相对的端部均设置有弧形缺口，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件接触时，两个所述弧形缺口形成圆形通道。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一防喷组件的弧形缺口的壁面和所述第二防喷组件的半圆形弧形缺口的壁面均设置有橡胶密封垫。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一防喷组件包括第一活动闸板装置和第一推动装置，所述第一活动闸板装置和所述第一推动装置连接；所述第二防喷组件包括第二活动闸板装置和第二推动装置，所述第二活动闸板装置和所述第二推动装置连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一推动装置为第一螺杆推动装置，所述第一螺杆推动装置与所述第一活动闸板装置活动连接；所述第二推动装置为第二螺杆推动装置，所述第二螺杆推动装置与所述第二活动闸板装置活动连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一推动装置为第一液压推动装置，所述第一液压装置的伸缩端与第一活动闸板装置固定连接；所述第二推动装置为第二液压推动装置，所述第二液压装置的伸缩端与第二活动闸板装置固定连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一活动闸板装置包括第一闸板和第一压板，所述第一推动装置通过所述第一压板与所述第一闸板连接；所述第二活动闸板装置包括第二闸板和第二压板，所述第二推动装置通过所述第二压板与所述第二闸板连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述防喷外壳设置有所述第一推动装置和所述第二推动装置的两端均为开口结构；所述防喷外壳的所述开口结构处分别设置有第一挡盖和第二挡盖，所述第一挡盖和所述第二挡盖均与所述防喷外壳的所述开口结构处连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述第一推动装置穿过所述第一挡盖与所述第一闸板装置连接，所述第二推动装置穿过所述第二挡盖与所述第二闸板装置连接。

在本实用新型较佳的实施例中，上述防喷外壳上设置有两个圆形开口，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件距离为零时所形成的圆形通道与所述防喷外壳上的两个圆形开口连通，所述防喷外壳上的其中一个设有圆形开口的位置设置有一块法兰盘。

在本实用新型较佳的实施例中，上述法兰盘与所述防喷外壳的连接方式包括螺栓连接、无缝焊接和模具铸造。

上述本实用新型提供的高压水防喷装置，通过对高压水防喷装置的闸板处的创新设计，将高压水防喷装置安装在钻井闸门上，让钻杆穿过高压水防喷装置。当施工过程中出现突水现象时，不用将钻杆取出，调节高压水防喷装置两端的推动装置，使两个活动闸板装置靠近而夹紧钻杆封闭井口，如此高压水防喷装置就可以代替钻井闸门快速的关闭钻井口，防止了跑水或井喷等危险状况的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的打开闸门时的结构示意图；

图2是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的关闭闸门时的结构示意图；

图3是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的防喷外壳的开口端截面示意图；

图4是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的整体立体结构示意图；

图5是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的活动闸板装置的立体结构示意图；

图6是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的闸板示意图；

图7是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的闸板半圆形缺口处的密封装置示意图；

图8是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的压板纵截面示意图；

图9是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的压板横截面示意图；

图10是本实用新型较佳实施例提供的高压水防喷装置的挡盖示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1与图2，本实施例提供一种高压水防喷装置10，其包括防喷外壳300，第一防喷组件100和第二防喷组件200。第一防喷组件100和第二防喷组件200安装在防喷外壳300内部，防喷组件能够在防喷外壳300内部滑动，如图2所示为防喷组件滑动到另一状态的示意图。

防喷外壳300为中空结构，防喷组件安装在此中空结构中，并能够在其中滑动，在此需要说明的是防喷外壳300的外观形状可以为柱状的中空结构和立方体的中空结构，在本实施例中优选的方案为立方体的中空结构。防喷外壳300的上下两个底面中心各设置有一个圆形开口310，该圆形开口310的大小与钻杆相适应，钻杆能够通过圆形开口310无阻尼转动，在此需要说明的是，开口形状不作限定，在本实施例中可以为圆形、椭圆和方形等。防喷外壳300的一对侧面设置为开口结构440。如图3所示，为该高压水防喷装置的开口端的截面示意图，该开口端的边缘壁面上设置有螺纹孔410，螺纹孔410的数量不做限制。如图4所示，防喷外壳300的设有圆形开口310的一个底面的防喷外壳330固定安装有一块法兰盘320，所安装的法兰盘320的中间的圆形开口直径应该大于或者等于防喷外壳300的底面上的圆形开口310的直径，该法兰盘320的作用是将高压水防喷装置10固定到井口，法兰盘320上面有与钻井口相适应的螺纹孔410以便通过螺栓固定。上述防喷外壳300材料都需要采用高强度钢板制作而成。防喷外壳300的底面与法兰盘320的连接方式可以是焊接、螺栓连接或磨具铸造；防喷外壳300的制作方式可以是焊接或磨具铸造的一体成型结构，还可以是螺栓连接的几块钢板，钢板的结合部需要制作的平整或者增加密封垫以达到密封效果。

请参照图1和图5。第一防喷组件100包括第一活动闸板装置、第一挡盖140和第一推动装置，其中第一活动闸板装置包括第一闸板110和第一压板130，第一闸板110和第一压板130固定连接；第二防喷组件200包括第二活动闸板装置、第二挡盖240和第二推动装置，其中第二活动闸板装置包括第二闸板210和第二压板230，第二闸板210和第二压板230固定连接。第一挡盖140和第二挡盖240分别与防喷外壳300的开口结构固定连接。第一活动闸板装置的第一压板130和第二活动闸板装置的第二压板230分别与第一推动装置和第二推动装置机械连接。第一活动闸板装置和第二活动闸板装置在防喷外壳300内相对安装设置，并且能够在第一推动装置和第二推动装置的带动下相互远离和相互靠近。靠近时，第一闸板110与第二闸板210能够结合，如图2或图4所示。

参照图1和图6，第一闸板110和第二闸板210相互靠近的一端分别设置有一个半圆形缺口430(半圆形缺口仅作为本实施例的优选方案，该缺口为弧形缺口能达到开关闭合效果即可)，半圆形缺口430的壁面设置分别设置有橡胶密封垫450，该橡胶密封垫450可以为T形密封圈，为了便于安装可以将缺口壁面开设出一条密封槽，如图7所示。当第一闸板110和第二闸板210距离为零时，两闸板上的半圆形缺口430抱合形成圆形开口结构，优选的，两块闸板形成的圆形开口与法兰盘320的中心处的圆形开口和防喷外壳300上下底面的圆形开口310结构的圆心同轴。当有钻杆穿过第一闸板110和第二闸板210抱合形成的圆形开口时，通过橡胶密封垫450的密封作用能够紧密抱合钻杆，达到上下不透水。第一闸板110和第二闸板210的远离半圆形缺口430的一端还设置的有数量相同的数个螺纹孔410。

参照图8，第一压板130和第二压板230上分别设置有数量相同的数个螺纹孔410，该螺纹孔410与第一闸板110和第二闸板210上的螺纹孔410相配合，第一压板130和第二压板230通过螺栓与第一闸板110和第二闸板210分别固定连接。第一压板130和第二压板230上的中心位置分别开有一阶梯形通孔420，阶梯形通孔420靠近闸板的一端的直径大于另一端，如图9所示。

参照图10为防喷外壳300的侧面开口结构。第一挡盖140和第二挡盖240的中心位置分别设置有一个通孔，通孔带有内螺纹，也可以由焊接在通孔内外任意一侧或两侧的螺母代替。此外还设置有与防喷外壳300侧面开口结构上设置的螺纹孔410相适应的螺纹通孔(如图8)，以便通过螺栓将第一挡盖140和第二挡盖240分别固定连接在防喷外壳300的两端的开口结构处。

第一推动装置和第二推动装置分别是由一根带外螺纹的螺杆组成的螺杆推动装置，该螺杆的大小和螺纹分别与第一挡盖140和第二挡盖240中心处的通孔相适配。两个推动装置的螺杆的一端设置成四方结构(但也不仅限于此，如六方结构，内六方等)，便于外力使其转动；两个螺杆另一端分别设置有第一环形突出150和第二环形突出250结构，该第一环形突出150和第二环形突出250能够分别与第一压板130和第二压板230的阶梯形通孔420相配合(如图1的第一压板130与第一推动装置的连接处所示)，并且将第一环形突出150和第二环形突出250这一端分别固定连接在第一压板130和第二压板230的阶梯形通孔420内，第一环形突出150和第二环形突出250端能够在阶梯形通孔420内无阻尼或则微小阻尼转动。在这里需要说明的是，第一螺杆推动装置160和第二螺杆推动装置也可以使用液压推动装置代替，第一液压推动装置和第二液压推动装置的伸缩端分别与第一压板130和第二压板230固定连接，它们另一端分别与第一挡盖140和第二挡盖240固定连接。

为了达到较好的密封效果上述的第一活动闸板装置和第二活动闸板装置的上下左右四个侧面应当与防喷外壳300的对应的上下左右四个内侧面无缝贴合，而且所使用的螺栓与螺纹孔410也应当无缝配合，焊接部位也必须采用无缝焊接。

此外，还需要说明的是本实施例中每个部件中螺纹孔410的大小和规格等不作限定；防喷组件的形式还可以是一体式结构，例如如第一压板130和第一闸板110为一体结构。

在本实施例中，所采用的螺栓规格材料、防喷外壳300的材料和防喷组件的材料等不做限定，但需要使用高强度的材料，此外使用螺栓的地方可采用内螺纹的螺栓以方便转动。例如，材料采用如下，防喷外壳300采用20*180*290mm平口式焊接20号钢板2块，20*30*290mm平口式焊接20号钢板2块和30*240平口式焊接式法兰盘组成；第一闸板110和第二闸板210，第一挡盖140和第二挡盖240，第一压板130和第二压板230采用45号钢板；推动装置的螺杆采用φ28丝杠的加强钢丝；第一闸板110与第一压板130的连接处所用的螺栓采用φ10内六方螺丝4条，第二闸板210与第二压板230的连接处所用的螺栓采用φ10内六方螺丝4条；第一挡盖140和第二挡盖240各采用φ12内六方螺丝6条与防喷外壳300的开口端连接，共12条。包括但不限于上述材料，共同组成高压水防喷装置10。

高压水防喷装置10的工作原理如下：高压水防喷装置10通过法兰盘320或其他方式固定安装在钻井口后，钻杆通过高压水防喷装置10的法兰板和上下面的圆形开口310。当遇到钻井发生突水或者其他情况时，需要关闭钻井口时，转动第一螺杆推动装置160和第二螺杆推动装置260使螺杆向防喷外壳300内运动(或者控制液压装置使伸缩端伸长)并分别带动第一压板130、第一闸板110和第二压板230、第二闸板210向钻杆靠近并与钻杆抱合夹紧，这样就达到了封闭井口的作用，阻止了突水涌出。当需要打开装置时，转动第一螺杆推动装置160和第二螺杆推动装置260使螺杆向防喷外壳300外运动，并拉开抱合的第一闸板110和第二闸板210。这样就达到了未取出钻杆的情况下迅速的开关闸板封闭井口防止突水、井喷等状况发生。

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 (10)

1.一种高压水防喷装置，其特征在于，所述高压水防喷装置包括防喷外壳、第一防喷组件和第二防喷组件，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件设置在所述防喷外壳内，并能够在所述防喷外壳内活动；所述第一防喷组件和所述第二防喷组件相对的端部均设置有弧形缺口，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件接触时，两个所述弧形缺口形成圆形通道。

2.根据权利要求1所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述第一防喷组件的弧形缺口的壁面和所述第二防喷组件的弧形缺口的壁面均设置有橡胶密封垫。

3.根据权利要求1所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述第一防喷组件包括第一活动闸板装置和第一推动装置，所述第一活动闸板装置和所述第一推动装置连接；所述第二防喷组件包括第二活动闸板装置和第二推动装置，所述第二活动闸板装置和所述第二推动装置连接。

4.根据权利要求3所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述第一推动装置为第一螺杆推动装置，所述第一螺杆推动装置与所述第一活动闸板装置活动连接；所述第二推动装置为第二螺杆推动装置，所述第二螺杆推动装置与所述第二活动闸板装置活动连接。

5.根据权利要求3所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述第一推动装置为第一液压推动装置，所述第一液压推动装置的伸缩端与第一活动闸板装置固定连接；所述第二推动装置为第二液压推动装置，所述第二液压推动装置的伸缩端与第二活动闸板装置固定连接。

6.根据权利要求3所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述第一活动闸板装置包括第一闸板和第一压板，所述第一推动装置通过所述第一压板与所述第一闸板连接；所述第二活动闸板装置包括第二闸板和第二压板，所述第二推动装置通过所述第二压板与所述第二闸板连接。

7.根据权利要求3所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述防喷外壳设置有所述第一推动装置和所述第二推动装置的两端均为开口结构；所述防喷外壳的所述开口结构处分别设置有第一挡盖和第二挡盖，所述第一挡盖和所述第二挡盖均与所述防喷外壳的所述开口结构处连接。

8.根据权利要求7所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述第一推动装置穿过所述第一挡盖与所述第一活动闸板装置连接，所述第二推动装置穿过所述第二挡盖与所述第二活动闸板装置连接。

9.根据权利要求1所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述防喷外壳上设置有两个圆形开口，所述第一防喷组件和所述第二防喷组件距离为零时所形成的圆形通道与所述防喷外壳上的两个圆形开口连通，所述防喷外壳上的其中一个设有圆形开口的位置设置有一块法兰盘。

10.根据权利要求9所述的高压水防喷装置，其特征在于，所述法兰盘与所述防喷外壳的连接方式包括螺栓连接、无缝焊接和模具铸造。