CN218787112U - 一种带密封的卡瓦闸板及连续油管防喷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种带密封的卡瓦闸板及连续油管防喷器，属于石油机械技术领域，卡瓦闸板，包括闸板体，设置在闸板体内腔中的带有卡瓦牙的卡瓦、位于卡瓦下方的前密封及位于卡瓦末端的驱动组件，卡瓦闸板还包括顶密封，顶密封为拱形，嵌在闸板体外圆上的密封槽内，并借助底部的顶密封销固定前密封；卡瓦借助穿过闸板体顶部的定位螺钉防脱限位，并借助驱动组件沿轴向移动。通过改进卡瓦闸板的结构，把卡紧和密封复合在一个闸板上，只需一次操作就可以实现两种功能，既可以抱紧油管，又可以密封井口。简化了结构和操作。应用该卡瓦闸板的连续油管防喷器，减小了体积、提高了防喷器的操作效率和适用性。

Description

一种带密封的卡瓦闸板及连续油管防喷器

技术领域

本实用新型属于石油机械技术领域，涉及防喷器，具体涉及连续油管防喷器。

背景技术

连续油管防喷器是井控装置的关键部件，用于连续油管作业中，有效防止井喷事故发生，实现安全施工。主要作用是密封连续管和井口之间的环形空间，配合井口油管悬挂器悬挂连续油管，也可防止井内高压将连续油管冲出，同时在连续油管下入卡死或作为生产管柱时可剪断连续油管。常规的连续油管防喷器主要是四闸板防喷器，密封压力在70MPa以下，从上至下分别安装有全封闸板、剪切闸板、卡瓦闸板和半封闸板，每层闸板功能单一。

随着连续油管作业在超高压油气田开采的广泛应用，对连续油管井控设备也提出了新的要求，需要满足超高压力密封，能够剪断大直径连续油管或多层油管，同时需要满足油田现场的安装空间以及安全作业效率方面的要求。这就要求连续油管防喷器降低高度和重量，减小高压力时防喷器的操作步骤和时间，快速实现悬挂、密封和剪切功能，保障现场的安全需求，提高使用效率。

常规的连续油管防喷器，需要全封闸板、剪切闸板、卡瓦闸板和半封闸板4层闸板，各层闸板实现单一的功能，使防喷器体积庞大，结构复杂，无法满足超高压油气田开采的新要求，而且材料成本和加工成本也较高。

发明内容

本实用新型为了减小防喷器的体积、提高防喷器的操作效率和适用性，设计了一种带密封的卡瓦闸板和应用该卡瓦闸板的连续油管防喷器，通过改进卡瓦闸板的结构，把卡紧和密封复合在一个闸板上，简化了结构和操作。

本实用新型中带密封的卡瓦闸板的技术方案为：一种带密封的卡瓦闸板，包括闸板体，设置在闸板体内腔中的带有卡瓦牙的卡瓦、位于卡瓦下方的前密封及位于卡瓦末端的驱动组件，关键在于：所述卡瓦闸板还包括顶密封，顶密封为拱形，嵌在闸板体外圆上的密封槽内，并借助底部的顶密封销固定前密封；所述卡瓦借助穿过闸板体顶部的定位螺钉防脱限位，并借助驱动组件沿轴向移动。

该卡瓦闸板中，设置闸板体，闸板体内开设与卡瓦、前密封和驱动组件相适应的内腔，外圆上开设与顶密封相适应的密封槽。穿过闸板体顶部的定位螺钉插入卡瓦上部适配的滑槽内，使卡瓦既可以沿轴向移动，又可以避免卡瓦滑出闸板体，而且还便于卡瓦的拆装。借助拱形顶密封固定前密封，简化结构，便于拆装。该卡瓦闸板将卡紧和密封功能复合在一个闸板上，通过卡瓦抱紧油管，通过前密封和顶密封密封井口和腔体，替代原来的卡瓦闸板和半封闸板，只需一次操作就可以实现两种功能，简化了结构和操作。

进一步的，所述驱动组件包括抵在卡瓦末端的顶销和抵在顶销末端的压块，所述压块的末端固定有限位螺钉，限位螺钉伸入压块上匹配的限位孔内形成防脱限位和轴向移动导向结构。该驱动组件中，压块被推动，进而通过顶销推动卡瓦向前移动抱紧油管。设置限位螺钉，并伸入压块上匹配的限位孔内，可以防止压块晃动、脱落，并未压块的轴向移动导向。

进一步的，为了防止顶销滑出闸板腔和限位顶销的移动距离，所述顶销的末端具有限位凸台，与闸板体内腔的台肩配合形成防脱限位结构。

进一步的，为了所述顶销的外圆上设置有第一密封圈和第二密封圈。该进一步的方案中，第一密封圈密封作用，防止外部压力和井内压力互通，第二密封圈可以在第一密封圈长时间使用失效后起到密封作用，具有双保险功能。

进一步的，所述卡瓦牙沿卡瓦高度方向螺旋上升，且每圈卡瓦牙为间隔分段式，齿牙不连续。该进一步的方案中，每圈卡瓦牙齿牙不连续、不闭合，可避免剪切、损伤油管，导致油管断裂。螺旋式上升卡瓦牙优于平行式，可以实现可靠卡紧。

进一步的，所述卡瓦的横截面为拱形，且顶部平直，两侧呈抛物线形；闸板体内腔的形状与卡瓦形状适配，卡瓦顶部设置有与定位螺钉匹配的滑槽。该进一步的方案中，此种结构的卡瓦和闸板体内腔，比十字形结构接触面积更大，闸板体不会产生应力集中现象。

进一步的，所述顶密封上开设有U形密封槽。该进一步的方案中，在承受静压时，U形密封槽唇边会与闸板体贴紧，实现可靠密封井压。

进一步的，所述前密封的末端设置有两个前密封横销，两前密封横销上各设置有一卡槽，顶密封销卡装在卡槽内形成固定连接结构。该进一步的方案中，安装时，先安装前密封，后安装顶密封，前密封安装到位后，顶密封销嵌入前密封横销卡槽内，固定前密封。无需再安装前密封固定装置，结构设计巧妙简单。

进一步的，所述前密封包括胶芯和借助两前密封竖销固定在胶芯上下两侧的前密封垫铁，两前密封横销插入胶芯内，末端被两前密封竖销贯穿。该进一步的方案中，前密封包括胶芯和用于固定胶芯形态的前封垫铁，前封垫铁通过前密封竖销分别固定在胶芯的上下两面，同时，前密封竖销贯穿于前密封横销内限位前密封横销。

本实用新型中连续油管防喷器的技术方案为：一种连续油管防喷器，包括壳体、设置在壳体内的剪切全封闸板总成和卡瓦闸板总成，所述剪切全封闸板总成连接有剪切液压缸总成，关键在于：所述卡瓦闸板总成为上述的带密封的卡瓦闸板，驱动组件连接卡瓦液压缸总成；所述剪切全封闸板总成包括剪切刀和全封胶芯。

该连续油管防喷器，剪切全封闸板总成也是将全封闸板、剪切闸板复合为一体的，包括剪切刀和全封胶芯。在剪切液压缸驱动下剪切刀首先快速剪断连续油管，然后全封胶芯再接触挤压，实现对井口的密封；卡瓦闸板借助卡瓦液压缸总成驱动，抱紧油管的同时，起到井内密封作用。

本实用新型的有益效果为：1、该带密封的卡瓦闸板，把卡紧和半封两种功能合并在一个闸板上，只需一次操作就可以实现两种功能，既可以抱紧油管，又可以密封井口，而且操作简单，减轻了防喷器重量，降低了高度，减少了成本，更有利于井上作业，对于不同的现场井口油管尺寸，只需更换卡瓦和前密封就可以，更换简单方便，适用性强。2、使用该带密封的卡瓦闸板的连续油管防喷器，减少为双闸板结构，可以实现四闸板结构的所有功能。且卡瓦设计在前密封上部，不与井内流体接触，对硫化氢工况的井口具有更好的适应性。前密封设计在卡瓦下部，胶芯的压缩量和卡瓦卡入油管深度之间处于一种平衡关系，既能保证卡瓦顺利卡进油管，又能实现超高压密封。

附图说明

图1是实施例一中卡瓦闸板的整体结构示意图；

图2是实施例一中卡瓦闸板的爆炸结构示意图；

图3是实施例一中卡瓦闸板的装配结构示意图；

图4是实施例一中卡瓦的结构示意图；

图5是实施例一中卡瓦牙的结构示意图；

图6是实施例一中前密封和顶密封配合的结构示意图；

图7是实施例一中前密封的结构示意图；

图8是实施例二中连续油管防喷器的结构示意图；

附图中，1代表限位螺钉，2代表压块，2-1代表限位孔，3代表顶销；3-1代表限位凸台，3-2代表第一密封圈，3-3代表第二密封圈，4代表壳体，5代表剪切全封闸板总成，5-1代表剪切刀，5-2代表全封胶芯，6代表闸板体，6-1代表台肩，7代表卡瓦，7-1代表滑槽，7-2代表卡瓦牙，8代表前密封，8-1代表前密封竖销，8-2代表前密封横销，8-3代表前封垫铁，8-4代表胶芯，8-5代表卡槽，9代表顶密封，9-1代表顶密封销，9-2代表U形密封槽，10代表定位螺钉，11代表卡瓦液压缸总成，11-1代表闸板轴，12代表油管，13代表剪切液压缸总成。

实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例一，一种带密封的卡瓦闸板，参见图1、图2、图3，包括闸板体6、卡瓦7、前密封8、顶密封9、压块2、顶销3、限位螺钉1、定位螺钉10、第一密封圈3-2及第二密封圈3-3。闸板体6内开设与卡瓦7、前密封8和驱动组件相适应的内腔，外圆上开设与顶密封9相适应的密封槽。卡瓦7安装在闸板体6内腔中，卡瓦7下方安装前密封8，卡瓦7末端安装驱动组件。顶密封9为拱形，嵌在闸板体6外圆上的密封槽内，并借助底部的顶密封销9-1固定前密封8。卡瓦7借助穿过闸板体6顶部的定位螺钉10防脱限位，并借助驱动组件沿轴向移动。

参见图2、图3，驱动组件包括抵在卡瓦7末端的顶销3和抵在顶销3末端的压块2，压块2的末端固定有限位螺钉1，限位螺钉1伸入压块2上匹配的限位孔2-1内形成防脱限位和轴向移动导向结构。顶销3的末端具有限位凸台3-1，与闸板体6内腔的台肩6-1配合形成防脱限位结构。顶销3的外圆上设置有第一密封圈3-2和第二密封圈3-3。

参见图4、图5，卡瓦7带有卡瓦牙7-2，卡瓦牙7-2沿卡瓦7高度方向螺旋上升，且每圈卡瓦牙7-2为间隔分段式，齿牙不连续。卡瓦7的横截面为拱形，且顶部平直，两侧呈抛物线形；闸板体6内腔的形状与卡瓦7形状适配，卡瓦7顶部设置有与定位螺钉10匹配的滑槽7-1。定位螺钉10前端嵌入在滑槽7-1内，确保卡瓦7不脱离闸板体6。

参见图3、图6，顶密封9上开设有U形密封槽9-2。前密封8的末端设置有两个前密封横销8-2，两前密封横销8-2上各设置有一卡槽8-5，顶密封销9-1卡装在卡槽8-5内形成固定连接结构。参见图7，前密封8包括胶芯8-4和借助两前密封竖销8-1固定在胶芯8-4上下两侧的前密封垫铁8-3，两前密封横销8-2插入胶芯内，末端被两前密封竖销8-1贯穿。

该带密封的卡瓦闸板使用时，对称设置在油管12的两侧。通过手轮手动驱动、电动驱动或液压油驱动推动压块2，压块2推动顶销3，顶销3带动卡瓦7向前轴向移动，从而使卡瓦7向油管12靠近，两侧的卡瓦闸板共同工作从而夹紧油管12，卡瓦7通过卡瓦牙7-2卡住油管12，达到抱紧油管12的目的，使油管12不再向上或者向下移动，同时，前密封8包裹住油管12，和顶密封9同时实现密封，起到井内密封的作用。这样，既可以抱紧油管12又可以起到井内密封作用，只需操作一次就可以满足井上工作要求。对于不同尺寸的油管12只需更换卡瓦7和前密封8即可，简单方便快捷。且更换卡瓦7和前密封8时，只需拆下定位螺钉10和顶密封9，就可以拆装卡瓦7和前密封8，拆装更换方便。

实施例二，参见图8，一种连续油管防喷器，包括壳体4、设置在壳体4内的剪切全封闸板总成5和卡瓦闸板总成，剪切全封闸板总成5连接有剪切液压缸总成13，卡瓦闸板总成采用上述的带密封的卡瓦闸板，驱动组件连接卡瓦液压缸总成11，具体是卡瓦液压缸总成11中的闸板轴11-1卡接在闸板体6内，与驱动组件中的压块2相抵接。

该连续油管防喷器，剪切全封闸板总成5也是将全封闸板、剪切闸板复合为一体的，包括剪切刀5-1和全封胶芯5-2，在剪切液压缸驱动下剪切全封闸板总成5中的剪切刀5-1首先快速剪断连续油管12，然后其全封胶芯5-2再接触挤压，实现对井口的密封；卡瓦闸板借助卡瓦液压缸总成11驱动，抱紧油管12的同时，起到井内密封作用。

Claims (10)

1.一种带密封的卡瓦闸板，包括闸板体（6），设置在闸板体（6）内腔中的带有卡瓦牙（7-2）的卡瓦（7）、位于卡瓦（7）下方的前密封（8）及位于卡瓦（7）末端的驱动组件，其特征在于：所述卡瓦闸板还包括顶密封（9），顶密封（9）为拱形，嵌在闸板体（6）外圆上的密封槽内，并借助底部的顶密封销（9-1）固定前密封（8）；所述卡瓦（7）借助穿过闸板体（6）顶部的定位螺钉（10）防脱限位，并借助驱动组件沿轴向移动。

2.根据权利要求1所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述驱动组件包括抵在末端的顶销（3）和抵在卡瓦（7）顶销（3）末端的压块（2），所述压块（2）的末端固定有限位螺钉（1），限位螺钉（1）伸入压块（2）上匹配的限位孔（2-1）内形成防脱限位和轴向移动导向结构。

3.根据权利要求2所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述顶销（3）的末端具有限位凸台（3-1），与闸板体（6）内腔的台肩（6-1）配合形成防脱限位结构。

4.根据权利要求2所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述顶销（3）的外圆上设置有第一密封圈（3-2）和第二密封圈（3-3）。

5.根据权利要求1所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述卡瓦牙（7-2）沿卡瓦（7）高度方向螺旋上升，且每圈卡瓦牙（7-2）为间隔分段式，齿牙不连续。

6.根据权利要求1所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述卡瓦（7）的横截面为拱形，且顶部平直，两侧呈抛物线形；闸板体（6）内腔的形状与卡瓦（7）形状适配，卡瓦（7）顶部设置有与定位螺钉（10）匹配的滑槽（7-1）。

7.根据权利要求1所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述顶密封（9）上开设有U形密封槽（9-2）。

8.根据权利要求1所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述前密封（8）的末端设置有两个前密封横销（8-2），两前密封横销（8-2）上各设置有一卡槽（8-5），顶密封销（9-1）卡装在卡槽（8-5）内形成固定连接结构。

9.根据权利要求8所述的带密封的卡瓦闸板，其特征在于：所述前密封（8）包括胶芯（8-4）和借助两前密封竖销（8-1）固定在胶芯（8-4）上下两侧的前密封垫铁（8-3），两前密封横销（8-2）插入胶芯（8-4）内，末端被两前密封竖销（8-1）贯穿。

10.一种连续油管防喷器，包括壳体（4）、设置在壳体（4）内的剪切全封闸板总成（5）和卡瓦闸板总成，所述剪切全封闸板总成（5）连接有剪切液压缸总成（13），其特征在于：所述卡瓦闸板总成为权利要求1-8任一项所述的带密封的卡瓦闸板，驱动组件连接卡瓦液压缸总成（11）；所述剪切全封闸板总成（5）包括剪切刀（5-1）和全封胶芯（5-2）。

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