CN220522531U - 防喷器用手电一体智能开闭控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防喷器用手电一体智能开闭控制装置，包括连接环、侧门连接筒、转向器和电机；侧门连接筒套装在护罩和背帽外侧，其前端通过连接环固定在护罩上、后端固定在转向器上；转向器由依次连接的传动机构、减速机构和转向机构构成；传动机构包括设置在安装座内腔中的联轴器和第一轴承；减速机构包括设置在减速器外壳内的行星齿轮组、连接轴组、内齿圈和太阳轮，以及设置在连接外壳内的输出轴；转向机构包括设置在转向器外壳内的第三轴承、第一齿轮、第四轴承、转向轴和第二齿轮；电机固定在安装座底端，其输出轴插装并固定在联轴器的底端；该控制装置结构设计合理，安装简便，不仅能够电控开闭井口，也能人工开闭井口。

Description

防喷器用手电一体智能开闭控制装置

技术领域

本实用新型涉及防喷器技术领域，特别涉及一种防喷器用手电一体智能开闭控制装置。

背景技术

防喷器是一种有效防止井喷事故发生的设备，是井控装置的关键部分。主要用途是在井下作业、修井、试油等过程中控制井口压力，实施安全施工。目前，根据闸板的结构特点，防喷器可进一步细分为单闸板防喷器、双闸板防喷器、三闸板防喷器等。

当前，用于井下施工的防喷器多为手动闸板防喷器，在需要关井时，多为现场施工人员通过旋转与全封闸板或半封闸板相连接的闸板轴，使全封闸板或半封闸板逐渐向井口移动，以封闭整个井口或封闭套管与钻杆之间的环形空间，达到关闭井口放喷的目的。

随着井口作业无人化、智能化的发展，为了提升井口作业的工作效率和安全系数，将井口作业人员从最累、最脏、最危险的工作环境中解放出来，有必要针对防喷器设计一套手电一体智能闸板开闭控制装置，以实现远程电动控制防喷器闸板的开闭的同时，也能可选择地在特殊情况下采用手动控制防喷器闸板的开闭，为现场作业提供了功能性更多的保障。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种兼具手动控制防喷器闸板开闭功能和电动控制防喷器闸板开闭功能的防喷器用手电一体智能开闭控制装置。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种防喷器用手电一体智能开闭控制装置，包括连接环、侧门连接筒、转向器和电机；其中，

侧门连接筒套装在护罩和背帽外侧，其前端通过连接环固定在护罩上；

转向器由依次连接的传动机构、减速机构和转向机构构成；传动机构和减速机构呈同轴设置；传动机构包括设置在安装座内腔中的联轴器和第一轴承；联轴器通过第一轴承可转动地设置在安装座内；减速机构包括设置在减速器外壳内的行星齿轮组、连接轴组、内齿圈和太阳轮，以及设置在连接外壳内的输出轴；内齿圈固定在减速器外壳内壁上；太阳轮居中设置在内齿圈内，且其底端插装固定在联轴器顶端；行星齿轮组由三个相同的行星齿轮构成，三者环绕太阳轮呈均布设置、并分别与太阳轮和内齿圈相啮合；连接轴组由三根连接轴构成，三者的底端分别插装在三个行星齿轮的中心孔内、顶端固定在输出轴的底面上；输出轴通过第二轴承可转动地设置在连接外壳内；转向机构包括设置在转向器外壳内的第三轴承、第一齿轮、第四轴承、转向轴和第二齿轮；输出轴上侧插装在转向器外壳的内腔中，第二齿轮套装并固定在输出轴顶端；转向轴贯穿穿设在转向器外壳上，并通过设置转向轴轴体两侧的第三轴承和第四轴承可转动地设置在转向器外壳上，第一齿轮套装并固定在转向轴上，且其与第二齿轮垂直啮合；

电机固定在安装座底端，其输出轴插装并固定在联轴器的底端。

进一步地，连接环为一环形体，其外径与护罩前端环形凸台的外径相同，其内径大于护罩的筒体外径，且环形体上沿圆周方向分别开设有多个与护罩上的六角螺栓孔一一对应的第一螺孔、以及多个与多个第一螺孔呈交替设置的第二螺孔；连接环叠放在护罩的后端端面上、并通过多个依次穿设在连接环、护罩和侧门上的六角螺栓连接在防喷器上；侧门连接筒为一内径与背帽的外径相适应的圆柱形筒体，其前端设有环形凸台；侧门连接筒的环形凸台的外径与连接环的外径相同，其上开设有多个与连接环上第二螺孔一一对应的安装螺孔，使侧门连接筒的通过穿设在侧门连接筒的安装螺孔和连接环的第二螺孔内的螺钉连接固定在连接环上；侧门连接筒的后端套装在转向器的壳体前端并通过沿圆周方向均布设置的螺钉与转向器连接固定为一体。

进一步地，在固定有第一轴承下方的安装座内壁上设有第一环形凹槽，使第一轴承通过设置在第一环形凹槽内的第一卡簧限位在安装座的上部内腔中。

进一步地，在固定有第二轴承下方的减速器外壳内壁上设有第二环形凹槽，使第二轴承通过设置在第二环形凹槽内的第二卡簧限位在减速器外壳的上部内腔中。

进一步地，转向轴的一端设有与锁紧轴外六方端相配合的内六方套筒、另一端设有与锁紧轴的外六方端相同的外六方端，使原与锁紧轴配合使用的手摇柄能够直接安装在转向轴的另一端。

进一步地，电机采用直流防爆无刷电机。

与现有技术相比，该防喷器用手电一体智能开闭控制装置可以直接加装在手动单闸板防喷器、手动双闸板防喷器、手动三闸板防喷器或任意几个腔室的手动闸板防喷器的锁紧轴端，其结构设计合理，安装简便，不仅能够实现作业人员可以远距离控制防爆控制箱来控制防喷器封井与打开井口，完成电动智能控制，且在特殊情况下，作业人员也可以通过手摇柄实现人工封井和打开井口，为现场作业提供了功能性更多的保障。

附图说明

图1为现有的双半封闸板防喷器的俯视局剖图；

图2为本实用新型的防喷器用手电一体智能开闭控制装置安装在防喷器上俯视局剖图；

图3为本实用新型的防喷器用手电一体智能开闭控制装置安装在防喷器上侧视局剖图；

图4为本实用新型的防喷器用手电一体智能开闭控制装置的转向器的结构示意图；

图5为本实用新型的防喷器用手电一体智能开闭控制装置安装在防喷器上俯视局剖图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

参见图1，本实施例以现有的双半封闸板防喷器为例，对加装在该防喷器两侧的防喷器用手电一体智能开闭控制装置进行进一步描述。

参见图2和图2，该防喷器用手电一体智能开闭控制装置包括连接环5、侧门连接筒24、转向器17和电机19；其中，

连接环5为一环形体，其外径与护罩22前端环形凸台的外径相同，其内径略大于护罩22的筒体外径，且环形体上沿圆周方向分别开设有多个与护罩22上的六角螺栓孔一一对应的第一螺孔、以及多个与多个第一螺孔呈交替设置的第二螺孔；连接环5叠放在护罩22的后端端面上、并通过多个依次穿设在连接环5、护罩22和侧门上的六角螺栓25连接在防喷器上；其中，六角螺栓25可采用原设置在护罩22与侧门之间的六角螺栓25，也可根据需要替换为具有更长螺柱的六角螺栓25；

侧门连接筒24为一内径与背帽26的外径相适应的圆柱形筒体，其前端设有环形凸台；环形凸台的外径与连接环5的外径相同，其上开设有多个与连接环5上第二螺孔一一对应的安装螺孔，使侧门连接筒24套装在护罩22和背帽26外侧，其前端通过穿设在侧门连接筒24的安装螺孔和连接环5的第二螺孔内的螺钉连接固定在连接环5上；侧门连接筒24的后端套装在转向器17的壳体前端并通过沿圆周方向均布设置的螺钉与转向器17连接固定为一体。

参见图5，转向器17自下而上依次连接的传动机构、减速机构和转向机构；传动机构和减速机构呈同轴设置；其中，

传动机构包括安装座1、联轴器2、第一卡簧3和第一轴承4；具体地，安装座1为一中心设有空腔的筒体，且筒体的上部内径小于其下部内径，筒体的上部内壁下侧设有第一环形凹槽；其中，筒体的上部内径与第一轴承4的外径相适应，第一轴承4的内径与联轴器2的外径相适应；第一轴承4以过盈配合的方式固定在安装座1的上部内腔中，并通过设置在第一环形凹槽内的第一卡簧3限位在安装座1的上部内腔中；联轴器2以过盈配合的方式固定在第一轴承4的中心孔内，使联轴器2能够相对于安装座1自由转动；

减速机构包括设置在减速器外壳20内的行星齿轮组6、连接轴组7、内齿圈21和太阳轮23，以及设置在连接外壳18内的输出轴8、第二卡簧9和第二轴承10；具体地，减速器外壳20为一中心设有空腔的筒体，其固定在安装座1的顶端；内齿圈21以过盈配合的方式固定在减速器外壳20内；太阳轮23居中设置在内齿圈21内，且其底端插装固定在联轴器2顶端；行星齿轮组6由三个相同的行星齿轮构成，三者环绕太阳轮23呈均布设置、并分别与太阳轮23和内齿圈21相啮合，使三个行星齿轮在太阳轮23的驱动下相对于内齿圈21同步旋转；连接轴组7由三根连接轴构成，三者的底端分别插装在三个行星齿轮的中心孔内；连接外壳18固定在减速器外壳20的顶端，其为一中心设有空腔的筒体，且筒体的上部内壁下侧设有第二环形凹槽；第二轴承10以过盈配合的方式固定在连接外壳18的上侧内壁上，并通过设置在第二环形凹槽内的第二卡簧9限位在连接外壳18的上部内腔中；输出轴8为一根底端设有环形凸台的轴体，其以过盈配合的方式插装并固定在第二轴承10的中心孔内，使其能够相对于连接外壳18自由转动；三根连接轴组7的顶端齐平并固定在输出轴8的底面上；

转向机构包括设置在转向器外壳11内的第三轴承12、第一齿轮13、第四轴承14、转向轴15和第二齿轮16；具体地，转向器外壳11固定在连接外壳18的顶面上，其为一中心设有空腔的壳体，壳体底面上开设有孔径大于输出轴8的通孔，壳体的对侧侧壁上对称开设有两个转向轴轴孔；转向器外壳11上开设有转向轴孔的一端插装在侧门连接筒24后端内侧、并通过沿圆周方向均布设置的多个螺钉固定为一体；输出轴8的上侧通过转向器外壳11底部的通孔插装在转向器外壳11内，第二齿轮16套装并固定在输出轴8顶端；转向轴15通过转向器外壳11的两个转向轴轴孔贯穿穿设在转向器外壳11中，且转向轴15通过分别设置在两个转向轴轴孔孔壁上的第三轴承12和第四轴承14能够相对于转向器外壳11自由转动；第一齿轮13套装固定在转向轴15上，并与第二齿轮16垂直啮合，使输出轴8带动转向轴15转动；其中，转向轴15的一端设有与锁紧轴外六方端27相配合的内六方套筒、另一端设有与锁紧轴外六方端27相同的外六方端，以将原与锁紧轴配合使用的手摇柄安装在转向轴的另一端。

其中，安装座1、减速器外壳20、连接外壳18和转向器外壳11采用焊接固定的方式依次连接为一体，也可以采用相邻部件相互插装并通过沿圆周方向均布设置的螺钉的固定方式依次连接为一体。

电机19的输出轴插装并固定在联轴器2底端，其位于输出轴一侧的电机外壳局部套装在安装座1内，使电机19通过沿圆周方向均布设置在安装座1底端外壁上的螺钉固定在转向器17底端；使用时，电机19启动，其转速和扭矩传递给太阳轮6，经由行星齿轮5降低转速并增大扭矩后，通过输出轴8将扭矩和转速传递给第二齿轮16，与第二齿轮16垂直啮合的第一齿轮13实现扭矩和转速方向的改变，并经由转向轴14传递给防喷器的锁紧轴；其中，电机19优选采用直流防爆无刷电机。

参见图1、图2和图4，该防喷器用手电一体智能开闭控制装置的工作原理为：

卸下防喷器两侧锁紧轴外六方端27上的手摇柄和护罩22上六角螺栓，以便于将两套防喷器用手电一体智能开闭控制装置安装在锁紧轴28处；具体地，依次将每套防喷器用手电一体智能开闭控制装置的连接环5、侧门连接筒24、转向器17和直流防爆无刷电机19连接在防喷器上，然后将手摇柄安装在转向器17上转向轴的外六方端上；具体地，当直流防爆无刷电机19转动时，会产生很高的转速和很小的扭矩，该扭矩不足以实现封井与打开井口，经过与之相连的转向器17的转换后转向器输出的转速会降低、输出的扭矩会增大；锁紧轴28与转向器17上的内六方套筒相连，将转向器17输出的扭矩作用在锁紧轴28上，锁紧轴28随着电机的转动而转动；当电机处于正转时，推动与锁紧轴28配合的闸板轴，带动装有橡胶密封件的左右半封闸板总成沿壳体闸板腔分别向井口中心移动，实现封井；当电机处于反转时，拉动与锁紧轴28配合的闸板轴，带动装有橡胶密封件的左右半封闸板总成向离开井口中心方向运动，打开井口。

与此同时，在现场距离防喷器的安全距离处设置防爆控制箱，控制箱内设置有24V车载直流电源，将两套防喷器用手电一体智能开闭控制装置的直流防爆无刷电机19通过输电线缆与24V车载直流电源相连接，以同步为两台电机供电；控制箱内还设有控制开关，实现作业人员可以在远离井口的地方通过操作防爆控制箱来控制防喷器封井与打开井口，完成电动智能控制；在特殊情况下，作业人员也可以通过安装在摇动转向器17上的手摇柄驱动转向轴转动，实现人工封井和打开井口。

Claims (6)

1.一种防喷器用手电一体智能开闭控制装置，其特征在于，包括连接环(5)、侧门连接筒(24)、转向器(17)和电机(19)；其中，转向器(17)由依次连接的传动机构、减速机构和转向机构构成；传动机构包括设置在安装座(1)内腔中的联轴器(2)，其通过第一轴承(4)可转动地设置在安装座(1)内；减速机构包括设置在减速器外壳(20)内的行星齿轮组(6)、连接轴组(7)、内齿圈(21)和太阳轮(23)，以及设置在连接外壳(18)内的输出轴(8)；内齿圈(21)固定在减速器外壳(20)内壁上；太阳轮(23)呈居中设置，其底端固定在联轴器(2)顶端；行星齿轮组(6)由三个相同的行星齿轮构成，三者环绕太阳轮(23)呈均布设置、并分别与太阳轮(23)和内齿圈(21)啮合；连接轴组(7)由三根连接轴构成，三者底端分别固定在三个行星齿轮的中心孔内、顶端固定在输出轴(8)的底面上；输出轴(8)通过第二轴承(10)可转动地设置在连接外壳(18)内；转向机构包括设置在转向器外壳(11)内的第一齿轮(13)、转向轴(15)和第二齿轮(16)；输出轴(8)上侧插装在转向器外壳(11)的内腔中，第二齿轮(16)固定在输出轴(8)顶端；转向轴(15)贯穿转向器外壳(11)并通过设置转向轴(15)轴体与转向器外壳(11)之间的轴承可转动地穿设在转向器外壳(11)上，第一齿轮(13)固定在转向轴(15)上并与第二齿轮(16)垂直啮合；侧门连接筒(24)套装在护罩(22)和背帽(26)外侧，其前端通过连接环(5)固定在护罩(22)上、后端固定在转向器的转向器外壳(11)上；电机(19)固定在安装座(1)底端，其输出轴固定在联轴器(2)的底端。

2.根据权利要求1所述的防喷器用手电一体智能开闭控制装置，其特征在于，连接环(5)为一环形体，其外径与护罩(22)前端环形凸台的外径相同，其内径大于护罩(22)的筒体外径，且环形体上沿圆周方向分别开设有多个与护罩(22)上的六角螺栓孔一一对应的第一螺孔、以及多个与多个第一螺孔呈交替设置的第二螺孔；连接环(5)叠放在护罩(22)的后端端面上、并通过多个依次穿设在连接环(5)、护罩(22)和侧门上的六角螺栓(25)连接在防喷器上；侧门连接筒(24)为一内径与背帽(26)的外径相适应的圆柱形筒体，其前端设有环形凸台；侧门连接筒(24)的环形凸台的外径与连接环(5)的外径相同，其上开设有多个与连接环(5)上第二螺孔一一对应的安装螺孔，使侧门连接筒(24)的通过穿设在侧门连接筒(24)的安装螺孔和连接环(5)的第二螺孔内的螺钉连接固定在连接环(5)上；侧门连接筒(24)的后端套装在转向器(17)的壳体前端并通过沿圆周方向均布设置的螺钉与转向器(17)连接固定为一体。

3.根据权利要求1所述的防喷器用手电一体智能开闭控制装置，其特征在于，在固定有第一轴承(4)下方的安装座(1)内壁上设有第一环形凹槽，使第一轴承(4)通过设置在第一环形凹槽内的第一卡簧(3)限位在安装座(1)的上部内腔中。

4.根据权利要求1所述的防喷器用手电一体智能开闭控制装置，其特征在于，在固定有第二轴承(10)下方的减速器外壳(20)内壁上设有第二环形凹槽，使第二轴承(10)通过设置在第二环形凹槽内的第二卡簧(9)限位在减速器外壳(20)的上部内腔中。

5.根据权利要求1所述的防喷器用手电一体智能开闭控制装置，其特征在于，转向轴(15)的一端设有与锁紧轴外六方端(27)相配合的内六方套筒、另一端设有与锁紧轴外六方端(27)相同的外六方端，使原与锁紧轴(28)配合使用的手摇柄能够直接安装在转向轴的另一端。

6.根据权利要求1所述的防喷器用手电一体智能开闭控制装置，其特征在于，电机(19)采用直流防爆无刷电机。