CN2680848Y - 不压井可更换部件的天然气采气井口装置 - Google Patents

Abstract

一种能在高压状态下，不压井可更换部件的天然气采气井口装置。它是在大四通的油管悬挂器及两侧旁通内设计有内圆柱密封面和梯形母螺纹。凡使用本实用新型的天然气井上，因各种原因造成总闸阀密封失效需要更换时，就不必进行压井作业了，而是将一个密封面与螺纹尺寸相匹配的、内部设置有平衡阀的堵塞器装入其中，切断天然气井的通道，然后更换掉已失灵的总闸阀或左、右套管主闸阀以及其他部件。安放或取出堵塞器是用一套专门设计的液压工具来完成的。

Description

不压井可更换部件的天然气采气井口装置

所属技术领域

本实用新型属于天然气开采设备，特别涉及一种不压井可更换部件的天然气采气井口装置。

背景技术

天然气采气井口装置中的主要部件由各种高压闸阀组成。由于在长期使用过程中，不断受到高压天然气的腐蚀、冲刷等各种因素的影响，闸阀密封失效是常见损坏形式。而现有的天然气采气井口装置中尚没有专为更换已经损坏的闸阀而设计的机构及工具。更换已经损坏的总闸阀及套管左、右主闸阀常规的作法是：根据天然气井的压力，配制不同密度的压井液体注入井内，压住天然气层，即可安全地更换天然气井口装置中已经损坏的闸阀。然后，排除井内液体，恢复生产。这一压井作业一般要花费数十万元人民币，而且由于压井液体对天然气层造成污染，一般情况下恢复生产后，其产量大约要降低五分之一到三分之一。

为了提高采气井口装置的可靠性，各主要天然气生产国所生产的天然气采气井口装置，均采用双倍以上数量的高压闸阀作备用。

近年来有报道称，美国的钻采设备公司在高压采气井口装置上，已经能够在不压井的情况下更换总闸阀及套管左、右主闸阀。

目前，在国内尚未见到有关不压井更换天然气井口总闸阀及套管左、右主闸阀的报道。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不压井的情况下，在更换已损坏闸阀时，安全可靠，操作简单，制造容易的简化天然气采气井口装置及其配套专用液压工具。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：不压井可更换部件的天然气采气井口装置，包括简化天然气采气井口装置及配套专用液压工具。所述的简化天然气采气井口装置由1个总闸阀，2个套管闸阀，1个测试闸阀，1个生产闸阀和1个可调式针型阀，小四通及特殊大四通组成。所述各种闸阀均系市场销售的成熟产品。所述特殊大四通的油管悬挂器及两侧旁通内均设计有梯形母螺纹及内圆柱密封面。使用配套专用液压工具可将这些带有梯形母螺纹及内圆柱密封面的通道堵死。

所述配套专用液压工具包括堵塞器及液缸，所述堵塞器外壳的上部有左右对称的倒T型槽，中部有两道O型密封圈，下部有梯形公螺纹，堵塞器的内部设计有平衡阀，平衡阀的阀座装有锥形阀杆，锥形阀杆的锥面上装有密封件，锥形阀杆上套装有阀杆弹簧，阀杆弹簧座在平衡阀底盖上。锥形阀杆可以在平衡阀底盖的中孔中滑动。

所述液缸由外筒、活塞及活塞杆组成，活塞杆下端设有一横向卡轴，将卡轴装入堵塞器的倒T型槽内，活塞杆的顶端将锥形阀杆与阀座顶开，使平衡阀处于打开状态，并形成一套能够在本实用新型上更换闸阀的配套专用液压工具系统。

现假定：不压井可更换部件天然气采气井口装置在现场经过多年使用后，发现总闸阀已关闭不严，需要更换。此时，可将配套专用液压工具安装在总闸阀上部，用液缸将堵塞器安放到特殊大四通的油管悬挂器内，堵死天然气井内流出的通道。因而，可将已损坏的闸阀安全拆出，更换上新的闸阀。

更换套管左、右主闸阀的技术方案与更换总闸阀完全相同，只是液压工具安装在水平位置上。

本实用新型的有益效果是：(1)凡使用本实用新型的天然气井，因某些原因，损坏了总闸阀或套管主闸阀，在更换这些闸阀时，就不必压井了，由此节约了巨额的作业费用；(2)气井产量将不会因此减少；(3)不压井可更换部件的天然气采气井口装置比现有装置简单，闸阀总数减少一半，成本较低；(4)配套专用液压工具在一个气区只需配备2-3套即可，因而操作成本低。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本实用新型作进一步说明。

图1(a)是现有的典型天然气采气井口装置示意图，图1(b)是省去各备用闸阀后的不压井可更换部件的天然气采气井口装置示意图。

图2是本实用新型在特殊大四通油管悬挂器和两侧旁通内设计有可安放堵塞器的梯形母螺纹和内圆柱密封面的纵向剖面结构示意图。

图3是本实用新型配套专用液压工具中的堵塞器的纵向剖面结构示意图。

图4是本实用新型配套专用液压工具中用来安放堵塞器的液缸的纵向剖面结构示意图。

图5是液缸带着堵塞器安装在需要更换的闸阀上的纵向剖面结构示意图。

图6是已将堵塞器安放在特殊大四通油管悬挂器内的纵向剖面结构示意图。

图中，1.井口总闸阀；2.套管右主闸阀；3.套管左主闸阀；4.备用总闸阀；5、6.套管备用闸阀；7.测试闸阀；9.生产闸阀；8、10、11.备用生产闸阀；12.可调式针型阀；13.小四通；14.特殊大四通；15.油管悬挂器；16.油管悬挂器内圆柱密封面；17.油管悬挂器内梯形母螺纹；18.油管悬挂器外密封系统；19.特殊大四通旁通梯形母螺纹；20.特殊大四通旁通内圆柱密封面；21.堵塞器；22.锥形阀杆；23.锥形阀密封件；24.堵塞器外圆柱密封面；25.阀杆弹簧；26.堵塞器梯形公螺纹；27.平衡阀底盖；28.倒T型槽；29.活塞上腔油道；30.上腔压力表；31.活塞下腔油道；32.下腔压力表；33.活塞；34.活塞杆；35.堵塞器上腔压力表；36.卡轴。

具体实施方式

在图1(b)中，本实用新型能够完成目前采气工程的全部工艺，因而可以正常生产。

在图2所示为本实用新型中的总闸阀，因某种原因损坏后，需进行更换的实施实例中，只要将堵塞器梯形公螺纹(26)拧入油管悬挂器(15)内的梯形母螺纹(17)内，堵塞器外圆柱密封面(24)进入内圆柱密封面(16)内，则井内产出的高压天然气完全被堵塞器(21)堵死，这时即可安全地更换掉井口总闸阀(1)。同理，只要堵塞器(21)装入大四通旁通梯形母螺纹(19)及内圆柱密封面(20)内，堵死旁通，即可更换套管左、右主闸阀(3)及(2)。

图3(a)所示是本实用新型更换闸阀时，使用配套专用液压工具的实施实例中，锥形阀杆(22)在堵塞器(21)拧入梯形螺纹及密封面时，被活塞杆(34)顶开，平衡阀处于打开状态；当活塞杆(34)带着卡轴(36)脱出倒T型槽(28)后，在阀杆弹簧(25)的作用下，锥形阀密封件(23)与阀座密封，平衡阀处于关闭状态，堵死了井内天然气通道。图3(b)是堵塞器(21)上部外壳的展开图。由此可以看出堵塞器外壳上部开有一对称的倒T形槽，槽宽约比卡轴(36)直径大1-2mm。

图4所示是实施实例中应用的配套专用液压工具的液缸。液缸是用来安放(或取出)，关闭(或打开)特殊大四通天然气通道的堵塞器(21)的装置。通过操作液压系统，可以平衡井内天然气的上顶力，使活塞杆(34)上升、下降和正反转动。

进入活塞上腔油道的液体压力由压力表(30)监视，进入活塞下腔油道的液体压力由压力表(32)监视。

本实用新型在使用过程中因某些原因，其总闸阀或套管主闸阀已经损坏，其更换过程是这样工作的：先将已损坏的总闸阀(1)关闭，如果总闸阀损坏特别严重，则应保留总闸阀上部的测试闸阀(7)，然后，将堵塞器(21)上的倒T型槽与活塞杆(34)上的卡轴(36)对准，加轴向推力，压开锥形阀杆(22)，正转堵塞器(21)，使卡轴(36)位于倒T型槽的横向槽内。如图5所示，活塞杆(34)下端带着堵塞器(21)的配套专用液压工具系统通过螺栓已经装到主闸阀上了。液压工具与闸阀之间有标准垫环进行密封。如图6所示，打开总闸阀(1)，此时压力表(35)显示了天然气井内的实际压力。由上腔油道(29)进油，使活塞杆(34)向下，直至下端的堵塞器(21)上的梯形公螺纹(26)与油管悬挂器(15)上的梯形母螺纹(17)接触，然后正转活塞杆(34)，卡轴(36)带动堵塞器(21)转动，使梯形公螺纹(26)拧入梯形母螺纹(17)，直至堵塞器(21)上的外圆柱密封面(24)完全进入油管悬挂器(15)上的内圆柱密封面(16)内。由于堵塞器内的平衡阀处于打开状态，操作时的轴向力不大。然后将活塞杆(34)正转15°左右，让活塞的下腔油道(31)进油，使活塞杆(34)上的卡轴(36)，脱离堵塞器(21)上的倒T型槽，同时也使平衡阀关闭，通过压力表(35)可以判断堵塞器(21)是否已切断天然气井内的气源。如已确实切断气源，即可将已损坏的总闸阀(1)和配套专用液压工具拆除。更换新的闸阀后，进行与上述相反的操作，取出堵塞器(21)，就完成了在高压情况下更换总闸阀的全套工作。更换套管左、右主闸阀的工作与更换总闸阀的过程完全一样，只是液压工具安装在水平位置而已。

Claims (2)

1.一种不压井可更换部件的天然气采气井口装置，在特殊大四通的油管悬挂器里和两侧旁通内，设计有相同的内圆柱密封面及梯形母螺纹；专用液缸可将堵塞器装入(或取出)尺寸相匹配的内圆柱密封面和梯形母螺纹内。

2.根据权利要求1所述不压井可更换部件的天然气采气井口装置，其特征是：专用液缸的活塞杆下端有一横向卡轴，卡轴可装入堵塞器的倒T型槽内；堵塞器外壳上有左右对称的倒T型槽，中部有两道O型密封圈，下部有梯形公螺纹，其尺寸均能与特殊大四通悬挂器内及两侧旁通内的梯形母螺纹和圆柱面动配合，堵塞器内部设计有平衡阀，平衡阀的阀座上装有锥形阀杆，锥形阀杆的锥面上有密封件，锥形阀杆上套装有阀杆弹簧，阀杆弹簧座在平衡阀底盖上，锥形阀杆可以在平衡阀底盖的中孔中滑动。

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