專利名稱：一種帶壓蓄能修井機防噴工具串的制作方法
技術領域：
本發明涉及油井的帶壓修井控制設備，特別是一種帶壓蓄能修井機防噴工具串，與帶壓蓄能修井機配合使用。
背景技術：
帶壓修井防噴工具串是由各種防噴工具依次連接安裝起來的，把不同種類的防噴器組合安裝到一起，形成了防噴工具串。是一種在不釋放井筒內的地層壓力的情況下，在帶壓狀態油水氣井進行修井作業過程中，保證油套環形空間壓力不外泄的必不可少的安全工具。現在帶壓修井防噴工具串得到廣泛應用，但目前防噴工具串的組合排列順序各不相同，但其主要的組合方式是1、從下至上依次連接安裝包括全封和半封的雙閘板防噴器、連接兩個反加壓油缸和作業平臺橫梁短接、包括半封、安全卡瓦的雙閘板防噴器、環形防噴器、連接放噴閥的升高短節、環形防噴器、固定卡瓦、游動卡瓦；2、從下到上依次連接安裝包括 全封和半封以及安全卡瓦的三閘板防噴器、連接兩個反加壓油缸和作業平臺橫梁短接、半封防噴器、連接平衡和放空閥的升高四通、半封防噴器、環形防噴器、升高短節、固定卡瓦、游動卡瓦。上述的防噴工具串普遍存在井口安裝定位困難，井口操作平臺太高不方便操作等缺點。而種種防噴器的側門油缸都沒有設計二次密封機構，所以當側門油缸與防噴器本體密封件損壞后，井液會通過損壞的密封件進入液壓系統，引發安全事故。更換密封件時，只能冒噴更換密封件，于安全生產不利，也對井場造成污染。所以帶壓修井防噴工具串的組合必須要安全生產也要便于修井操作。
發明內容
本發明的目的是提供一種帶壓蓄能修井機防噴工具串，克服現有防噴工具串在井口安裝定位困難，在作業過程中防噴器密封件更換困難的缺陷，與帶壓蓄能修井機配合使用。使其在修井作業中起到防噴和安全保護作用，不僅能夠保障安全生產，也便于修井作業。本發明的技術解決方案是一種帶壓蓄能修井機防噴工具串包括四閘板防噴器、剪切防噴器、平衡裝置、放空裝置和雙閘板防噴器，放空裝置上接有排污管線。本工具串自下而上依次連接旋轉機構、手動扶正器、四閘板防噴器、連接平臺短節、剪切防噴器、環形防噴器、升高短節、平衡裝置、放空裝置和雙閘板防噴器，平衡管線一端與平衡裝置連接，另一端與旋轉機構連接。旋轉機構可以使本工具串在任意角度的位置與井口對正。手動扶正器在下管柱的時候，可以扶正管柱至井口中心，具有防卡作用。四閘板防噴器、剪切防噴器和雙閘板防噴器均設有二次密封機構。與現有技術相比，本發明的顯著效果在于本發明中的旋轉機構可以使本工具串在任意角度的位置與井口對正，操作方便。手動扶正器在下管柱的時候，可以扶正管柱至井口中心，具有防卡作用。四閘板防噴器中安裝在最下面的是安全半封，當其上方的任意一個防噴器、卡瓦的密封件、部件出現損壞時，只要關閉該安全半封就可以及時更換，其安裝順序和各種防噴器的搭配合理。而雙閘板防噴器中的上半封與四閘板防噴器中的下半封之間的距離達到3米多，足以倒出比較長的井下工具，方便了井下工具的起下。本發明中安裝的各種防噴器除環形防噴器外，都設有主密封件和備用密封件，具備二次密封的功能。側門油缸上設計的檢測孔更是可以方便觀察密封件的密封狀況，可及時了解密封狀況、及時更換，防止污染環境，防止井液與液壓油液混合，保護液壓修井設備。為了方便防噴器閘板、卡瓦和密封件等部件的更換，避免液壓油外流，本發明在防噴器上使用了液壓軟管連通其側門油缸打開油口和側門油缸關閉油口，方便了生產現場的維修操作。本發明不僅操作方便，同時可減少環境污染，延長設備的使用壽命，降低生產成本。
圖I為本發明的安裝結構示意圖。圖中污水池I、旋轉機構2、旋轉法蘭2-1、上法蘭2-2、平衡管線3、手動扶正器4、四閘板防噴器5、安全半封5-1、安全卡瓦5-2、全封5-3、下半封5-4、連接平臺短節6、剪切防噴器7、排污管線8、環形防噴器9、升高短節10、平衡裝置11、放空裝置12、雙閘板防噴器13、卡瓦13-1、上半封13-2
圖2為本發明中剪切防噴器的結構示意圖。圖中本體7-1、側門油缸7-2、液壓軟管7-3 圖3為剪切防噴器側門油缸的結構示意圖。圖中檢測孔銷釘7-2-1、側門油缸本體7-2-2、檢測孔7_2_3、主密封件7_2_4、活塞軸7-2-5、備用密封件7-2-6、平衡口 7-2-7、油缸密封件7_2_8、鎖緊絲桿7_2_9、壓蓋7-2-10、防轉銷7-2-11、側門油缸打開油口 7-2-12、側門油缸關閉油口 7_2_13
圖4為側門油缸本體的A-A向剖面視圖。圖中平衡口 7-2-7、側門油缸本體7-2-2、活塞組件7_2_5 圖5為圖3的外觀結構示意圖。圖中壓蓋7-2-10
具體實施例方式為進一步公開本發明的技術方案，下面結合說明書附圖做詳細說明。一種帶壓蓄能修井機防噴工具串包括四閘板防噴器5、剪切防噴器7、平衡裝置11和雙閘板防噴器13，本工具串自下而上依次連接旋轉機構2、手動扶正器4、四閘板防噴器5、連接平臺短節6、剪切防噴器7、環形防噴器9、升高短節10、平衡裝置11、放空裝置12和雙閘板防噴器13，平衡管線3 —端與平衡裝置11連接，另一端與旋轉機構2連接；四閘板防噴器5、剪切防噴器7和雙閘板防噴器13均設有二次密封機構。放空裝置12上接有排污管線8。旋轉機構2包括旋轉法蘭2-1和上法蘭2-2，上法蘭2-2的本體上設有平衡管線接口，通過管件與平衡管線3連接，旋轉法蘭2-1與上法蘭2-2螺紋連接。旋轉機構2中的旋轉法蘭2-1與上法蘭2-2螺紋連接，其功能在于能任意角度位置對正井口，從而避免井場大小等因素對設備的限制；圖I中手動扶正器4，在于下管柱的時候，由于井內壓力作用使管柱變形偏離井口中心，其功能就是扶正管柱至井口中心防卡。四閘板防噴器5包括安全半封5-1、安全卡瓦5-2、全封5-3和下半封5-4，自下而上依次安裝。雙閘板防噴器13包括卡瓦13-1和上半封13-2，自下而上依次安裝。上半封13-2到安全半封5_1之間的距離設定在3. m-3. 8m之間。圖I中四閘板防噴器5自下而上安裝了安全半封5_1、安全卡瓦5_2、全封5-3、下半封5-4,安全半封5-1的作用是在修井過程中,其上所有防噴器、卡瓦中的某一個或多個密封件出現損壞時，只需關閉安全半封5-1，即可對以上的防噴器、卡瓦進行維修。安全卡瓦5-2的作用是雙閘板防噴器13中卡瓦13-1中的牙片出現磨損不能安全可靠的夾緊時，關閉安全卡瓦5-2，即可對卡瓦13-1中的牙片進行更換；全封5-3的作用是井內無管柱的情況下對井口進行密封；下半封5-4為工作半封，主要與雙閘板防噴器13中的上半封13-2配合使用，倒出管柱接箍和工具，其距離達到了 3. 2m _3. 8m，足以倒出比較長的井下工具。圖I中連接平臺短節6，其主要功能是與帶壓蓄能修井機的修井平臺連接。圖I中的剪切防噴器7，其主要功能是在帶壓修井過程中，當管柱內的內防噴裝置突然失效等極端情況下可采取的切斷油管，實現全封，從而避免惡性事故發生。圖I中的環形防噴器9，其主要功能是實現從零到通道直徑的任意截面形狀的密封。圖I中的升高短節10，其主要的作用是安裝平衡裝置11和放空裝置12，其中平衡裝置11的作用是在起下管柱倒接箍過程中，要通過關閉的下半封5-4時，將上半封13-2關閉，同時關閉放空裝置12，打開平衡裝置11，井內的壓力就會通過平衡裝置11在四閘板防噴器5中下半封5-4的上下兩側形成平衡壓力，防止開關下半封5-4時密封件損壞。上述操作也能防止開關安全半封5-1、全封5-3和剪切防·噴器7時密封件的損壞。當油管接箍將要通過關閉的上半封13-2時，首先關閉下半封5-4，關閉平衡裝置11，然后打開放空裝置12。此時，井筒內放壓少量的井液會通過與放空裝置12相連的排污管線8將井液導流至污水池I中，使上半封13-2上下兩側無壓平衡，打開上半封13-2，管柱接箍即可倒出。圖2為本發明中的剪切防噴器7，以剪切防噴器7為例描述對各防噴器側門油缸和防噴器本體三通油道的改進，闡述防噴器側門油缸的結構。參見圖2和圖4，四閘板防噴器5和雙閘板防噴器13與剪切防噴器7結構相同，剪切防噴器7包括防噴器本體7-1和側門油缸7-2，防噴器本體7-1通過螺栓與側門油缸7-2連接，防噴器本體7-1中設有上下兩條三通油道，每條三通油道的三個油口均通往防噴器本體7-1外；每條三通油道的中間油口與液壓系統連通，兩邊的油口分別通過液壓軟管7-3與防噴器本體7-1兩側的側門油缸7-2連通。側門油缸7-2包括側門油缸本體7-2-2、活塞組件7_2_5、壓蓋7-2-10和防轉銷7-2-11，鎖緊絲桿7-2-9中部設有隔臺，后端設有銷軸孔，其前端與活塞組件7-2-5螺紋連接，其后端裝有防轉銷7-2-11 ;壓蓋7-2-10的殼體兩側設有滑動槽，防轉銷7-2-11可在該滑動槽中滑動；側門油缸本體7-2-2上設有側門油缸打開油口 7-2-12和側門油缸關閉油口 7-2-13。防噴器本體7-1上面一條三通油道兩邊的油口通過液壓軟管7-3與兩個側門油缸打開油口 7-2-12連通，另一條三通油道兩邊的油口通過液壓軟管7-3與兩個側門油缸關閉油口 7-2-13連通。其功能在于當更換各防噴器內部的閘板或密封件時，液壓油不會流出，避免浪費和現場污染。參見圖3和圖5，側門油缸7-2包括側門油缸本體7-2-2、活塞組件7-2-5、壓蓋7-2-10和防轉銷7_2_11，鎖緊絲桿7_2_9中部設有隔臺，后端設有銷軸孔，其前端與活塞組件7-2-5螺紋連接，其后端裝有防轉銷7-2-11 ;壓蓋7-2-10的殼體兩側設有滑動槽，防轉銷7-2-11可在該滑動槽中滑動。保證了鎖緊絲桿7-2-9與活塞組件7-2-5的螺紋不發生旋轉，也就保證了在作業過程中不會由于退進扣而導致本發明中的各種閘板防噴器發生開關不到位的情況。參見圖3和圖4，四閘板防噴器5、剪切防噴器7和雙閘板防噴器13的二次密封機構包括設置在側門油缸本體7-2-2上的主密封件7-2-4、備用密封件7-2-6和油缸密封件7-2-8，在備用密封件7_2_6和油缸密封件7_2_8之間的側門油缸本體7-2-2上設有平衡口 7-2-7 ;在主密封件7-2-4和備用密封件7_2_6之間的側門油缸本體7-2-2上設有檢測孔7-2-3，在該檢測孔7-2-3的外端口裝有檢測孔銷釘7-2-1。圖3為側門油缸部件示意圖，其中當主密封件7-2-4損壞后，檢測孔7-2-3就會有井液流出，如作業過程中不方便更換密封件，只需將檢測孔銷釘7-2-1擰緊，備用密封件7-2-6起作用，即可實現二次密封。在油缸密封件7-2-8與備用密封件7-2-6之間設有平衡口 7-2-7，其作用之一是保證密封件一側常壓狀態，另一方面如果備用密封件7-2-6損壞后，可將井液與油液隔離開，防止液壓系統受到污染。當平衡口 7-2-7有液體流出時，必須關閉安全半封5-1，更換損壞的密封件。活塞組件7-2-5 —端與防噴器本體7-1內的閘板相 連，另一端通過螺紋與鎖緊絲桿7-2-9相連，鎖緊絲桿7-2-9為階梯軸狀，另一端有銷軸孔。壓蓋7-2-10上對開滑動槽，防轉銷7-2-11穿過壓蓋7-2-10上的滑動槽與7_2_9鎖緊絲杠上的銷軸孔，兩端安裝螺帽，保證了鎖緊絲桿7-2-9與活塞組件7-2-5的螺紋不發生旋轉。
權利要求
1.一種帶壓蓄能修井機防噴工具串，包括四閘板防噴器(5)、剪切防噴器(7)、平衡裝置(11)和雙閘板防噴器(13)，其特征是，本工具串自下而上依次連接旋轉機構(2)、手動扶正器(4)、四閘板防噴器(5)、連接平臺短節(6)、剪切防噴器(7)、環形防噴器(9)、升高短節(10)、平衡裝置(11)、放空裝置(12)和雙閘板防噴器(13)，平衡管線(3)—端與平衡裝置(11)連接，另一端與旋轉機構(2)連接；四閘板防噴器(5)、剪切防噴器(7)和雙閘板防噴器(13)均設有二次密封機構。
2.根據權利要求I所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述的旋轉機構(2 )包括旋轉法蘭(2-1)和上法蘭(2-2 )，上法蘭(2-2 )的本體上設有平衡管線接ロ，通過管件與平衡管線3連接，旋轉法蘭(2-1)與上法蘭(2-2)螺紋連接。
3.根據權利要求2所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述的四閘板防噴器(5)包括安全半封(5-1)、安全卡瓦(5-2)、全封(5-3)和下半封(5-4),自下而上依次安裝。
4.根據權利要求3所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述的雙閘板防噴器(13)包括卡瓦(13-1)和上半封(13-2)，自下而上依次安裝。
5.根據權利要求4所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述的上半封(13-2)到下半封(5-4)之間的距離設定在3. 2m — 3. 8m之間。
6.根據權利要求4所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述的四閘板防噴器(5)和雙閘板防噴器(13)與剪切防噴器(7)結構相同，剪切防噴器(7)包括防噴器本體(7-1)和側門油缸(7-2)，防噴器本體(7-1)通過螺栓與側門油缸(7-2)連接，防噴器本體(7-1)中設有上下兩條三通油道，每條三通油道的三個油ロ均通往防噴器本體(7-1)外；每條三通油道的中間油ロ與液壓系統連通，兩邊的油ロ分別通過液壓軟管(7-3)與防噴器本體(7-1)兩側的側門油缸(7-2)連通。
7.根據權利要求6所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述側門油缸(7-2)包括側門油缸本體(7-2-2)、活塞組件(7-2-5)、壓蓋(7-2-10)和防轉銷(7-2-11)，鎖緊絲桿(7-2-9 )中部設有隔臺、后端設有銷軸孔，其前端與活塞組件(7-2-5 )螺紋連接，其后端裝有防轉銷(7-2-11);壓蓋(7-2-10)的殼體兩側設有滑動槽，防轉銷(7-2-11)可在該滑動槽中滑動；側門油缸本體(7-2-2)上設有側門油缸打開油ロ(7-2-12)和側門油缸關閉油 ロ(7-2-13)。
8.根據權利要求6或7所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述防噴器本體(7-1)上面一條三通油道兩邊的油ロ通過液壓軟管(7-3 )與兩個側門油缸打開油ロ(7-2-12)連通，另一條三通油道兩邊的油ロ通過液壓軟管(7-3)與兩個側門油缸關閉油ロ(7-2-13)連通。
9.根據權利要求2所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述的四閘板防噴器(5)、剪切防噴器(7)和雙閘板防噴器(13)的二次密封機構包括設置在側門油缸本體(7-2-2 )上的主密封件(7-2-4 )、備用密封件(7-2-6 )和油缸密封件(7-2-8 )，在主密封件(7-2-4)和備用密封件(7-2-6)之間的側門油缸本體(7-2-2)上設有檢測孔(7_2_3)，在該檢測孔(7-2-3)的外端口裝有檢測孔銷釘(7-2-1)。
10.根據權利要求9所述的ー種帶壓蓄能修井機防噴工具串，其特征是，所述在備用密封件(7-2-6)和油缸密封件(7-2-8)之間的側門油缸本體(7-2-2)上還設有平衡ロ(7-2-7)。
全文摘要
本發明公開的是石油工業使用的一種帶壓蓄能修井機防噴工具串，與帶壓蓄能修井機配合使用。本工具串包括四閘板防噴器、剪切防噴器、平衡裝置、放空裝置和雙閘板防噴器，放空裝置上接有排污管線。本工具串自下而上依次連接旋轉機構、手動扶正器、四閘板防噴器、連接平臺短節、剪切防噴器、環形防噴器、升高短節、平衡裝置、放空裝置和雙閘板防噴器，平衡管線一端與平衡裝置連接，另一端與旋轉機構連接。旋轉機構可以使本工具串在任意角度的位置與井口對正。手動扶正器在下管柱的時候，可以扶正管柱至井口中心，具有防卡作用。防噴器上設有二次密封機構，不僅操作方便，同時可減少環境污染，延長設備的使用壽命，降低生產成本。
文檔編號E21B33/03GK102817571SQ201210324959
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者王軍棟, 孔慶潭, 歐陽新良, 張金飛, 劉東生 申請人:東營鴻昇機械設備有限公司