專利名稱：帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油管帽，尤其涉及一種應用于采油采氣樹中的帶有安全閘板裝置的采油樹油管帽，屬于石油裝備用采油采氣樹技術領域。
背景技術：
采油采氣樹是石油天然氣鉆探后，完井時的井控裝備，其結構示意圖見圖I所示，采油采氣樹擔負著對油氣開采的重要使命。采油采氣樹在長期的采油、采氣過程中，其內部一直是與原油和天然氣流體接觸的。在不同地區的油氣中，會含有不同程度的硫化氫、二氧化碳等有毒及腐蝕性物質。這些物質在不同溫度和環境下，會對采油采氣樹閥門的金屬材料產生腐蝕或氫碎破壞，而使采油采氣樹閥門的連接部位或閥門密封失效，出現漏失現象。一旦出現采油采氣樹漏失，如不及時處理將帶來十分嚴重的后果，其漏失中的有毒有害物 質將會對人、畜的生命造成危害，同時還會造成嚴重的環境污染，甚至造成生態性災難。現有采油樹油管帽101在現場俗稱“王八蓋子”，是安裝在采油采氣樹油管頭(即大四通)上面的油管帽(即轉換法蘭)，是采油采氣樹和油管頭之間的重要連接部件。采油采氣樹連接部位或閥門出現滲漏，特別是當一號主閥需要修復或更換時，傳統的處理方法通常有以下幾種方法I :關閉采油采氣樹總閥，對總閥后面的閥門進行更換或修復，重新恢復正常的安全生產。如果是總閥損壞失效的井，就只能選擇其它更為復雜的處理方法拆出，更換總閥。方法2 :對少數安裝有“井下安全閥”的井，可關閉井下安全閥后，再進行檢修更換采油采氣樹閥門。但是由于井下安全閥價格昂貴，目前全靠從國外進口，因而只有在少數產量大或含有高濃度有毒有害氣體的重點油田井中才會安裝使用，絕大多數的油氣井都未安裝有井下安全閥。方法3:采用帶壓換閥裝置進行換閥。在采油采氣井內有壓力，甚至高壓的情況下，把帶壓換閥裝置用加壓的方式送入一個BPV閥做堵塞，堵住油管頭內油管掛上的專用絲扣，密封堵住和切斷下部流體壓力之后，檢修更換閥門，或者更換采油采氣樹。這種方法由于是帶壓操作，其風險性很大，對掌握帶壓換閥裝置的性能和操作步驟以及對操作人員的現場處理經驗和技術水平都有很高的要求。在帶壓換閥過程中，一旦操作失誤，將會造成不可估量的人員傷亡事故。操作現場就曾經發生過堵塞器沖出造成人員傷亡的慘痛事故。方法4 :進行壓井作業，從新上鉆機或修井機，配置鉆井液進行壓井作業，在井口安全的前提下更換閥門或更換采油采氣樹。這種方法需要投入大量的資金，人力、物力和時間。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種帶有應急安全閘板裝置的新型采油采氣樹油管帽，解決現有技術中采油采氣樹連接部位或閥門出現滲漏，特別是當一號主閥需要修復或更換時，不能快捷、簡單、低成本且安全處理的技術問題。本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現一種帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其中包括采油采氣樹的流體通道、油管帽殼體、閥蓋、閘板和閥桿，油管帽殼體是安裝在采油采氣樹油管頭與采油采氣樹之間的，替代原有的油管帽，油氣流體通道從中間通過，所述閘板為圓柱形，其穿過油管帽殼體的中部，且與油管帽殼體的上下內壁全密封，閘板的內側以及與油管帽殼體接觸處設閘板膠芯；在油管帽殼體上設上壓力觀測表組件和下壓力觀測表組件，閥蓋設于閘板的外側 ，閥蓋與閘板之間設導向閥桿的橫向導向桿，閥桿的一端橫向穿過閥蓋伸入閘板中，另一端設動力推進裝置，所述閥蓋內端面斜面與閥桿前端斜面緊密接觸形成回座密封。作為一種優選方式，所述閥桿上設閥桿密封盤根，在閥桿密封盤根的外側設閥桿盤根壓帽。作為其中一種優選方式，所述動力推進裝置為手動式，其包括手輪和帶軸承的軸承座，軸承座設于閥蓋外側的閥桿上，手輪設于軸承座的外側，在手輪外側的閥桿端部設閥桿護帽，在閥桿護帽上設閥桿觀察孔護帽。作為另外一種優選方式，所述動力推進裝置為液壓式，其包括液缸和襯套，所述液缸設于閥蓋外側的閥桿上，所述襯套設于液缸外側的閥桿上，在其端部設全開安全卡。作為進一步優選方式，液缸內設能帶動閥桿的活塞以及推動活塞的彈簧，液缸外設密封缸蓋。作為進一步優選方式，閥桿的端部設一關閉鎖緊螺帽。作為進一步優選方式，所述在油管帽殼體的上、下腔上分別設有閘板上壓力觀察表組件安裝孔和閘板下壓力觀察表組件安裝孔。本實用新型中部分零件的特點及作用如下油管帽殼體用于安裝安全閘板裝置；在傳統采油樹上增加油管帽殼體，用以代替老式油管帽，增強了其安全性。閘板關閉閘板截斷流體通道后，可對采油采氣樹一號總閥以及以上的其它全部閥門進行拆卸、修復或更換，比傳統的處理方法要節約大量的資金，人力、物力和時間；具有“零”封閉流體通道的功能；另外，將全封閘板換成半封閘板，還可滿足特殊工況和特殊作業的需要。閘板的圓柱形設計具有承受:壓力及強度聞、使用壽命長、加工容易、加工精度容易控制、易裝配、現場修復更換簡單方便的特點。閘扳上下都能密封，不但解決了緊急情況下，關閉裝置切斷流體通道，同時解決了采油樹現場安裝后無法試壓的缺陷。導向桿防止閘板在軸向水平移動時發生旋轉或卡死現象。閘板回座密封回座密封是一種金屬對金屬的密封形式，由于安全閘板裝置設計采用了防噴器和閥門這兩種結構形式的優點和可靠性應用到采油樹油管帽上，當在開啟閘板到位后，閥桿的斜臺階與閥蓋內端面的斜臺階緊密接觸形成回座密封，閘板在全開情況下可以卸下軸承，卸下閥桿盤根壓帽更換滲漏的盤根，在現場得到及時處理。全開安全卡和襯套是一個安全裝置，閘板裝置在開啟后裝上，即或是左右油缸無壓力，由于襯套將閥桿頂在缸蓋上，全開安全卡將襯套和閥桿一起卡上，閥桿和活塞不能先前移動，閥桿不動，閥桿上的圓形閘板和膠芯也不能先前移動，彈簧始終處于壓縮狀態無法張開，起到確保閘板的開啟安全狀態。閘板上的上壓力觀測表組件和下壓力觀測表組件可對關閉前端的井口的油壓和關閉后的密封情況，進行遙控觀測和時適觀測；解決現場安裝采油樹后試壓困難或無法試壓的問題；在實施油管帽關閉、開啟時，時適觀測前、后腔的壓力變化情況，確保在更換閥門作業時的操作安全。與現有技術相比，本實用新型的有益效果本實用新型采油樹油管帽把防噴器和閥門這兩種結構形式的優點和可靠性應用到采油樹油管帽上，使油管帽具備有效關閉流體通道的能力，實現“零”封閉流體通道的功能，在當采油采氣樹連接部位或閥門出現滲漏，需要修復或更換時，實現操作簡單、快捷、低成本且安全處理，具體體現在安全閘板裝置設計有手動控制和液壓控制兩種結構形式，用戶可根據不同工況需求選用安裝手動或液壓方式，非常的方便；·[0027]關閉安全閘板裝置，可對采油采氣樹一號主閥以及以上的其它全部閥門進行拆卸、修復或更換，實現操作簡單、快捷，提高工作效率；采用該安全閘板裝置后，減少了閥門拆卸、修復或更換時的風險，使得閥門進行拆卸、修復或更換的成本降低，且安全性增高。
圖I是現有技術中采油樹的結構示意圖；圖2是本實用新型采油樹油管帽的結構示意圖；圖3是本實用新型實施例I手動控制油管帽打開狀態示意圖；圖4是本實用新型實施例I手動控制油管帽關閉狀態示意圖；圖5是圖4的俯面示意圖；圖6是本實用新型實施例2液壓控制油管帽打開狀態示意圖；圖7是本實用新型實施例2液壓控制油管帽關閉狀態示意圖；圖8的圖7的俯面示意圖；圖9是回座密封處的放大示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個特征之一系列等效或類似特征中的一個實施例而已。如圖2所示，本實用新型帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，包括采油樹的油路18、油管帽殼體I、閥蓋2、閘板3和閥桿4，油管帽殼體是安裝在采油采氣樹油管頭與采油采氣樹之間的，替代原有的油管帽，油氣流體通道從中間通過。所述閘板3為圓柱形，其穿過油管帽殼體I的中部，且與油管帽殼體I的上下內壁全密封，閘板3的內側以及與油管帽殼體I接觸處設閘板膠芯5 ;在油管帽殼體I上設上壓力觀測表組件83和下壓力觀測表組件84,閥蓋2設于閘板3的外側，閥蓋2與閘板3之間設導向閥桿4的橫向導向桿9,閥桿4的一端橫向穿過閥蓋2伸入閘板3中，另一端設動力推進裝置17，所述閥蓋2內端面斜面與閥桿4前端斜面緊密接觸形成回座密封18 ;所述閥桿4上設閥桿密封盤根41，在閥桿密封盤根41的外側設閥桿盤根壓帽42。如圖3、4、5所示，實施例I :所述動力推進裝置17為手動式,其包括手輪7和帶軸承6的軸承座61,軸承座61設于閥蓋2外側的閥桿4上，手輪7設于軸承座61的外側，在手輪7外側的閥桿4端部設閥桿護帽43，在閥桿護帽43上設閥桿護帽觀察孔44。所述油路18位于閘板3的上、下腔上分別設有閘板上壓力觀察表組件安裝孔81和閘板下壓力觀察表安裝孔82。手動控制方式的工作原理A.關閉安全閘板裝置采油樹油管帽順時針方向轉動手輪，手輪同時帶動螺母旋轉，驅動絲桿軸向水平推進，同時推動 圓形閘板沿上下導向桿向前運動，直至閘扳上的膠芯與對方的閘板膠芯對碰合攏，實現截斷油管帽流體通道，關閉的松緊程度以觀察閘板上部壓力觀測表的壓力變化。油氣井生產時關閉閘扳，由于上下腔壓力是平衡的，關閉閘扳是安全可靠的，可直接進行關閉油管帽閘板裝置的操作。要為檢修和更換采油樹閥門時關閉閘扳，需慢慢泄掉上部采油樹的壓力，并觀察壓力表值的變化情況，在閘扳關閉完全無泄漏的情況下，才可以進行檢修和更換工作。B.開啟安全閘板裝置采油樹油管帽反時針方向旋轉手輪，手輪同時帶動螺母旋轉，使絲桿軸向水平退回，絲桿并帶動圓形閘板沿上下導向桿向后退，同時圓形閘板上的膠芯與對方的閘板膠芯分離，實現開啟油管帽流體通道。開啟閘扳時，只要閘扳上下壓力表有壓差，都應向上部注入平衡壓力或泄掉上部的壓力，使閘扳上下壓力表壓力值一致后，才能開啟閘扳。如圖6-9所示，實施例2 所述動力推進裝置17為液壓式，其包括液缸10和襯套14，所述液缸10設于閥蓋2外側的閥桿4上，所述襯套14設于液缸10外側的閥桿4上，在其端部設全開安全卡16 ；液缸10內設能帶動閥桿4的活塞11以及推動活塞11的彈簧13，液缸10外設密封缸蓋13 ；在液閥桿4的端部設一關閉鎖緊螺帽15。所述油路18位于閘板3的上、下腔上分別設有閘板上壓力觀察表組件安裝孔81和閘板下腔壓力觀察表安裝孔82。液壓控制方式的工作原理液壓控制方式的安全閘板裝置采油樹油管帽，可在遠程液壓控制箱上實施安全閘板裝置采油樹油管帽執行機構的關閉和開啟的運動操作，既可以用電動液壓泵加壓，也可以用手動液壓泵加壓。A.關閉安全閘板裝置采油樹油管帽首先在液壓控制箱上對左右油缸實施加壓操作，卸下全開安全卡和襯套后，然后通過在液壓控制箱上實施泄壓操作，由于安全閘板裝置采油樹油管帽左右油缸泄壓后，被壓縮的彈簧恢復彈力推動活塞，同時活塞帶動閥桿推動圓形閘板向前水平移動，直至閘扳上的膠芯與對方的閘扳膠芯對碰合攏，裝上關閉鎖緊螺帽，實現截斷油管帽流體通道。液壓關閉安全閘板裝置采油樹油管帽示，同手動關閉操作一致，在此不做累述。[0058]關閉鎖緊螺帽是一個安全裝置，它與缸蓋連接在一起的，缸蓋與液缸連接在一起的，液缸又與前缸蓋連接在一起的，前缸蓋與油管帽殼體連接在一起的。它的作用在于當油管帽閘板關閉后，即或是誤操作液壓進入油缸都無法開啟閘板，起到確保閘板關閉后的安全操作。B.開啟安全閘板裝置采油樹油管帽卸下關閉鎖緊螺帽，通過在液壓控制箱上實施加壓操作，液壓油同時進入左右液缸，活塞在壓力的作用下向外軸向水平移動，活塞壓縮彈簧，同時活塞同閥桿帶動圓形閘板向外移動，圓形閘板上的膠芯與對方的閘板膠芯分離，實現開啟油管帽流體通道，裝上襯套和全開安全卡后，可停止向油缸加壓的操作。液壓開啟安全閘板裝置采油樹油管帽同手動開啟操作一致，在此不做累述。本實用新型油管帽的安裝與試壓操作如下I、安裝 ⑴、安全閘板裝置采油樹油管帽在新井完井時，裝采油樹或老井修井完畢安裝采油樹時，代替老式油管帽，安裝在油管頭大四通上部；⑵、采油樹安裝在安全閘板裝置油管帽的上部；⑶、裝有安全閘板裝置油管帽的高度比老式油管帽高一些，對安裝和使用無任何影響。2、試壓(I)、安全閘板裝置采油樹油管帽安裝完畢后，必須按照使用說明書的技術要求，對油管掛與油管帽之間的各道密封進行注脂或試壓檢驗合格后，方可進行下一步工作。(2)、采油樹安裝完畢后，關閉采油樹油管帽上的安全閘板裝置，從采油樹上部注入壓力液，對所有閥門進行額定工作壓力下的試壓檢驗，壓力及穩壓時間必須達到使用方標準要求。(3)、試壓時打開油管頭旁通閥門，并觀察安全閘板裝置采油樹油管帽上壓力表值的變化情況，安全閘板裝置和采油樹各閥門應在低壓和高壓(額定工作壓力范圍)進行檢驗，均無泄漏為合格。采用了安全閘板裝置油管帽，在一號主閥滲漏需要修復或更換時，只要關閉了采油樹油管帽上的應急安全閘板裝置，就可以對采油采氣樹上的一號主閥、2#主閥、左油壓生產閥、右油壓生產閥、清臘閥以及其它絲扣法蘭、油管扣堵頭、采油樹帽等部件進行修復或更換。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于其中包括油管帽殼體(1)、閥蓋(2)、閘板(3)和閥桿(4)，所述閘板(3)為圓柱形，其穿過油管帽殼體(I)的中部，且與油管帽殼體(I)的上下內壁全密封，閘板(3)的內側以及與油管帽殼體(I)接觸處設閘板膠芯(5);在油管帽殼體(I)上設上壓力觀測表組件(83)和下壓力觀測表組件(84)，閥蓋(2)設于閘板(3)的外側，閥蓋(2)與閘板(3)之間設導向閥桿(4)的橫向導向桿(9)，閥桿(4)的一端橫向穿過閥蓋(2)伸入閘板(3)中，另一端設動力推進裝置(17)，所述閥蓋(2)內端面斜面與閥桿(4)前端斜面緊密接觸形成回座密封(18)。
2.如權利要求I所述的帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于所述閥桿(4)上設閥桿密封盤根(41)，在閥桿密封盤根(41)的外側設閥桿盤根壓帽(42)。
3.如權利要求2所述的帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于所述動力推進裝置(17)為手動式，其包括手輪(7)和帶軸承(6)的軸承座(61)，軸承座(61)設于閥蓋(2 )外側的閥桿(4)上，手輪(7 )設于軸承座(61)的外側，在手輪(7 )外側的閥桿(4)端部設閥桿護帽(43)，在閥桿護帽(43)上設閥桿觀察孔護帽(44)。
4.如權利要求2所述的帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于所述動力推進裝置(17)為液壓式，其包括液缸(10)和襯套(14)，所述液缸(10)設于閥蓋(2)外側的閥桿(4)上，所述襯套(14)設于液缸(10)外側的閥桿(4)上，在其端部設全開安全卡(16)。
5.如權利要求4所述的帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于液缸(10)內設能帶動閥桿(4)的活塞(11)以及推動活塞(11)的彈簧(13)，液缸(10)外設密封缸蓋(13)。
6.如權利要求5所述的帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于在閥桿(4)的端部設一關閉鎖緊螺帽(15)。
7.如權利要求3或6中任一權利要求所述的帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，其特征在于所述在油管帽殼體(I)的上、下腔上分別設有閘板上壓力觀察表組件安裝孔(81)和閘板下壓力觀察表組件安裝孔(82 )。
專利摘要本實用新型公開了一種帶有安全閘板裝置的新型采油樹油管帽，包括油管帽殼體、閥蓋、閘板和閥桿，所述閘板為圓柱形，其穿過油管帽殼體的中部，且與油管帽殼體的上下內壁全密封，閘板的內側以及與油管帽殼體接觸處設閘板膠芯；在油管帽殼體上設上壓力觀測表組件和下壓力觀測表組件，閥蓋設于閘板的外側，閥蓋與閘板之間設導向閥桿的橫向導向桿，閥桿的一端橫向穿過閥蓋伸入閘板中，另一端設動力推進裝置，所述閥蓋內端面斜面與閥桿前端斜面緊密接觸形成回座密封。本實用新型采油樹油管帽具備有效關閉流體通道的能力，實現“零”封閉流體通道的功能，在當采油采氣樹連接部位或閥門出現滲漏，需要修復或更換時，實現操作簡單、快捷、低成本、安全。
文檔編號E21B47/06GK202467761SQ20122006565
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月27日 優先權日2012年2月27日
發明者王伸龍 申請人:王伸龍