一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，該裝置包括支撐機構，所述支撐機構上設置有馬達導管，馬達導管的右端設置有氣動馬達，左端通過第一快速接頭連接有減速裝置；氣動馬達的右端通過氣路連通管線與固定連接在支撐機構右端的操作桿內的內置氣路連通管線連接；內置氣路連通管線的右端連接有換向閥；換向閥設置在固定手柄和固定手柄上端的活動手柄之間。該裝置采用防火防爆設計，無需電源，由移動供電源提供動力，無需靠近泄露及著火現場，距離10米就可進行開關井口閥門的操作，整套裝置能夠實現迅速、安全、及時有效的控制險情。
【專利說明】一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油天然氣井口搶險【技術領域】，具體涉及一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置。
【背景技術】
[0002]油氣井井口泄漏著火的危害性極大，不僅嚴重威脅人的生命安全，而且環境污染嚴重，如果處理不當，后果不堪設想，關鍵措施是爭取在第一時間搶關井口閘門(特別是1#主控閥門)。各油田現行的做法是依靠搶險人員穿避火服沖進火場，用普通管鉗關閉井口閘門，氣井火災時火焰溫度高達1500°c以上，同時由于井內壓力大、閥芯桿易飛出及可能發生二次閃爆等原因，搶險人員在井口面臨的危險極大。另外，閥門上下游的較大壓差增加了關閉閥門的扭矩，即使兩個人也難以扳動閘門。
[0003]目前投用到搶險現場實現閥門的緊急開關作用的還有液壓開關井裝置，但現有的液壓開關井裝置存在關斷距離較短，只有6米，而在這個距離，火焰輻射溫度達到近300°C、工作頭液壓管線及輪轂不防火、運作時需要通過供電源帶動液壓動力站才能進行工作，在地形較差的環境移動不便等諸多缺陷有待解決。
[0004]專利號為201220646946.1，提供了一種用于油氣井口搶險的遠程液壓開關井裝置，該裝置液壓動力站由油箱、液壓泵、溢流閥、開關閥和調壓閥連接構成；液壓動力站通過液壓管線連接液壓擺線馬達；平衡桿通過鉸接銷和云臺固定在工作車上；液壓擺線馬達固定在平衡桿上，其輸出端通過傳動軸連接傘齒輪組，傘齒輪組輸出端連接輪爪。但該裝置需要發電機帶動液壓工作站提供動力，整套裝置由液壓工作站上集成的控制開關控制，而油氣井口搶險時間緊迫，將液壓動力站推入現場無疑增加了人力并浪費了搶險時間，另外，該裝置需要操作者站在遠處的操作臺上，通過觀察前一組人員的揮手信號扳動開關閥，啟動液壓動力站，但操作者與前一組人員發出的信號在觀察期間容易出現誤差，存在延遲關閉井口主控閥門的可能性，導致井口閘門不能及時關閉，存在一定的安全隱患。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是克服上述不足，提供一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，該裝置通過遠程操作保護搶險人員不受燃燒爆炸的傷害，延長關斷距離，縮短關閉油氣井口主控閥門的時間。
[0006]為此，本實用新型提供了一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，包括支撐機構，所述支撐機構上設置有馬達導管，馬達導管的右端設置有氣動馬達，左端通過第一快速接頭連接有減速裝置；
[0007]所述氣動馬達的右端通過氣路連通管線與固定連接在支撐機構右端的操作桿內的內置氣路連通管線連接；內置氣路連通管線的右端連接有換向閥；
[0008]所述操作桿的一端連接有操作手柄，操作手柄包括一固定手柄和中部具有凹槽的活動手柄，所述的固定手柄的中部與活動手柄的中部通過轉軸活動連接，所述的換向閥位于凹槽中，并與凹槽的內側面接觸，換向閥的兩端設置有用于擠壓換向閥的閥門開關頂桿，閥門開關頂桿與活動手柄連接；
[0009]所述的馬達導管內設置有與第一快速接頭連接的馬達傳動軸。
[0010]所述支撐機構的右端和操作桿之間通過第二快速接頭連接。
[0011]所述的支撐機構包括設置在馬達導管下方的豎直支撐骨架、頂點與豎直支撐骨架的底端連接的V型支撐骨架和設置在豎直支撐骨架上端的U型支撐骨架。
[0012]所述的U型支撐骨架的一端與豎直支撐骨架的頂端連接，另一端與V型支撐骨架連接。
[0013]所述的減速裝置包括通過第一快速接頭與馬達導管連接的減速器傳動導管、設置在減速器傳動導管內并與馬達傳動軸連接的減速器傳動軸、與減速器傳動軸連接的減速器。
[0014]還包括設置在豎直支撐骨架底端的鋼制輪。
[0015]還包括設置在馬達導管和氣動馬達上部的保護罩。
[0016]本實用新型的有益效果:該裝置通過遠程操作保護搶險人員不受燃燒爆炸的傷害，是一種具備防火能力的氣動裝置，亦可廣泛用于大型液動(氣動)球閥緊急情況下的手動執行機構開關作業。該裝置實現了 10米距離外進行閥門開關操作，這個距離使熱輻射降低到150-200°c的范圍，提高了操作人員的安全保障，且整套裝置耐高溫設計、可持續在火場作業，同時，氣動馬達、傳動機構集成在支撐底座上便于組裝，鋼制輪承載能力強、耐高溫、移動方便。
[0017]以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置的結構示意圖。
[0019]圖2是手柄控制機構的結構示意圖。
[0020]附圖標記說明:1、減速器；2、減速器傳動導管；3、減速器傳動軸；4、第一快速接頭；4a、第二快速接頭；5、馬達導管；6、馬達傳動軸；7、支撐骨架；7a、豎直支撐骨架；7b、V型支撐骨架；7c、U型支撐骨架；8、氣動馬達；9、保護罩；10、操作桿；11、操作手柄；lla、活動手柄；llb、固定手柄；12、換向閥；12a、閥門開關頂桿；13、鋼制輪；14、氣路連通管線；15、內置氣路連通管線。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，以下所述的方向均為參照附圖1進行描述，本實用新型提供了一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，包括支撐機構7，所述支撐機構7上設置有馬達導管5，馬達導管5的右端設置有氣動馬達8，左端通過第一快速接頭4連接有減速裝置；所述氣動馬達8的右端通過氣路連通管線14與固定連接在支撐機構7右端的操作桿10內的內置氣路連通管線15連接；內置氣路連通管線15的右端連接有換向閥12 ;所述操作桿10的一端連接有操作手柄11，操作手柄11包括一固定手柄Ilb和中部具有凹槽的活動手柄11a，所述的固定手柄Ilb的中部與活動手柄Ila的中部通過轉軸活動連接，所述的換向閥12位于凹槽中，并與凹槽的內側面接觸，換向閥12的兩端設置有用于擠壓換向閥12的閥門開關頂桿12a，閥門開關頂桿12a與活動手柄Ila連接；所述的馬達導管5內設置有與第一快速接頭4連接的馬達傳動軸6。所述支撐機構7的右端和操作桿10之間通過第二快速接頭4a連接。所述的支撐機構7包括設置在馬達導管5下方的豎直支撐骨架7a、頂點與豎直支撐骨架7a的底端連接的V型支撐骨架7b和設置在豎直支撐骨架7a上端的U型支撐骨架7c。所述的U型支撐骨架7c的一端與豎直支撐骨架7a的頂端連接，另一端與V型支撐骨架7b連接。所述的減速裝置包括通過第一快速接頭4與馬達導管5連接的減速器傳動導管2、設置在減速器傳動導管2內并與馬達傳動軸6連接的減速器傳動軸3、與減速器傳動軸3連接的減速器I。還包括設置在豎直支撐骨架7a底端的鋼制輪13。還包括設置在馬達導管5和氣動馬達8上部的保護罩9。
[0022]實施例1:
[0023]具體的，本實用新型提供了一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，該裝置包括用來支撐整個遠程氣動開關井裝置的支撐機構7，所述支撐機構7上設置有馬達導管5，馬達導管5的左端通過第一快速接頭4連接有減速裝置；馬達導管5的右端設置有氣動馬達8，所述氣動馬達8的右端通過氣路連通管線14與固定連接在支撐機構7右端的操作桿10內的內置氣路連通管線15連接，內置氣路連通管線15的右端連接有換向閥12 ;所述操作桿10的一端連接有操作手柄11，操作手柄11包括一固定手柄Ilb和中部具有凹槽的活動手柄11a，所述的固定手柄Ilb的中部與活動手柄Ila的中部通過轉軸活動連接，所述的換向閥12位于凹槽中，并與凹槽的內側面接觸，換向閥12的兩端設置有用于擠壓換向閥12的閥門開關頂桿12a，閥門開關頂桿12a與活動手柄Ila連接；所述的馬達導管5內設置有與第一快速接頭4連接的馬達傳動軸6。具體的，換向閥12采用二位五通換向閥，氣動馬達8首選EAM360，耗氣量是4500L/min，功率是3.6HP，轉速是600R.P.M，扭矩是43.2Nm。
[0024]壓下活動手柄11a，氣路導通，氣體通過輸氣管線接入換向閥12，然后進入操作桿10，氣體通過操作桿10內的內置氣路連通管線15，接著進入氣路連通管線14，進入氣動馬達8，進而驅動氣動馬達8工作，氣動馬達8通過馬達傳動軸6將動力傳遞給馬達導管5，最終進入減速裝置；減速裝置工作后實現了增大扭矩、改變動力方向的要求，帶動工作端作正反旋轉，并進行水平轉動和上下擺動，輕松扣上閘門，進行閥門開關操作，且該裝置還可以通過操作手柄11使整套裝置進行前進、后退、轉向。從而達到了遠距離迅速搶關失控油氣井口主控閘門的目的，同時有效保護了操作人員的人身安全。
[0025]實施例2:
[0026]在實施例1的基礎上，具體的，支撐機構7的右端和操作桿10之間通過第二快速接頭4a連接，所述的換向閥12通過閥門開關頂桿12a與活動手柄Ila連接。所述的支撐機構7包括設置在馬達導管5下方的豎直支撐骨架7a、頂點與豎直支撐骨架7a的底端連接的V型支撐骨架7b和設置在豎直支撐骨架7a上端的U型支撐骨架7c ；U型支撐骨架7c的一端與豎直支撐骨架7a的頂端連接，另一端與V型支撐骨架7b連接，所述的支撐機構7的右端通過第二快速接頭4a與操作桿10連接。
[0027]上述的減速裝置包括通過第一快速接頭4與馬達導管5連接的減速器傳動導管2、設置在減速器傳動導管2內并與馬達傳動軸6連接的減速器傳動軸3、與減速器傳動軸3連接的減速器1，減速器I優選蝸輪蝸桿減速器，速比是25:1，重量是13KG，輸入86.4Nm，輸出 1080Nm。
[0028]由于整個裝置需要工作人員推動，且在油氣井井口作業，因此為了更為方便、省力的移動該開關井裝置和保證工作人員的安全，該用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置還包括設置在豎直支撐骨架7a底端的鋼制輪13，由于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置是為實現油氣井泄漏造成燃燒爆炸險情的搶險救援的目的而設計的，因此選擇承載能力強且耐高溫的鋼制輪13。
[0029]實施例3:
[0030]在實施例2的基礎上，而為了防塵和美觀，該裝置還包括設置在馬達導管5和氣動馬達8上部的保護罩9。
[0031]用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置的具體工作原理:油氣井口發生泄漏、著火時，搶險人員攜遠程氣動開關井裝置各部件進入事故現場上風向處，分組快速組裝裝置，一組人將兩個快速接頭分別安裝在支撐機構7的兩端后，按照圖1，在第一快速接頭4和第二快速接頭4a之間從左向右依次安裝馬達傳動軸6和氣動馬達8，并在馬達傳動軸6的外部安裝馬達導管5，而馬達傳動軸6通過第一快速接頭4與減速裝置連接，即減速器傳動軸3與第一1決速接頭4連接，減速器傳動軸3的外部安裝減速器傳動導管2，減速器傳動軸3的左端與減速器I連接，同時，將操作桿10與右側的第二快速接頭4a連接，并完成操作桿10與換向閥12的連接，換向閥12設置在活動手柄Ila的凹槽內；另一組人同時將減速器I與工作端安裝(減速器I和工作端也可以預先安裝在減速器傳動軸3上)，工作端即該裝置的作用端，通過控制換向閥12可以使工作端進行閥門的開關操作。
[0032]完成上述組裝后，將事先準備好的移動供氣源(用于向整個裝置輸送氣體，移動供氣源采用氮氣作為氣源，將3-4瓶氮氣瓶連接到高壓管匯，接入移動供氣源，由調壓閥控制氮氣輸出量)通過輸氣管線接入換向閥12，然后進入操作桿10，氣體通過操作桿10內的內置氣路連通管線15、氣路連通管線14進入氣動馬達8，接著通過馬達導管5進入減速器傳動導管2，進而進入減速器I;
[0033]具體的，控制換向閥12的具體操作是:壓下活動手柄11a，進一步引導活動手柄Ila上閥門開關頂桿12a擠壓換向閥12，閥門開關頂桿12a壓入換向閥12后，氣路導通，減壓后的氣體進入氣動馬達8，驅動氣動馬達8工作，氣動馬達8通過馬達傳動軸6將動力傳遞給減速器1，減速器I再驅動工作端作業，減速器I工作后實現了增大扭矩、改變動力方向的要求，帶動工作端作正反旋轉，并進行水平轉動和上下擺動，輕松扣上閘門，進行閥門開關操作，且該裝置還可以通過控制手柄控制機構使整套裝置進行前進、后退、轉向。從而達到了遠距離迅速搶關失控油氣井口主控閘門的目的，同時有效保護了操作人員的人身安全。
[0034]該用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置的有益效果:
[0035]I)無需靠近泄漏及著火現場，可以在距油氣井口 10米外，迅速關閉井口主控閘門，用時僅需80-120秒，并使熱輻射降低到150-200°C的范圍，提高了操作人員的安全保障；
[0036]2)通過減速器減速后工作端轉速達到16r/min，扭矩達到1080Nm，滿足井口閥門開關操作要求；
[0037]3)整套裝置耐高溫設計、可持續在火場作業；
[0038]4)氣動馬達、傳動機構集成在支撐機構上便于組裝；
[0039]5)鋼制輪承載能力強、耐高溫、移動方便；
[0040]6)采用防爆氣動馬達并且使用氮氣驅動(無需電源)，符合易燃易爆場所安全規范；
[0041]7)換向閥控制工作端進行正反向旋轉，實現閥門開關操作；
[0042]8)經過渦輪蝸桿減速器后工作端的轉速能達到16r/min、扭矩能達到800Nm-1080Nm、能達到不間斷運行5min的要求；
[0043]9)整套裝置從組裝到完成閥門開關操作只需5分鐘，能夠迅速、安全、有效的控制險情。
[0044]油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置是為實現油氣井泄漏造成燃燒爆炸險情的搶險救援的目的而設計的，該裝置通過遠程操作保護搶險人員不受燃燒爆炸的傷害，是一種具備防火能力的氣動裝置，亦可廣泛用于大型液動(氣動)球閥緊急情況下的手動執行機構開關作業，使用該裝置，可迅速、安全、有效的控制險情。
[0045]以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設計均屬于本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:包括支撐機構(7)，所述支撐機構(7)上設置有馬達導管(5)，馬達導管(5)的右端設置有氣動馬達(8)，左端通過第一快速接頭(4)連接有減速裝置； 所述氣動馬達(8)的右端通過氣路連通管線(14)與固定連接在支撐機構(7)右端的操作桿(10)內的內置氣路連通管線(15)連接；內置氣路連通管線(15)的右端連接有換向閥(12)； 所述操作桿(10 )的一端連接有操作手柄(11)，操作手柄(11)包括一固定手柄(I Ib )和中部具有凹槽的活動手柄(11a)，所述的固定手柄(Ilb)的中部與活動手柄(Ila)的中部通過轉軸活動連接，所述的換向閥(12)位于凹槽中，并與凹槽的內側面接觸，換向閥(12)的兩端設置有用于擠壓換向閥(12)的閥門開關頂桿(12a)，閥門開關頂桿(12a)與活動手柄(Ila)連接； 所述的馬達導管(5)內設置有與第一快速接頭(4)連接的馬達傳動軸(6)。
2.如權利要求1所述的一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:所述支撐機構(7)的右端和操作桿(10)之間通過第二快速接頭(4a)連接。
3.如權利要求1所述的一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:所述的支撐機構(7)包括設置在馬達導管(5)下方的豎直支撐骨架(7a)、頂點與豎直支撐骨架(7a)的底端連接的V型支撐骨架(7b)和設置在豎直支撐骨架(7a)上端的U型支撐骨架(7c)。
4.如權利要求3所述的一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:所述的U型支撐骨架(7c)的一端與豎直支撐骨架(7a)的頂端連接，另一端與V型支撐骨架(7b)連接。
5.如權利要求1所述的一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:所述的減速裝置包括通過第一快速接頭(4)與馬達導管(5)連接的減速器傳動導管(2)、設置在減速器傳動導管(2)內并與馬達傳動軸(6)連接的減速器傳動軸(3)、與減速器傳動軸(3)連接的減速器(I)。
6.如權利要求1所述的一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:還包括設置在豎直支撐骨架(7a)底端的鋼制輪(13)。
7.如權利要求1所述的一種用于油氣井口搶險的遠程氣動開關井裝置，其特征在于:還包括設置在馬達導管(5)和氣動馬達(8)上部的保護罩(9)。
【文檔編號】E21B34/02GK204252946SQ201420672026
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】丁輝, 王曉明, 曹光榮, 李國聰, 姜丁月, 王安寧, 馮應海, 常家豪, 賈永社, 喻良 申請人:中國石油天然氣股份有限公司