专利名称：闸板防喷器自动锁紧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田开发技术领域，是一种闸板防喷器的锁紧装置。特别是一种通过液压操纵方式进行锁紧的，能防止防喷器密封井压时闸板自动打开的锁紧装置。由液缸、活塞、螺杆、锁紧螺母，以及离合器等所组成。本实用新型具有良好的锁紧功能，有很好的实用价值。适合在液压闸板防喷器上推广使用。
背景技术：
在石油钻井、修井过程中，为了预防井喷事故发生，需要安装井控装置。防喷器是井控装置中的重要组成部分。防喷器种类很多，其中有闸板防喷器。所有的闸板防喷器均设有闸板锁紧装置，以防止关闭闸板后，卸去液压，密封井压时，闸板自动打开。闸板锁紧装置分为手动和液压两种类型。
目前，以美国歇福尔公司的SL、LWS型液压闸板锁紧装置和喀麦隆公司的液压闸板锁紧装置应用比较广泛。歇福尔的液压闸板锁紧装置工作原理是当关闭闸板时，液压先将主活塞推到底。内部小活塞在液压作用下再前移，头部锥面将活塞上的四块楔形锁紧块从孔中推到工作缸的凹槽内自动锁紧。液压泄去后，弹簧力保持锁紧。当开启闸板时，先推动小活塞向后解锁，楔形块复位，大活塞即可打开。由于采用楔形块锁紧，当闸板磨损时，锁紧效果不好。喀麦隆的液压闸板锁紧装置工作原理是锁紧活塞为楔形，头部有孔。当打开闸板时，锁紧轴退进孔内。关闭闸板时，活塞带锁紧轴向前，液压油进入楔形活塞内部柱塞孔，使楔形活塞锁紧，其斜面顶住锁紧轴头部。这种锁紧装置能自行补偿闸板的磨损。但存在油路机构复杂，操作繁琐，锁紧活塞等零件加工精度要求高，易损坏，闸板密封行程短的缺点。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种闸板防喷器液压锁紧装置，改进液压锁紧结构，使之能完成闸板关闭后的自动锁紧，防止防喷器闸板关闭，卸掉液压后，闸板自动打开，还具备当闸板开启时能自动解锁，并且锁紧与解锁动作灵活，安全可靠。克服原有液压锁紧装置闸板密封行程短小，油路机构复杂，操作繁琐的不足。
本实用新型为解决其技术问题所采取的方案是闸板防喷器液压锁紧装置由侧门、液缸、活塞、螺杆、锁紧螺母，以及离合器等所组成，有两条液压通道，一条通道在侧门上为活塞提供开启闸板的液压动力；同时，此液压通道还经过液缸、离合器缸体，给离合器活塞提供打开离合器的动力。一条液压通道经过侧门、液缸壁和离合器缸体，为活塞提供关闭闸板的液压动力。液缸长度在300-400毫米之间。液缸内有活塞，活塞直径在300-400毫米之间。防喷器闸板轴端部与活塞中心连接。防喷器闸板轴端部沿中心线固定有一个螺杆。螺杆长度为400-500毫米之间，直径为50-70毫米之间。活塞在液压动力推动下可以往复运动，带动闸板轴和螺杆往复运动。螺杆上有锁紧螺母，锁紧螺母外部有轴承。锁紧螺母端部固定有一个带有中心孔的前离合器环。螺杆直线运动带动锁紧螺母在螺杆上旋转，同时带动前离合器环旋转。前离合器环与后离合器环配合，前离合器环与后离合器环均为圆环状，其配合面均有棘齿。后离合器环上有定位销和弹簧，弹簧压后离合器环，前、后离合器环啮合。离合器缸体内有离合器活塞，离合器活塞可以推动后离合器环，使前、后离合器环脱离接触。只有在前、后离合器环脱离接触时，前离合器和锁紧螺母才能反向旋转，即进入解锁状态。缸盖、离合器缸体和液缸固定在侧门上。
为了使锁紧螺母固定牢固，旋转灵活，在锁紧螺母外侧有两个轴承，一个在锁紧螺母与离合器缸体之间，一个在锁紧螺母与轴承盖之间。轴承盖固定在离合器缸体上。
为了能观察闸板的开关状态及动作，在缸盖的端部有显示装置。显示装置是在缸盖的端部固定有显示液缸。缸盖的端部孔内有显示杆，显示杆中心有孔，孔是高压液体通道。显示杆中部是活塞。显示液缸有通孔，显示杆穿过通孔。当打开闸板时，闸板轴和螺杆移动并将显示杆推出。这时从外部可以观察到显示杆推出，判断防喷器被彻底打开。当关闭闸板时，高压液体从显示杆中心孔进入显示缸，推动显示杆收回。从外部观察显示杆进出情况，可以判断防喷器是开是关。
为了使闸板轴与螺杆固定牢固，防止螺杆转动，可以采用螺钉和防转环将螺杆和闸板轴连接在一起。
为了活塞与液缸之间密封，在液缸和活塞之间有活塞环；在离合器活塞与离合器缸体之间有密封圈。
本实用新型的有益效果是本实用新型闸板防喷器自动锁紧装置，由于采用棘齿离合器形式，不仅能完成防喷器闸板关闭后的自动锁紧，防止防喷器关闭闸板，卸去液压后闸板自动打开，当闸板开启时能自动解锁，并且锁紧与解锁动作无需人工操作，锁紧整个过程灵活，安全可靠。还具备闸板开闭显示功能。克服了原有液压锁紧装置结构复杂，操作繁琐；闸板密封行程短，油路机构复杂；锁紧活塞等零件加工困难，易损坏等缺点。
附图1是本实用新型结构剖面示意图。是本实用新型的一个实施例。
附图2是后离合器环的示意图。
附图3是后离合器环棘齿示意图。
附图1中，1.螺母，2.缸盖，3.弹簧，4.后离合器环，5.密封圈，6.离合器活塞，7.离合器缸体，8.前离合器环，9.密封圈，10.螺钉，11.锁紧螺母，12.液缸，13.闸板轴，14.侧门，15.活塞，16.防转环，17.螺杆，18.轴承盖，19.轴承，20.轴承，21.螺栓，22.密封圈，23.定位销，24.固定螺栓，25.螺栓，26.显示杆，27.显示液缸，28.密封圈。
具体实施方式
实施例1附图1所示，闸板防喷器自动锁紧装置，缸盖(2)、离合器缸体(7)和液缸(12)，采用固定螺栓(24)固定在侧门(14)上。为保证油路的密封性，采用密封圈(9)密封。侧门(14)内有两条液压通道(A)(B)，直径为20毫米。一条液压通道(B)在侧门(14)上为活塞(15)提供开启闸板的液压动力；同时此液压通道还经过液缸(12)壁和离合器缸体(2)为离合器活塞(6)提供液压动力。一条液压通道(A)经过侧门(14)、液缸(12)壁和离合器缸体(7)为活塞(15)提供关闭闸板的液压动力。液缸(12)长度300毫米。液缸(12)内有一个活塞(15)，活塞(15)直径在300毫米。防喷器闸板轴端部与活塞(15)中心连接。防喷器闸板轴端部沿中心线固定有一个螺杆(17)。采用螺栓和防转环(16)，固定螺杆(17)和闸板轴(13)。螺杆长度为400毫米，T形螺纹，外径为60毫米。螺杆(17)上有锁紧螺母(11)，锁紧螺母(11)的螺纹与螺杆(17)配合。锁紧螺母(11)和螺杆(17)采用非自锁多头螺纹。锁紧螺母(11)外侧有两个推力轴承(20)(19)。一个轴承(20)在锁紧螺母(11)与离合器缸体(6)之间，一个推力轴承(19)在锁紧螺母(11)与轴承盖(18)之间。用螺钉(10)将轴承盖(18)固定在离合器缸体(6)上。螺杆(17)往复运动时，锁紧螺母(11)原地旋转。锁紧螺母(11)端部用螺栓(21)固定有一个带有中心孔的前离合器环(8)，中心孔直径是70毫米。锁紧螺母(11)在螺杆(17)上旋转，同时带动前离合器环(8)旋转。前离合器环(8)与后离合器环(4)均为圆环状，(附图2)其配合面均匀分布有棘齿。后离合器环(4)上有8个定位销(23)，每个定位销(23)上套一个弹簧(3)，弹簧(3)推后离合器环(4)，使前、后离合器环(8)(4)啮合在一起。前离合器环(8)和后离合器环(4)的棘齿单向传递动力。在液压通道(A)提供高压液体，活塞(15)、螺杆(17)和闸板轴(13)向右移动时，前离合器环(4)与锁紧螺母(11)顺时针旋转，即顺棘齿的方向旋转。离合器缸体(7)内有离合器活塞(6)，活塞(6)上有密封圈(5)(22)。离合器活塞(6)向右移动，能使前、后离合器环(8)(4)啮合。在液压通道(B)提供高压液体，活塞(15)、螺杆(17)和闸板轴(13)向左移动时，前、后离合器环(8)(4)脱离接触，前离合器(8)和锁紧螺母(11)才能逆时针旋转。经现场使用，本实用新型闸板防喷器液压锁紧装置，在液压换向阀控制下，只需5-8秒钟完成开关、动作。在防喷器液控压力卸压后，闸板轴(13)绝不会自动打开。
实施例2基本与实施例1相同，不同点是为了从外部了解防喷器闸板是否已经彻底打开，在缸盖(2)的端部设有一个显示装置。显示装置是在缸盖(2)的端部固定有一个显示液缸(27)。缸盖(2)的端部孔内有显示杆(26)，显示杆(26)长度150毫米。显示杆(26)中心有T字形的孔，孔是高压液体通道。显示杆(26)中部直径为50毫米，是个活塞。显示液缸(27)有通孔，显示杆(26)穿过通孔。显示杆(26)与缸盖(2)之间有密封圈(28)；显示杆(26)与显示液缸(27)之间有密封圈(28)。当打开闸板时，闸板轴(13)和螺杆(17)移动，接近并将显示杆(26)推出，判断防喷器被彻底打开。当关闭闸板时，高压液体从显示杆(26)中心孔进入显示液缸(27)，推动显示杆(26)收回，判断防喷器闸板为关闭状态。
权利要求1.一种闸板防喷器自动锁紧装置，主要由侧门(14)、液缸(12)、活塞(15)、螺杆(17)、缩紧螺母(11)，以及离合器等所组成，其特征在于在侧门(14)上有两条液压通道(A)(B)，一条通道(B)在侧门(14)上，同时此液压通道(B)还经过液缸、离合器缸体，一条液压通道(A)经过侧门、液缸壁和离合器缸体，液缸(12)长度在300-400毫米之间，液缸(12)内有活塞(15)，活塞(15)直径在300-400毫米之间，防喷器闸板轴(13)端部与活塞(15)中心连接，防喷器闸板轴(13)端部沿中心线固定有一个螺杆(17)，螺杆(17)长度为400-500毫米之间，直径为50-70毫米之间，螺杆(17)上有锁紧螺母(11)，锁紧螺母(11)外部有轴承(19)(20)，锁紧螺母(11)端部固定有一个带有中心孔的前离合器环(8)，前离合器环(8)与后离合器环(4)配合，前离合器环(8)与后离合器环(4)均为圆环状，其配合面均有棘齿，后离合器环(4)上有定位销(23)和弹簧(3)，弹簧(3)压紧后离合器环(4)，前、后离合器环(8)(4)啮合，采用固定螺栓(24)将缸盖(2)、离合器缸体(7)和液缸(12)固定在壳体(14)上。
2.如权利要求1所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于在锁紧螺母(11)外侧有两个轴承(19)(20)，一个轴承(20)在锁紧螺母(11)与离合器缸体(7)之间，一个轴承(19)在锁紧螺母(11)与轴承盖(18)之间。采用螺钉(10)将轴承盖(18)固定在离合器缸体(7)上。
3.如权利要求1所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于在缸盖(2)的端部有显示装置，显示装置是在缸盖(2)的端部固定有显示液缸(27)，缸盖(2)的端部孔内有显示杆(26)，显示杆(26)中心有孔，显示杆(26)中部为活塞，显示液缸(27)有通孔，显示杆(26)穿过通孔。
4.如权利要求3所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于显示杆(26)与缸盖(2)之间有密封圈(28)；显示杆(26)与显示液缸(27)之间有密封圈(28)。
5.如权利要求1、或2、或3所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于锁紧螺母(11)与前离合器环(8)的固定方式是采用螺栓(21)固定。
6.如权利要求1、或2、或3所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于采用螺钉和防转环(16)将螺杆(17)和闸板轴(13)连接在一起。
7.如权利要求1、或2、或3所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于锁紧螺母(11)和螺杆(17)采用非自锁多头螺纹。
8.如权利要求1、或2、或3所述的闸板防喷器自动锁紧装置，其特征在于前离合器环(8)和后离合器环(4)的棘齿单向传递动力。
专利摘要一种闸板防喷器自动锁紧装置。应用于闸板防喷器，防止防喷器密封井压时闸板自动打开。特征是有两条液压通道。液缸内有活塞。防喷器闸板轴端部与活塞中心连接。防喷器闸板轴端部沿中心线固定有螺杆。螺杆上有锁紧螺母，锁紧螺母外部有轴承。锁紧螺母端部固定有带有中心孔的前离合器环。前离合器环与后离合器环配合，前离合器环与后离合器环均为圆盘状，其配合面有棘齿。后离合器环上有定位销和弹簧，前、后离合器环啮合。离合器缸体内有离合器活塞，推动后离合器环，使前、后离合器环脱离接触。效果是，防喷器闸板关闭后自动锁紧，锁紧与解锁过程灵活，安全可靠。
文档编号E21B33/03GK2799847SQ20052000027
公开日2006年7月26日 申请日期2005年1月10日 优先权日2005年1月10日
发明者赵荣军, 许宏奇, 苏尚文, 孟宪宁, 郑传周, 杨永宁 申请人:河北华北石油荣盛机械制造有限公司