一种全液压智能井口集成装置的制作方法

本发明涉及矿场机械领域，名称为一种全液压智能井口集成装置。

背景技术：

在机械采油中所用的主要设备为有杆抽油设备，日前有杆举升油井占机械采油井总数的95％以上。井口是连通地下油管和地面集输系统的通道，也是原油从地下向地面流动过程中关键的工艺控制装置，必须满足采样、光杆密封、井口压力显示、投球、工艺连接五大功能。现有的机械采油井口是由各种闸阀、光杆密封器、压力表、堵头、管线短节通过焊接或丝扣、法兰连接而成。

目前在生产现场使用的机械采油井口主要存在以下不足：(1)各种闸阀无智能控制功能，无法实现可控的无人值守，特别是采样口、压力表接口、堵头等部位被恶意开启、拆卸。(2)丝扣、法兰连接简单，易拆易卸，易遭受破坏。(3)井口自动对中功能差，盘根盒与光杆不能有效对中；当光杆与井口不垂直时，无法纠正角度；导致盘根盒中的密封件磨损大寿命短，造成原油泄漏、污染环境。(4)光杆意外断脱落井时，井口不能实现自封堵，形成井场及设备大面积污染。(5)原井口密封件使用周期短，更换和紧固困难，劳动大。(6)现有井口功能单一，无法实现投球，吹扫热洗连接困难等问题。这些缺陷给数字化条件下的可控无人值守带来严重制约，也形成很多重大安全环保隐患。

技术实现要素：

因此，为解决上述采油井口存在的技术问题，本申请设计了一种更加安全可靠、环保智能的采油井口。

一种全液压智能井口集成装置，包括自动对中液压密封模块、智能采样模块、多功能球阀。自动对中、可万向调心的液压密封模块套装在油井光杆上与井口油管连接，智能采样模块安装在自动对中液压密封模块左侧，多功能球阀安装在自动对中液压密封模块右侧。

自动对中液压密封模块，包括：磁性止喷球座、锥孔球阀座、磁性止喷阀球、油管短节、摆动球柱、限位挡片、过流阀套、同轴密封圈、主联接套、固定滑板、平面组合密封、顶丝、滑座、弹簧压板、球座滑环、摆动球压板、摆动球座、摆动球对开压环、带阀柱塞、主密封活塞、油堵、斜压盘、滑动垫、六方压帽、主密封压帽、防尘盖、圆垫、主密封填料、液压缸、液压芯套、双通道单向进液阀组、副密封活塞、副密封填料、副密封衬环；油管短节安装在自动对中液压密封模块的底部，且包围在油井光杆上，油管短节顶部安装锥孔球阀座，锥孔球阀座内部安装磁性止喷阀球，磁性止喷阀球左侧安装限位挡片，磁性止喷阀球右侧安装芯轴，磁性止喷阀球顶部安装摆动球柱，摆动球柱顶部内侧安装副密封衬环，副密封衬环顶部安装副密封填料，副密封填料顶部安装副密封活塞，副密封活塞顶部右侧安装双通道单向进液阀组，副密封活塞顶部安装液压芯套，液压芯套顶部安装主密封填料，主密封填料外侧安装液压缸，主密封填料顶部安装斜压盘，斜压盘顶部安装滑动垫，滑动垫顶部安装主密封压帽，主密封压帽顶部安装防尘盖，主密封压帽顶部安装六方压帽，摆动球柱外侧左边安装摆动球座，摆动球座底部外侧安装滑座，滑座底部安装固定滑板，滑座和固定滑板间安装平面组合密封，滑座中部安装顶丝，滑座顶部安装弹簧压板，摆动球座顶部右侧安装摆动球对开压环，摆动球座顶部左侧安装摆动球压板，防尘盖左侧安装油堵。

智能采样模块，包括：取样阀座、取样接口、取样推杆、液压座、推杆液缸、液压油泵、防爆电磁铁、防爆智能盒、取样主套；取样阀座顶部安装取样推杆，取样推杆左侧安装推杆液缸，推杆液缸底部安装液压座，液压座底部安装取样接口，推杆液缸左侧安装防爆电磁铁，防爆电磁铁底部安装液压油泵，防爆电磁铁和液压油泵的外部安装防爆智能盒，取样推杆顶部安装取样主套。

多功能球阀，包括：锥螺纹端盖套、封口方板、吹扫快速接口、单向阀、t型挡圈、星型挡板、单向阀座、挡套、矩形密封环、阶梯密封座、圆弧密封环、阀球、球阀外壳、主体方钢、球阀内密封、清蜡球、储球桶、限流活塞、压力表螺纹座、针阀杆、磁柱密码花键接头、蜗杆、第一深沟球轴承、锥销、蜗轮壳、球阀限位销、蜗轮壳盖、轴用弹性挡圈、球阀标向轴、第二深沟球轴承、半圆键、蜗轮、蜗杆端头套、双密封套、球阀花键轴；锥螺纹端盖套左侧由封头圆螺栓固定安装封口方板，封口方板左侧安装吹扫快速接口，吹扫快速接口左侧安装星型挡板，星型挡板左侧安装单向阀座，单向阀座左侧安装t型挡圈，单向阀座内安装单向阀，单向阀顶部安装挡套，挡套左侧安装矩形密封环，矩形密封环底部安装阶梯密封座，矩形密封环左侧安装阀球，阀球底部安装球阀外壳，球阀外壳和阀球间安装圆弧密封环，球阀外壳底侧安装主体方钢，阀球顶部左侧安装球阀内密封，阀球顶部安装储球桶，储球桶内装有清腊球，锥螺纹端盖顶部安装针阀杆，针阀杆顶部安装压力表螺纹座，针阀杆底部安装限流活塞，阀球内安装球阀花键轴，球阀花键轴外侧安装双密封套，球阀花键轴右侧安装蜗杆，蜗杆上套装蜗轮蜗轮顶部安装蜗杆端头套，蜗轮内侧安装半圆键，半圆键右侧安装第二深沟球轴承，第二深沟球轴承右侧安装蜗轮壳盖，蜗轮壳盖内侧安装球阀标向轴，蜗轮壳盖和球阀标向轴间安装轴用弹性挡圈，蜗杆中部安装第一深沟球轴承，蜗杆顶部安装磁柱密码花键接头，蜗杆右侧安装蜗轮壳，蜗轮壳右侧安装球阀限位销。

本装置实施中，它具有降低成本、智能控制、安装方便、易操控、免维护周期长、保护环境等优点。特别是在低渗透油田边缘区块开发过程中，为单井采油集输和无人化值守输液，开辟了一条智能、高效、安全环保的途径。

附图说明：

图1为一种全液压智能井口集成装置的结构示意图。

图2为图1中a部分的放大图。

图3为图1中b部分的放大图。

图4为图1中c部分的放大图。

图5为图1中d部分的放大图。

图6为图5中a-a面的剖视图。

图7为图6中e-e面的剖视图。

图中：a部分和b部分上下组合为自动对中液压密封模块，c部分为防盗采样模块，d部分为防恶意操作球阀，锥螺纹端盖套1、封口方板3、吹扫快速接口4、单向阀5、t型挡圈6、星型挡板7、单向阀座8、挡套10、矩形密封环12、阶梯密封座13、圆弧密封环14、阀球15、球阀外壳16、钢保护层17、扁方芯轴22、锥孔球阀座23、磁性止喷阀球24、油管短节25、摆动球柱27、限位挡片28、取样阀座33、取样接口35、取样推杆36、液压座40、推杆液缸41、液压油泵43、防爆电磁铁44、防爆智能盒45、取样主套52、主联接套54、固定滑板56、平面组合密封57、顶丝58、滑座60、弹簧压板61、球座滑环63、摆动球压板64、摆动球座67、摆动球对开压环68、带阀柱塞72、主密封活塞74、油堵78、斜压盘79、滑动垫80、六方压帽81、主密封压帽83、防尘盖85、圆垫89、主密封填料90、液压缸92、液压芯套94、双通道单向进液阀组99、副密封活塞102、副密封填料105、副密封衬环106、球阀内密封110、清蜡球112、储球桶114、限流活塞119、压力表螺纹座120、针阀杆125、磁柱密码花键接头126、蜗杆127、第一深沟球轴承128、锥销129、蜗轮壳130、球阀限位销131、蜗轮壳盖134、轴用弹性挡圈135、球阀标向轴136、第二深沟球轴承139、半圆键142、蜗轮143、蜗杆端头套144、双密封套149、球阀花键轴150。

具体实施方式：

请参看如图1所示的一种全液压智能井口集成装置，包括自动对中液压密封模块、智能采样模块、多功能球阀，自动对中液压密封模块套装在油井光杆上，智能采样模块安装在自动对中液压密封模块左侧，多功能球阀安装在自动对中液压密封模块右侧。

请参看如图2、图3所示的自动对中液压密封模块，包括：扁方芯轴22、锥孔球阀座23、磁性止喷阀球24、油管短节25、摆动球柱27、限位挡片28、主联接套54、固定滑板56、平面组合密封57、顶丝58、滑座60、弹簧压板61、球座滑环63、摆动球压板64、摆动球座67、摆动球对开压环68、带阀柱塞72、主密封活塞74、油堵78、斜压盘79、滑动垫80、六方压帽81、主密封压帽83、防尘盖85、圆垫89、主密封填料90、液压缸92、液压芯套94、双通道单向进液阀组99、副密封活塞102、副密封填料105、副密封衬环106；油管短节25安装在自动对中液压密封模块的底部，且包围在油井光杆上，油管短节25顶部安装锥孔球阀座23，锥孔球阀座23内部安装磁性止喷阀球24，磁性止喷阀球23左侧安装限位挡片28，磁性止喷阀球23右侧安装扁方芯轴22，磁性止喷阀球24顶部有磁性环，磁性环安装在摆动球柱27上，摆动球柱27顶部内侧安装副密封衬环106，副密封衬环106顶部安装副密封填料105，副密封填料105顶部安装副密封活塞102，副密封活塞102顶部右侧安装双通道单向进液阀组99，副密封活塞102顶部安装液压芯套94，液压芯套94顶部安装主密封填料90，主密封填料90外侧安装液压缸92，主密封填料90顶部安装斜压盘79，斜压盘79顶部安装滑动垫80，滑动垫80顶部安装主密封压帽83，主密封压帽83顶部安装防尘盖85，主密封压帽83内侧安装六方压帽81，摆动球柱27外侧左边安装摆动球座67，摆动球座67底部外侧安装滑座60，滑座60底部安装固定滑板56，滑座60和固定滑板56间安装平面组合密封57，滑座60中部安装顶丝58，滑座60顶部安装弹簧压板61，摆动球座67顶部右侧安装摆动球对开压环68，摆动球座67顶部左侧安装摆动球压板64，防尘盖85左侧安装油堵78。

调偏液压密封器内部带阀柱塞在抽油杆往复工作中，增加液压力，压紧主密封件，结合现场工况压紧力以理论最优值设定，超过设定压紧力后通过溢流阀泄压，并可调整设定值，避免压紧力的现场操作的过大或过小，延长密封件使用寿命及效果，提高完好周期。

当密封器主密封件需要维护更换时，副密封的增压泵工作，提高副密封压紧力密封抽油杆，拆开主密封压盖，取出主填料更换，更换后电磁阀换位卸压，开始工作后在带阀柱塞提升液压力作用下，主密封部分开始工作。

密封器中的防喷机构在光杆意外脱落时，磁性止喷阀球在磁力的作用下旋转，与摆动球柱密封，可自动、即时关井。

偏心自调节机构工作范围大，适应不同油井、不同抽汲工况，可有效延长抽油杆和密封件的完好周期。

请参看如图4所示的智能采样模块，包括：取样阀座33、取样接口35、取样推杆36、液压座40、推杆液缸41、液压油泵43、防爆电磁铁44、防爆智能盒45、取样主套52；取样阀座33顶部安装取样推杆36，取样推杆36左侧安装推杆液缸41，推杆液缸41底部安装液压座40，液压座40底部安装取样接口35，推杆液缸41左侧安装防爆电磁铁44，防爆电磁铁44底部安装液压油泵43，防爆电磁铁44和液压油泵43的外部安装防爆智能盒45，取样推杆36顶部安装取样主套52。

需取样时，控制液压泵工作和电磁阀换位，液压油推动取样杆，液体流出完成取样。

请参看如图5、图6、图7所示的多功能球阀，包括：锥螺纹端盖套1、封口方板3、吹扫快速接口4、单向阀5、t型挡圈6、星型挡板7、单向阀座8、挡套10、矩形密封环12、阶梯密封座13、圆弧密封环14、阀球15、球阀外壳16、主体方钢17、球阀内密封110、清腊球112、储球桶114、限流活塞119、压力表螺纹座120、针阀杆125、磁柱密码花键接头126、蜗杆127、第一深沟球轴承128、锥销129、蜗轮壳130、球阀限位销131、蜗轮壳盖134、轴用弹性挡圈135、球阀标向轴136、第二深沟球轴承139、半圆键142、蜗轮143、蜗杆端头套144、双密封套149、球阀花键轴150；锥螺纹端盖套1左侧由封头螺栓固定安装封口方板3，封口方板3左侧安装吹扫快速接口4，吹扫快速接口4左侧安装星型挡板7，星型挡板7左侧安装单向阀座8，单向阀座8左侧安装t型挡圈6，单向阀座8内安装单向阀5，单向阀5顶部安装挡套10，挡套10左侧安装矩形密封环12，矩形密封环12底部安装阶梯密封座13，矩形密封环12左侧安装阀球15，阀球15底部安装球阀外壳16，球阀外壳16和阀球15间安装圆弧密封环14，球阀外壳16底侧安装主体方钢17，阀球15顶部左侧安装球阀内密封110，阀球15顶部安装储球桶114，储球桶114内装有清腊球112，锥螺纹端盖1顶部安装针阀杆125，针阀杆125顶部安装压力表螺纹座120，针阀杆125底部安装限流活塞119，阀球15内安装球阀花键轴150，球阀花键轴150外侧安装双密封套149，球阀花键轴150右侧安装蜗杆127，蜗杆127上套装蜗轮143，蜗轮143顶部安装蜗杆端头套144，蜗轮143内侧安装半圆键142，半圆键142右侧安装第二深沟球轴承139，第二深沟球轴承139右侧安装蜗轮壳盖134，蜗轮壳盖134内侧安装球阀标向轴136，蜗轮壳盖134和球阀标向轴136间安装轴用弹性挡圈135，蜗杆127中部安装第一深沟球轴承128，蜗杆127顶部安装磁柱密码花键接头126，蜗杆127右侧安装蜗轮壳130，蜗轮壳130右侧安装球阀限位销131。

多功能球阀可实现阀门投球功能，球阀芯内通孔为水平时为正常生产使用流程，投球时较大开口旋转至上部，放入球后旋转至正常流程后，由液体推出至管线。投球口可连接存球桶，配合电动球阀控制，实现一次放球，连续投球功能。球阀为涡轮蜗杆配合转动阀芯开启关闭，旋转扭矩小，可连接电动机使用，实现远程操作。开启关闭时需使用专用电磁工具，得电后磁铁互相吸合，连接蜗杆传动。

在压力表下限流活塞的作用下，拆除压力表时接头部位无液体流出，防止盗取液体和恶意破坏。正常更换压力表时，按照截断安全要求，旋入针阀杆阻挡油路，拆除压力表。

吹扫接口，内部有单向阀和挡圈构成，防止人为破坏盗取液体。当接口连接压力低于内部流程压力时，单向阀工作封闭。

本发明还具有以下优点：

1、自动对中液压密封模块、智能采样模块、多功能球阀能够组合应用，也可以结合需求单独模块使用实现功能。

2、智能采样模块和多功能球阀的部件全部集成在金属保护层内部，并填充保温固定泡沫，外观简洁，有保温防震效果，防外力破坏能力强。

3、自动对中液压密封模块，与集成在金属保护层内的两大模块分体式连接，便于现场安装及拆卸。

4、液压密封器部分集成密封、万向调心、防喷多功能一体，且结构简单，节能，环保。

5、多功能球阀模块集投球、吹扫、热洗、防盗、测压、生产等功能一体，智能电动控制，未授权无法操作。

6、智能液压取样装置结构合理，通过液压泵和三位四通电磁阀配合。给副密封提供液压力，又满足取样需要同时并有智能作用。

7、智能取样模块取样口，可配合连接单量仪、含水分析仪等作业。

8、当未关闭压力表油路时，压力表被拆除后，滑块移动自动关闭油路。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的指导下，可以对本发明做出一些修改和调整。这些修改和调整也应当在本发明权利要求所限定的范围内。