连续油管四闸板防喷器全封装置的制作方法

本发明涉及一种四闸板防喷器全封装置及方法，特别涉及一种连续油管四闸板防喷器全封装置。

背景技术：

在石油生产中的连续油管的施工过程中，4fz防喷器，也就是四闸板防喷器，是一种必须安装的安全防护装置，在这个装置中，连续油管四闸板防喷器在连续油管作业中有着举足轻重的地位，用来防止连续油管作业过程中出现井喷的设备。配置四闸板总成，可实现井口无管密封，油管剪切、油管悬挂、有管密封；适用于高压井口和h2s工作环境，采用液压驱动，响应速度快，并有手动锁紧，安全系数高。

其中，全封起着剪切后休井时的安全保障作用，实现井口无管密封，但在4fz防喷器中，由于现有的全封的密封方式，采用的是液压与手动相结合的方式，由于采用机械方式，因此常常作为一种当液控方式失控时的一种备选方案，所以不常用，而常用的液压方式由于一些井的休井时间过长，常常会发生因为季节或天气的巨变而产生喷井的事故，这样，不仅会对环境造成严重的污染，有时也会对人身造成巨大的伤害。

中国专利文献公开号为206290235u，专利名称为《连续油管四闸板防喷器》，其壳体内腔中自上而下依次安装有全封闸板、剪切闸板、悬挂闸板及半封闸板，所述壳体两侧对称安装有四组液缸，且液缸中均装有活塞；所述活塞内端分别通过挂台与各自对应的全封闸板、剪切闸板、悬挂闸板及半封闸板后端活动连接。其中，所述全封闸板由两个对称结构的全封闸板体组成，且全封闸板体的下方均具有方槽；所述全封闸板体内端均通过导向键嵌装有全密封块，所述全密封块由上下垫铁与夹持在上下垫铁之间的全密封橡胶块构成，所述全密封橡胶块前端的上下边缘与上下垫铁前端面平齐，且其前端密封面为凸出圆弧面；所述全封闸板体外壁上半部嵌装有弧形顶密封块，且弧形顶密封块为带斜度的唇形橡胶助封结构。其采用液压驱动，手轮锁紧，虽然提升了安全系数，但是还是存在长时间的封井，出现液压失灵时，导致出现漏油或者喷井的事故出现。

中国专利文献公开号为202090881u，专利名称为《整体式全封闸板的液动双闸板防喷器》，由壳体、相互平行的上层闸板系统和下层闸板系统所组成，壳体内上层闸板系统中的上层闸板是两块对称的半封闸板，采用常用的两边对称的液压驱动和手动锁定机构，从壳体内井口通道的两侧向中间封堵防喷；下层闸板系统中的下层闸板是一块整体式全封闸板，采用一侧不对称的全液压驱动机构，从壳体内井口通道的一侧向另一侧进行封堵防喷；其中：两块对称的上层闸板，均是钢铁件夹橡胶件的复合式闸板，依靠夹在闸板上方和中间的橡胶件，与壳体内的上层闸板活动室和井口通道内的钻杆或油管软接触密封；下层闸板为整体的合金结构钢零件，与安装在壳体内下层闸板活动室与井口通道交汇处上面和下面的两只弹性阀座硬接触密封。该专利采用了整体式全封闸板，但是其驱动方式是在防喷器的外侧加装了下层闸板活动室，不仅增大了井口装置的体积，而且还是在封井时通过液压的方式推动下层闸板进入弹性阀座实现全封，另外，该结构设计也并不是适用于连续油管专用的四闸板防喷器用的封井器中。

因此，针对这种现象，本发明采用了全通径闸板密封的方式，来完成连续油管的专用封井器。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种连续油管四闸板防喷器全封装置，本发明的密封闸板的密封会随井下的压力的升高密封更严，而井上的液控压力可以彻底释放，全封的效果好。

本发明提到的一种连续油管四闸板防喷器全封装置，其技术方案是：包括主壳体（19）和液压缸（20），在主壳体（19）的内腔从上往下依次安装全封装置、剪切装置、悬挂装置和半封装置，在主壳体（19）的外侧安装有液压缸（20），用于驱动全封装置、剪切装置、悬挂装置或半封装置动作，所述的全封装置包括上接头（1）、全封外缸套（2）、闸板固定螺栓（3）、闸板转轴（4）、闸板开启活塞组（5）、连接油嘴（6）、密封橡胶（7）、密封载体（8）、闸板关闭支架（9）、回力弹簧（10）、切挂本体（11），通过全封外缸套（2）将上接头（1）、切挂本体（11）固定连接，且上接头（1）和切挂本体（11）之间设有闸板转动的空腔，在上接头（1）下端的一侧设有闸板固定螺栓（3），通过闸板转轴（4）活动连接圆形的密封载体（8），且在密封载体（8）的上表面设有密封橡胶（7），用于与上接头（1）的下端面密封；在上接头（1）的另一侧设有闸板开启活塞组（5），且在闸板开启活塞组（5）的上侧空腔连通到全封外缸套（2）外侧的连接油嘴（6），并通过连接油嘴（6）与液压缸（20）连通，所述闸板开启活塞组（5）的下端面与密封载体（8）接触；所述的切挂本体（11）的上侧设有多个回力弹簧（10），回力弹簧（10）的上端连接圆环形的闸板关闭支架（9），封井时，通过闸板关闭支架（9）和回力弹簧（10）将密封载体（8）支撑在上接头（1）的下端面实现密封；修井时，通过液压驱动闸板开启活塞组（5）下移，并推开密封载体（8），进一步下压，使密封载体（8）绕着闸板转轴（4）转动，连续油管可以沿着上接头（1）内腔下入井下。

优选的，上述闸板关闭支架（9）包括连接盘（9.1）和导向轴（9.2），所述连接盘（9.1）为圆环形结构，在连接盘（9.1）的下侧固定多个导向轴（9.2），导向轴（9.2）向下伸出，并插入到切挂本体（11）上的预留圆柱形槽内，导向轴（9.2）可以沿着预留圆柱形槽上下移动，连接盘（9.1）向下移动时，密封载体（8）绕着闸板转轴（4）向下转动。

优选的，上述导向轴（9.2）的下部分设有预留孔，在导向轴（9.2）的预留孔与切挂本体（11）的预留圆柱槽之间设有回力弹簧（10）。

优选的，上述导向轴（9.2）外侧设有回力弹簧（10），回力弹簧（10）的下端设置在切挂本体（11）的上端部，回力弹簧（10）的上端与连接盘（9.1）的下表面接触。

优选的，上述全封外缸套（2）与上接头（1）之间设有一圈液压油槽（21），且所述的闸板开启活塞组（5）与液压油槽（21）之间设有连通孔，使液压缸（20）的液压油通过连接油嘴（6）、液压油槽（21）和连通孔，推动闸板开启活塞组（5）向下移动。

优选的，上述闸板开启活塞组（5）设有六组活塞。

优选的，上述导向轴（9.2）设有六根。

优选的，上述密封载体（8）的外径大于密封橡胶（7）的外径，所述密封橡胶（7）的外径大于上接头（1）的内径；所述密封载体（8）的外径小于闸板关闭支架（9）的外径。

优选的，上述半封装置包括环封外缸套（14）、坐封活塞（15）、环形半封（16）、下接头（17）、密封衬套（18），环封上接头（22）与下接头（17）之间通过环封外缸套（14）固定连接，在环封上接头（22）的内壁设有密封衬套（18），在环封外缸套（14）与密封衬套（18）之间设有坐封活塞（15），在坐封活塞（15）与下接头（17）之间设有环形半封（16），在环封外缸套（14）外侧设有液压油嘴（23），通过液压驱动坐封活塞（15）下移，使环形半封（16）挤压连续油管实现环封。

优选的，上述环形半封（16）为半圆环形结构，且在外侧中部设有凹槽。

本发明的有益效果是：一是本发明提供的全封装置更加安全可靠，由于油井出现井喷的动力源来自于井下地层，井下的动力越大，密封越严密，密封效果越好；而且，全封时不受液压缸出现故障的影响，只有在需要修井或开启油井时，才需要开启液压缸，通过液压力打开密封载体，并在开启密封载体时对回力弹簧进行压缩蓄力，当需要全封油井时，只需要从井口抽出修井工具或者连续油管，即可以在回力弹簧的作用下将密封载体推至上接头的下端面，实现密封，其操作使用方便；

二是由于全封装置采用竖式结构，即去掉了一个双翼，使得作业空间得到了扩展，大大降低了作业中的人身创伤事故等；也使整个装置的重量大大的降低了，这样，作业中的难度降低了加工费用。

总之，本发明的改进比原有的4fz防喷器更安全可靠，使用更方便，加工费用更低，重量更轻。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是a-a结构示意图；

附图3是b-b结构示意图；

附图4是密封载体与闸板关闭支架下降时的状态示意图；

附图5是密封载体完全开启的局部示意图；

附图6是本发明的实施例2的结构示意图；

附图7是本发明的实施例3的结构示意图；

上图中：上接头1、全封外缸套2、闸板固定螺栓3、闸板转轴4、闸板开启活塞组5、连接油嘴6、密封橡胶7、密封载体8、闸板关闭支架9、回力弹簧10、切挂本体11、切刀12、卡瓦13、环封外缸套14、坐封活塞15、环形半封16、下接头17、密封衬套18、主壳体19、液压缸20、液压油槽21、环封上接头22、液压油嘴23、连续油管24，连接盘9.1和导向轴9.2。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1-5，本发明提到的一种连续油管四闸板防喷器全封装置，其技术方案是：包括主壳体19和液压缸20，在主壳体19的内腔从上往下依次安装全封装置、剪切装置、悬挂装置和半封装置，在主壳体19的外侧安装有液压缸20，用于驱动全封装置、剪切装置、悬挂装置或半封装置动作，其改进之处是：所述的全封装置包括上接头1、全封外缸套2、闸板固定螺栓3、闸板转轴4、闸板开启活塞组5、连接油嘴6、密封橡胶7、密封载体8、闸板关闭支架9、回力弹簧10、切挂本体11，通过全封外缸套2将上接头1、切挂本体11固定连接，且上接头1和切挂本体11之间设有闸板转动的空腔，在上接头1下端的一侧设有闸板固定螺栓3，通过闸板转轴4活动连接圆形的密封载体8，且在密封载体8的上表面设有密封橡胶7，用于与上接头1的下端面密封；在上接头1的另一侧设有闸板开启活塞组5，且在闸板开启活塞组5的上侧空腔连通到全封外缸套2外侧的连接油嘴6，并通过连接油嘴6与液压缸20连通，所述闸板开启活塞组5的下端面与密封载体8接触；所述的切挂本体11的上侧设有多个回力弹簧10，回力弹簧10的上端连接圆环形的闸板关闭支架9，封井时，通过闸板关闭支架9和回力弹簧10将密封载体8支撑在上接头1的下端面实现密封；修井时，通过液压驱动闸板开启活塞组5下移，并推开密封载体8，进一步下压，使密封载体8绕着闸板转轴4转动，连续油管可以沿着上接头1内腔下入井下。

参照附图3，本发明的闸板关闭支架9包括连接盘9.1和导向轴9.2，所述连接盘9.1为圆环形结构，在连接盘9.1的下侧固定多个导向轴9.2，导向轴9.2向下伸出，并插入到切挂本体11上的预留圆柱形槽内，导向轴9.2可以沿着预留圆柱形槽上下移动，连接盘9.1向下移动时，密封载体8绕着闸板转轴4向下转动。

其中，导向轴9.2的下部分设有预留孔，在导向轴9.2的预留孔与切挂本体11的预留圆柱槽之间设有回力弹簧10。

参照附图2，本发明的全封外缸套2与上接头1之间设有一圈液压油槽21，且所述的闸板开启活塞组5与液压油槽21之间设有连通孔，使液压缸20的液压油通过连接油嘴6、液压油槽21和连通孔，推动闸板开启活塞组5向下移动。

其中，上述闸板开启活塞组5设有六组活塞，这样，在开启闸板关闭支架9时，六组活塞同时向下推动，便于闸板关闭支架9纵向下移或上移，

另外，上述导向轴9.2设有六根，导向轴可以沿着切挂本体11上的预留圆柱形槽上下移动，使闸板关闭支架9能够平稳的升降。

本发明的密封载体8的外径大于密封橡胶7的外径，所述密封橡胶7的外径大于上接头1的内径；所述密封载体8的外径小于闸板关闭支架9的外径；需要说明的是：闸板开启活塞组5下压在密封载体8的一部分位置，这样使开启密封载体时能够借助液压的力量，而当开启完成后，由于井下与外界的压力得到连通释放，就可以借助密封载体自身重力实现绕着闸板转轴4旋转下落，直至密封载体8下降的高度达到密封载体8的直径长度时，整个密封载体8完全开启，这样，就可以操作连续油管24下入井下，参照附图5，展示的是密封载体完全开启时的局部示意图。

本发明的全封装置采用了轮轴结构，井下来的压力的着力点在密封闸板的中心，而开启密封闸板时，由于采用液压推动密封闸板的一侧，这样开启的阻力会大大降低，使其更容易开启。

另外，当连续油管下完以后，需要剪切的就通过剪切装置的切刀12进行剪切；需要悬挂，则通过悬挂装置的卡瓦13进行夹紧连续油管操作；如果需要控制产量的，还可以通过调节闸板开启活塞组5内的压力，调节密封闸板的开启度进行调节油液生产。

本发明提到的一种连续油管四闸板防喷器全封装置的使用方法，其特征是包括以下步骤：

首先，在连续油管四闸板防喷器全封装置上组装全封装置：

将密封橡胶7与密封载体8组成的密封闸板，通过闸板转轴4活动连接在闸板固定螺栓3，使密封闸板可以绕闸板转轴4转动，然后将闸板固定螺栓3连接固定在上接头1上；再向下转动密封闸板，将闸板开启活塞组5组装到上接头1上；然后，向上转动密封闸板，将闸板关闭支架9、回力弹簧10放入切挂本体11的上部，最后，组装全封外缸套2，完成全封装置的组装；

第二，在需要全封油井时，由于切挂本体11内设有回力弹簧10，回力弹簧10通过压缩的弹力将闸板关闭支架9向上支撑密封载体8，密封载体8的上表面设有密封橡胶7，通过密封橡胶7与密封载体8组成的密封闸板，将上接头的下端面密封，油井下的压力随着时间的增长越来越大，这样，密封闸板更加牢固的贴合在上接头的下端，保持全封状态；

第三，在需要打开全封装置进行修井时，开启液压缸20，通过连接油嘴6向闸板开启活塞组5施加液压，驱动闸板开启活塞组5和密封载体8向下移动，从而推动闸板关闭支架9向下移动，并压缩回力弹簧10，密封载体8的右端随着闸板关闭支架9的继续下降高度，则在重力作用下，开始绕着闸板转轴4转动，直至闸板关闭支架9下降超过密封载体8直径的高度后，密封载体8则完全开启，此时下入连续油管或修井工具，开始进行修井作业。

另外，本发明的半封装置使用时，液压缸通过液压油嘴23将液压油注入到环封外缸套14与密封衬套18之间，推动座封活塞15向下移动，并挤压环形半封16，使环形半封变形挤压在连续油管，形成半封。

由于本发明的全封采用了竖式结构，即去掉了四闸板防喷器的一个双翼，使得作业空间得到了扩展，大大降低了作业中的人身创伤事故等；也使整个装置的重量大大的降低了，这样，作业中的难度降低了加工费用。

实施例2，参照附图6，本发明与实施例1不同之处是：导向轴9.2外侧设有回力弹簧10，回力弹簧10的下端设置在切挂本体11的上端部，回力弹簧10的上端与连接盘9.1的下表面接触，这样，同样能够使导向轴沿着切挂本体11的预留圆柱槽上下移动，同时，积蓄的弹簧压缩力可以使封井时，将密封闸板挤压到上接头的下端面上；另外，此处设置的导向轴9.2可以采用实心结构，由于不需要在导向轴内腔安装弹簧，因此不用采用空心结构。

实施例3，参照附图7，本发明与实施例1和2不同之处是：本发明采用的连续油管四闸板防喷器，采用了实施例1和2中的全封装置、剪切装置和悬挂装置，但是半封装置采用的是改进的半封装置，这样，本发明的改进就在于全封装置和半封装置，具体是如下：

本发明包括主壳体19和液压缸20，在主壳体19的内腔从上往下依次安装全封装置、剪切装置、悬挂装置和半封装置，在主壳体19的外侧安装有液压缸20，用于驱动全封装置、剪切装置、悬挂装置或半封装置动作，所述的全封装置包括上接头1、全封外缸套2、闸板固定螺栓3、闸板转轴4、闸板开启活塞组5、连接油嘴6、密封橡胶7、密封载体8、闸板关闭支架9、回力弹簧10、切挂本体11，通过全封外缸套2将上接头1、切挂本体11固定连接，且上接头1和切挂本体11之间设有闸板转动的空腔，在上接头1下端的一侧设有闸板固定螺栓3，通过闸板转轴4活动连接圆形的密封载体8，且在密封载体8的上表面设有密封橡胶7，用于与上接头1的下端面密封；在上接头1的另一侧设有闸板开启活塞组5，且在闸板开启活塞组5的上侧空腔连通到全封外缸套2外侧的连接油嘴6，并通过连接油嘴6与液压缸20连通，所述闸板开启活塞组5的下端面与密封载体8接触；所述的切挂本体11的上侧设有多个回力弹簧10，回力弹簧10的上端连接圆环形的闸板关闭支架9，封井时，通过闸板关闭支架9和回力弹簧10将密封载体8支撑在上接头1的下端面实现密封；修井时，通过液压驱动闸板开启活塞组5下移，并推开密封载体8，进一步下压，使密封载体8绕着闸板转轴4转动，连续油管可以沿着上接头1内腔下入井下。

参照附图7，本发明的连续油管四闸板防喷器，还可以将半封装置改进，半封装置包括环封外缸套14、坐封活塞15、环形半封16、下接头17、密封衬套18，环封上接头22与下接头17之间通过环封外缸套14固定连接，在环封上接头22的内壁设有密封衬套18，在环封外缸套14与密封衬套18之间设有坐封活塞15，在坐封活塞15与下接头17之间设有环形半封16，在环封外缸套14外侧设有液压油嘴23，通过液压驱动坐封活塞15下移，使环形半封16挤压连续油管实现环封。

优选的，上述环形半封16为半圆环形结构的密封胶筒，两组半圆环形的结构可以抱紧连续油管，实现半封，也称环封；另外，在环形半封16的外侧中部设有凹槽，可以在液压的作用下，促使环形半封变形时，使密封胶筒中部首先变形，这样形成的密封形状更利于密封。

本发明的半封装置组装过程和使用过程如下：

将密封衬套18连接到切挂本体11下的环封上接头22内壁，将座封活塞15放入密封衬套18的外部空间上，再将环封外缸套14连接到环封上接头22的外壁，环封外缸套14的下侧连接下接头17，在下接头17与座封活塞15之间安设环形半封16，并且在环封外缸套14的外侧设有液压油嘴23，完成半封装置的组装；

半封装置使用时，液压缸通过液压油嘴23将液压油注入到环封外缸套14与密封衬套18之间，推动座封活塞15向下移动，并挤压环形半封16，使环形半封变形挤压在连续油管，形成半封或称为环封，解封时，只要将压力泄掉，密封胶筒在弹力作用下复原，即可解除半封。

由于本发明的全封和半封均采用竖式结构，即去掉了两个双翼，使得作业空间得到了一定的扩展，其他三个部分结合了现有的四闸板防喷器，也使整个装置的重量大大的降低了，这样，作业中的难度降低了加工费用，也一定程度的降低了作业中的人身创伤事故等。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。