一种油田井口安全防喷装置的制作方法

1.本发明涉及钻井井口安全防护装置技术领域，具体为一种油田井口安全防喷装置。


背景技术：

2.油井是通过钻井方法钻成的孔眼。一般油井在钻达油层后，下入油层套管，并在套管与井壁间的环形空间注入油井水泥，以维护井壁和封闭油、气、水层，后按油田开发的要求用射孔枪射开油层，形成通道，下入光杆，用适宜的诱流方法，将石油由油井井底上升到井口，其中光杆是为实现抽油杆与悬绳器之间的连接而特制的抽油杆。因为处于抽油杆的最上部，受力最大，所以光杆的直径比抽油杆直径要大，强度级别要求更高，表面更光滑，光杆主要作用是与盘根盒中的盘根组合，密封井口，防止油、气、水泄漏，其次实现抽油杆与悬绳器间的连结过渡，以及实现井口的各种操作，如碰泵、调整泵挂等。
3.但是，目前在油田井口的开发中，一方面随着光杆的长时间使用，受弯曲应力以及连接处受力点集中的影响，在光杆的高应力点易产生细小裂痕，这些裂痕随着时间的推移沿应力轴线的垂直方向延伸，最终发生疲劳断裂，另一方面井口盘根与光杆接触缝隙处受蒸汽高温、高压的影响，经常产生井口刺漏，导致石油无法控制，造成井喷现象，井喷不仅对采油工作带来极大的危险性，而且对周围环境也造成恶劣的污染，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种油田井口安全防喷装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种油田井口安全防喷装置，以解决上述背景技术中提出的钻井井口内光杆因多种因素发生断裂导致井喷的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油田井口安全防喷装置，包括安装接头，所述安装接头的上端一体设置有外壳，所述外壳的上端面安装有密封盖板，且密封盖板与外壳通过螺栓密封固定，所述外壳的内部设置有防喷泄压腔，所述防喷泄压腔的下端安装有第一光杆固定座，所述防喷泄压腔的上端安装有第二光杆固定座，所述第一光杆固定座和第二光杆固定座内部的中间位置处均设置有光杆通道，所述密封盖板的上端安装有光杆，且光杆的下端穿过密封盖板和光杆通道延伸至安装接头的下方，所述第一光杆固定座和第二光杆固定座上方的两侧均安装有弧形受压块，所述弧形受压块靠近外壳的一端一体设置有滑动限位座，且滑动限位座与外壳滑动连接，所述密封盖板、第一光杆固定座和第二光杆固定座下方的一侧均安装有封堵装置，所述封堵装置位于外壳内部的一端设置有球型槽，所述球型槽的内部安装有橡胶密封球，且橡胶密封球的一端与光杆相贴合。
6.优选的，所述滑动限位座的外部均安装有缓冲件调节装置，且缓冲件调节装置与外壳密封固定，所述滑动限位座的一端延伸至缓冲件调节装置的内部，所述滑动限位座与缓冲件调节装置之间设有六个呈环形均匀分布的第二支撑弹簧，且第二支撑弹簧的两端分别与滑动限位座和缓冲件调节装置固定连接，所述第一光杆固定座和第二光杆固定座的底
部均一体设置有密封底板，且密封底板与外壳通过限位槽滑动配合，有效对光杆进行保护，减少受弯曲应力以及连接处受力点集中的影响。
7.优选的，所述第一光杆固定座和第二光杆固定座的上端均为圆锥结构，所述弧形受压块的下端呈斜面结构，且弧形受压块底部的斜面结构与第一光杆固定座和第二光杆固定座上端的圆锥结构相贴合，挤压下将垂直力转化为水平力，令弧形受压块带动滑动限位座对第二支撑弹簧产生挤压，使其发生弹性形变。
8.优选的，所述密封盖板、第一光杆固定座和第二光杆固定座下端面的中间位置处均设置有半球型卡槽，且橡胶密封球与半球型卡槽相适配，所述封堵装置的内部设置有封堵腔，所述封堵腔的内部固定安装有第一支撑弹簧，所述第一支撑弹簧的一端固定安装有电磁铁，且电磁铁的一端与橡胶密封球相贴合，所述橡胶密封球的外壁内层设置有铁片，通过这种方式，利用层级泄压缓解原油冲击的方式，能够有效提高井口防喷装置的耐压效果，避免原油喷射时初速度过快瞬间对装置整体产生破坏。
9.优选的，所述第一光杆固定座的内部设有四个呈环形均匀分布的第一防喷油孔，所述第二光杆固定座的内部设有两组第二防喷油孔，每组第二防喷油孔设置有八个，且八个第二防喷油孔呈环形均匀分布，所述第一防喷油孔的直径大于第二防喷油孔，由于第二防喷油孔相比较于第一防喷油孔直径较小且更为密集，进一步形成对原油喷射速度的减缓，使得喷射压力不会过于集中。
10.优选的，所述安装接头的下端安装有冷却底座，所述冷却底座的筒装内壁中安装有半导体电子制冷片，所述半导体电子制冷片的内侧安装有导热金属板，且半导体电子制冷片的冷端与导热金属板粘连固定，所述半导体电子制冷片的外侧安装有散热翅片，所述冷却底座内部的中间位置处设置有冷却腔，有效降低光杆下端区域内的温度，避免井口盘根与光杆接触缝隙处受高温的影响产生刺漏。
11.优选的，所述缓冲件调节装置的外部均安装有调节螺栓，所述调节螺栓的一端设置有螺纹调节杆，螺纹调节杆的一端延伸至缓冲件调节装置的内部，且螺纹调节杆与缓冲件调节装置螺纹配合，所述螺纹调节杆的一端固定安装有压块，且压块呈圆柱结构，在井口开采高效时间段，通过拉远压块以提高缓冲效果，有效对光杆形成保护，在常规状态下压块延伸至最近距离，对滑动限位座紧密贴合，进一步提高光杆在该位置处的稳固性。
12.优选的，所述光杆与光杆通道之间安装有o型密封圈。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过采用多层级阻尼式缓冲结构，光杆固定安装在第一光杆固定座和第二光杆固定座内部的光杆通道中，同时在光杆固定座上端的两侧均设置有弧形受压块，光杆在原油采集的过程中，钻井内部的压力会对光杆产生上升的压力，从而带动光杆固定座朝上方移动，在密封底板与限位槽的配合下，能够确保光杆固定座在限定空间内进行移动，避免因过度位移失去整体的稳固性，此时光杆固定座的上端面与弧形受压块的下端面相接触，由于第一光杆固定座和第二光杆固定座的上端面均为圆锥结构，同时弧形受压块的下端面也为斜面结构，挤压下将垂直力转化为水平力，令弧形受压块带动滑动限位座对第二支撑弹簧产生挤压，使其发生弹性形变，在形变作用下能够对压力进行缓解，从而有效对光杆进行保护，减少受弯曲应力以及连接处受力点集中的影响。
14.2、本发明通过设置有封堵装置，橡胶密封球在常规状态下位于光杆与球型槽之
间，并随着光杆的垂直移动随之滚动，若光杆在使用过程中发生断裂，其一端失去对橡胶密封球的支撑，在第一支撑弹簧的作用下将橡胶密封球从球型槽中顶出，那么在原油的喷射作用下，将橡胶密封球挤压在光杆固定座下端的半球型卡槽中，大口径通道被堵塞，最下方的原油仅能够从第一光杆固定座内部的第一防喷油孔通过，不仅能够降低原油的喷射速度，同时能够降低原油对第一光杆固定座产生的巨大压力，随后原油填充满第一光杆固定座与第二光杆固定座之间的空间后从第二光杆固定座上的第二防喷油孔通过，由于第二防喷油孔相比较于第一防喷油孔直径较小且更为密集，进一步形成对原油喷射速度的减缓，使得喷射压力不会过于集中，最终泄压后的原油在防喷泄压腔的最上端被橡胶密封球所密封，从而避免井喷现象的发生，通过这种方式，利用层级泄压缓解原油冲击的方式，能够有效提高井口防喷装置的耐压效果，避免原油喷射时初速度过快瞬间对装置整体产生破坏。
15.3、本发明通过在安装接头的下端面安装有冷却底座。其内部安装有半导体电子制冷片，使用过程中开启半导体电子制冷片，直流电通过两种不同类型的半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端分别实现热量的散发与吸收，在半导体电子制冷片的内侧形成冷端，冷端温度通过导热金属板朝冷却腔传递，对周围空气进行降温，由于冷空气密度较大，在钻井空间内逐渐下沉，由于内部的高温空气相结合，又能够有效降低光杆下端区域内的温度，避免井口盘根与光杆接触缝隙处受高温的影响产生刺漏。
16.4、本发明通过设置有缓冲件调节装置，缓冲件调节装置能够对弧形受压块的位移距离进行调节，常规状态下压块位于远离滑动限位座的一侧，此时为光杆固定座垂直移动的最大距离，光杆活动频率较高，需要对缓冲距离进行调整时，只需旋转调节螺栓，在螺纹调节杆与缓冲件调节装置在摩擦配合下带动压块朝靠近滑动限位座的一端移动，即可限定弧形受压块的位移距离，通过这种方式，在井口开采高效时间段，通过拉远压块以提高缓冲效果，有效对光杆形成保护，在常规状态下压块延伸至最近距离，对滑动限位座紧密贴合，进一步提高光杆在该位置处的稳固性。
附图说明
17.图1为本发明的立体图；图2为本发明的内部结构正视图；图3为本发明的光杆固定座与弧形受压块分布爆炸图；图4为本发明的图2中a区域局部放大图；图5为本发明的封堵装置结构爆炸图；图6为本发明的图2中b区域局部放大图；图7为本发明的图2中c区域局部放大图。
18.图中：1、外壳；2、安装接头；3、密封盖板；4、光杆；5、防喷泄压腔；6、第一光杆固定座；7、第二光杆固定座；8、缓冲件调节装置；9、滑动限位座；10、弧形受压块；11、o型密封圈；12、半球型卡槽；13、橡胶密封球；14、封堵装置；15、冷却底座；16、调节螺栓；17、第一防喷油孔；18、第二防喷油孔；19、光杆通道；20、密封底板；21、限位槽；22、封堵腔；23、第一支撑弹簧；24、电磁铁；25、球型槽；26、螺纹调节杆；27、压块；28、第二支撑弹簧；29、冷却腔；30、导热金属板；31、半导体电子制冷片；32、散热翅片。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.请参阅图1
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7，本发明提供的一种实施例：一种油田井口安全防喷装置，包括安装接头2，安装接头2的上端一体设置有外壳1，外壳1的上端面安装有密封盖板3，且密封盖板3与外壳1通过螺栓密封固定，外壳1的内部设置有防喷泄压腔5，防喷泄压腔5的下端安装有第一光杆固定座6，防喷泄压腔5的上端安装有第二光杆固定座7，第一光杆固定座6和第二光杆固定座7内部的中间位置处均设置有光杆通道19，密封盖板3的上端安装有光杆4，且光杆4的下端穿过密封盖板3和光杆通道19延伸至安装接头2的下方，第一光杆固定座6和第二光杆固定座7上方的两侧均安装有弧形受压块10，弧形受压块10靠近外壳1的一端一体设置有滑动限位座9，且滑动限位座9与外壳1滑动连接，密封盖板3、第一光杆固定座6和第二光杆固定座7下方的一侧均安装有封堵装置14，封堵装置14位于外壳1内部的一端设置有球型槽25，球型槽25的内部安装有橡胶密封球13，且橡胶密封球13的一端与光杆4相贴合。
21.进一步，滑动限位座9的外部均安装有缓冲件调节装置8，且缓冲件调节装置8与外壳1密封固定，滑动限位座9的一端延伸至缓冲件调节装置8的内部，滑动限位座9与缓冲件调节装置8之间设有六个呈环形均匀分布的第二支撑弹簧28，且第二支撑弹簧28的两端分别与滑动限位座9和缓冲件调节装置8固定连接，第一光杆固定座6和第二光杆固定座7的底部均一体设置有密封底板20，且密封底板20与外壳1通过限位槽21滑动配合，在密封底板20与限位槽21的配合下，能够确保光杆固定座在限定空间内进行移动，避免因过度位移失去整体的稳固性，此时光杆固定座的上端面与弧形受压块10的下端面相接触，有效对光杆进行保护，减少受弯曲应力以及连接处受力点集中的影响。
22.进一步，第一光杆固定座6和第二光杆固定座7的上端均为圆锥结构，弧形受压块10的下端呈斜面结构，且弧形受压块10底部的斜面结构与第一光杆固定座6和第二光杆固定座7上端的圆锥结构相贴合，由于第一光杆固定座6和第二光杆固定座7的上端面均为圆锥结构，同时弧形受压块10的下端面也为斜面结构，挤压下将垂直力转化为水平力，令弧形受压块10带动滑动限位座9对第二支撑弹簧28产生挤压，使其发生弹性形变，在形变作用下能够对压力进行缓解。
23.进一步，密封盖板3、第一光杆固定座6和第二光杆固定座7下端面的中间位置处均设置有半球型卡槽12，且橡胶密封球13与半球型卡槽12相适配，封堵装置14的内部设置有封堵腔22，封堵腔22的内部固定安装有第一支撑弹簧23，第一支撑弹簧23的一端固定安装有电磁铁24，且电磁铁24的一端与橡胶密封球13相贴合，橡胶密封球13的外壁内层设置有铁片，在橡胶密封球13的安装过程中通过为电磁铁24通电，从磁力作用下吸住半球型卡槽12内部的橡胶密封球13，在橡胶密封球13与光杆4接触后为电磁铁24断电，避免光杆4断裂时橡胶密封球13不能及时弹出。
24.进一步，第一光杆固定座6的内部设有四个呈环形均匀分布的第一防喷油孔17，第二光杆固定座7的内部设有两组第二防喷油孔18，每组第二防喷油孔18设置有八个，且八个第二防喷油孔18呈环形均匀分布，第一防喷油孔17的直径大于第二防喷油孔18，第一防喷油孔17不仅能够降低原油的喷射速度，同时能够降低原油对第一光杆固定座6产生的巨大压力，第二防喷油孔18相比较于第一防喷油孔17直径较小且更为密集，进一步形成对原油
喷射速度的减缓，使得喷射压力不会过于集中。
25.进一步，安装接头2的下端安装有冷却底座15，冷却底座15的筒装内壁中安装有半导体电子制冷片31，半导体电子制冷片31的内侧安装有导热金属板30，且半导体电子制冷片31的冷端与导热金属板30粘连固定，半导体电子制冷片31的外侧安装有散热翅片32，冷却底座15内部的中间位置处设置有冷却腔29，使用过程中开启半导体电子制冷片31，直流电通过两种不同类型的半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端分别实现热量的散发与吸收，在半导体电子制冷片31的内侧形成冷端，冷端温度通过导热金属板30朝冷却腔29传递，对周围空气进行降温。
26.进一步，缓冲件调节装置8的外部均安装有调节螺栓16，调节螺栓16的一端设置有螺纹调节杆26，螺纹调节杆26的一端延伸至缓冲件调节装置8的内部，且螺纹调节杆26与缓冲件调节装置8螺纹配合，螺纹调节杆26的一端固定安装有压块27，且压块27呈圆柱结构，缓冲件调节装置8能够对弧形受压块10的位移距离进行调节，常规状态下压块位于远离滑动限位座9的一侧，此时为光杆固定座垂直移动的最大距离，光杆活动频率较高，需要对缓冲距离进行调整时，只需旋转调节螺栓16，在螺纹调节杆26与缓冲件调节装置8在摩擦配合下带动压块27朝靠近滑动限位座9的一端移动，即可限定弧形受压块10的位移距离。
27.进一步，光杆4与光杆通道19之间安装有o型密封圈11。
28.工作原理：使用时，光杆4在原油采集的过程中，钻井内部的压力会对光杆4产生上升的压力，从而带动光杆固定座朝上方移动，在密封底板20与限位槽21的配合下，能够确保光杆固定座在限定空间内进行移动，此时光杆固定座的上端面与弧形受压块10的下端面相接触，由于第一光杆固定座6和第二光杆固定座7的上端面均为圆锥结构，同时弧形受压块10的下端面也为斜面结构，挤压下将垂直力转化为水平力，令弧形受压块10带动滑动限位座9对第二支撑弹簧28产生挤压，使其发生弹性形变，在形变作用下能够对压力进行缓解，从而有效对光杆4进行保护，减少受弯曲应力以及连接处受力点集中的影响，若光杆4在使用过程中发生断裂，其一端失去对橡胶密封球13的支撑，在第一支撑弹簧23的作用下将橡胶密封球13从球型槽25中顶出，那么在原油的喷射作用下，将橡胶密封球13挤压在光杆固定座下端的半球型卡槽12中，大口径通道被堵塞，最下方的原油仅能够从第一光杆固定座6内部的第一防喷油孔17通过，不仅能够降低原油的喷射速度，同时能够降低原油对第一光杆固定座6产生的巨大压力，随后原油填充满第一光杆固定座6与第二光杆固定座7之间的空间后从第二光杆固定座7上的第二防喷油孔18通过，由于第二防喷油孔18相比较于第一防喷油孔17直径较小且更为密集，进一步形成对原油喷射速度的减缓，使得喷射压力不会过于集中，最终泄压后的原油在防喷泄压腔的最上端被橡胶密封球13所密封，从而避免井喷现象的发生。
29.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。