一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置

1.本实用新型涉及油田油水井和煤层气井小修作业用手动闸板防喷器开关井配套装置，具体涉及一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置。


背景技术：

2.在油田油水井修井作业中，地层压力高、快速上提管柱作业的抽汲作用等因素均可能造成地层压力与井底压力间的失衡，导致地层压力高于井筒内液体静液柱所产生的井底压力，进而出现溢流甚至井喷事故的发生。在小修作业中控制溢流和避免井喷的措施一般为利用防喷器实现关井；因此，防喷器成为了油水井小修作业中控制井喷的关键装备。目前，油田油水井小修作业中所使用的防喷器多为手动闸板防喷器。在油水井中间停修和出现溢流需关闭手动闸板防喷器时，则需要两人利用扳手同时迅速关闭半封闸板或全封闸板，而当消除溢流或井喷及中间停修后还需打开防喷器继续作业。而目前开关手动闸板防喷器操作必须由2人同时进行方可完成。若小修作业使用井口自动化设备及气动卡瓦后其手动闸板防喷器一般安装于小平台以下，这样在开关手动闸板防喷器时则需要操作人员下平台利用加长开关扳手进行，再加上工作空间狭小，在满足相关标准规定关闭时间不大于15秒情况下，操作劳动强度大，所需操作人员多，工作不安全，而且当井内有压力时则更加费时费力，开关迅速难以实现。开关手动闸板防喷器液压驱动装置利用通井机或修井机带有的液压动力源和气源既可实现一人手动操作关闭手动闸板防喷器，也可由作业司机操纵三位四通气压换向阀实现对手动闸板防喷器的开关操作，克服现场作业施工人员不足的矛盾，减少用工量，极大地降低工人劳动强度，极大提高手动闸板防喷器开关井的自动化程度和作业安全性，实现快速开关井。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有油田油水井和煤层气井小修作业用手动闸板防喷器需两人开关，开关劳动强度大，操作安全性差，用工多等不足，提供一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置。
4.本实用新型的技术解决方案是：一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置，包括底板、调整螺栓、挂板、左支撑板、右支撑板、角传动箱、液压马达、马达支架、联轴器、第一输出链轮和第二输出链轮、闸板开关螺杆轴输入链轮、链条、防护罩、三位四通手动液压换向阀、气缸、销轴、气缸支架、气缸连接盘及三位四通气压换向阀，所述防喷器两侧的闸板开关螺杆输入链轮经一挂链条分别与同侧的角传动箱的两水平轴外端轴颈上安装的第一输出链轮、第二输出链轮相连，所述角传动箱两水平轴内端安装的大锥齿轮与垂直轴中部安装的小锥齿轮相啮合，所述角传动箱垂直轴下端经联轴器与液压马达输出轴相连，所述液压马达经马达支架固定安装在角传动箱箱体下方，所述液压马达的转动、转向和停止等工作状态由三位四通手动液压换向阀控制，所述三位四通手动液压换向阀的阀芯经销轴和连接头与气缸活塞杆相连，所述气缸的上下运动及停止等工作状态由三位四通气压换向阀控制。
5.进一步地，所述角传动箱的两水平轴外端轴颈上均经第一平键、压板和螺栓分别装有第一输出链轮、第二输出链轮，手动闸板防喷器两侧开关螺杆外端方形轴颈上分别装有一个闸板开关螺杆输入链轮，防喷器两侧闸板开关螺杆输入链轮分别与第一水平轴、第二水平轴外端安装的第一输出链轮、第二输出链轮间经一挂链条相连接。
6.进一步地，所述角传动箱的两水平轴内端轴颈上经第二平键、压板和螺栓各装有一个大锥齿轮。
7.进一步地，所述角传动箱垂直轴的中部经第三平键装有一个小锥齿轮。
8.进一步地，所述角传动箱垂直轴中部的小锥齿轮与两水平轴内端的大齿轮同时啮合。
9.进一步地，所述角传动箱垂直轴下端经联轴器与液压马达的输出轴相连。
10.进一步地，所述液压马达的转动、转向和停止等工作状态由三位四通手动换向阀控制，高压液压油来自通井机或修井机的液压动力源。
11.进一步地，所述三位四通手动换向阀的阀芯经销轴和连接头与气缸的活塞杆相连，气缸的工作气源来自通井机或修井机。
12.进一步地，所述液压马达经马达支架与角传动箱箱体连接。
13.进一步地，所述角传动箱安装底板上方安装有两个挂板，挂板与底板间的相对位置可调，底板通过挂板挂于手动闸板防喷器壳体顶面上。
14.进一步地，所述左支撑板、右支撑板一端加工有一个大椭圆孔，支撑板的大椭圆孔套装于角传动箱水平轴固定套筒上。
15.进一步地，所述左支撑板、右支撑板的另一端有两个小孔，并分别通过这两个小孔套装于闸板防喷器侧门螺栓圆柱头上。
16.进一步地，所述角传动箱底板上加工有螺纹孔，螺纹孔内安装有调整螺栓。
17.本实用新型开关手动闸板防喷器的液压驱动装置底板上加工的四个螺纹孔上旋合的螺栓用以调整底板与手动闸板防喷器壳体的相对位置，并用于张紧两根传动链条。
18.本实用新型利用通井机或修井机带有的液压动力源和气源或电源既可实现一人手动操作关闭手动闸板防喷器，也可由作业司机操纵三位四通气压换向阀实现对手动闸板防喷器的远距离开关操作，克服了现场人员不足，降低了工人劳动强度，提高了手动闸板防喷器开关井的自动化程度和作业安全性，实现了快速开关井，且操作简单方便、适应性强，对提高油水井小修作业生产安全、降低工人劳动强度和减少修井作业用工数量具有非常重要的现实意义。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
20.图1是本实用新型实施例结构示意图；图2是本实现新型实施例液压系统原理图；图3是本实用新型实施例气压传动系统原理图；图4是本实用新型实施例安装图。
具体实施方式
21.以下参照附图，详细说明本实用新型一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置。
22.如图1所示，一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置，包括压板螺栓1、链轮压板2、
第一平键3、第一输出链轮4.1、第一水平轴5.1、压紧螺母6、水平轴支撑轴承7、水平轴套筒8.1、右支撑板9.1、大锥齿轮压板螺栓10、第二平键11、大锥齿轮12.1、水平轴套筒法兰螺栓13、垫圈14、小锥齿轮15、第三平键16、调整螺栓17、轴承18、上轴承座19、右挂板20.1、左挂板20.2、上轴承压盖21、垂直轴22、角传动箱23、左水平轴大齿轮12.2、左支撑板9.2、左水平轴轴套筒8.2、第二水平轴5.2、第二输出链轮4.2、油封24、下轴承座 25、下轴承压盖26、螺栓27、联轴器28、第四平键29、马达支架30、螺母31、垫圈32、液压马达33、螺栓34、三位四通手动液压换向阀35、三位四通手动液压换向阀手柄36、销轴37、连接头38、气缸支架39、气缸连接盘40、气缸 41。所述第一水平轴5.1和第二水平轴5.2经水平轴支撑轴承7装于水平轴套筒 8.1和左水平轴轴套筒8.2内，水平轴5.1和第二水平轴5.2内端轴颈上经第二平键11装有大锥齿轮12.1和左水平轴大齿轮12.2，用压紧螺母6压紧水平轴支撑轴承7实现第一水平轴5.1和第二水平轴5.2在水平轴套筒8.1和左水平轴轴套筒8.2内的位置，并可调整水平轴支撑轴承的间隙，第一水平轴5.1和第二水平轴5.2的外端轴颈上经第一平键3装有第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2，第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2由链轮压板2和压板螺栓1紧固，水平轴套筒8.1和8.2内端法兰经水平轴套筒法兰螺栓13、垫圈14与角传动箱23连接；垂直轴22中部轴颈上经第三平键16装有小锥齿轮15，上轴承座19经螺栓装于角传动箱23上部，下轴承座25经螺栓装于角传动箱23下部，垂直轴22上的轴承18分别座于上轴承座19和下轴承座25的内孔内，上轴承压盖21和下轴承压盖26用于压紧轴承18实现垂直轴22的定位，小锥齿轮15与大锥齿轮12.1 和左水平轴大齿轮12.2同时啮合，利用上轴承压盖21和下轴承压盖26调整小锥齿轮15与大锥齿轮12.1和左水平轴大齿轮12.2同时啮合间隙，在下轴承压盖26的上端孔内装有油封24用于保持角传动箱23内的润滑油液位，马达支架 30经螺栓27装于角传动箱23下部，马达支架30下端法兰上安装有液压马达 33，并有螺母31、垫圈32和螺栓34紧固，垂直轴22下端轴颈和液压马达33 的输出轴经联轴器28、第四平键29相连接，在液压马达33上连有三位四通手动液压换向阀35，气缸41端部座于气缸连接盘40孔内，气缸连接盘40经螺栓装于气缸支架39上，气缸支架39经螺栓固定在三位四通手动液压换向阀35的阀盖上，气缸41的活塞杆经销轴37和连接头38连接在一起。通过手动扳动三位四通手动液压换向阀手柄36便可驱动三位四通手动液压换向阀35的阀芯动作，向液压马达33提供两个不同方向的高压液压油和中位时直接回油箱，实现液压马达33的两个旋转方向运转和停止三个工作状态，进而实现第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2的两个不同旋转方向的动力输出及停止等三个工作状态，同样通过控制气缸41两个气口的进排气，气缸41的活塞杆驱动三位四通手动液压换向阀35的阀芯动作，也可以实现液压马达33的三个工作状态。
23.如图2所示，一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置液压系统原理图，包括油箱a1、液压泵a2、快速接头a3、可调节流阀a4、液压钳三位四通手动换向阀a5、液压钳液压马达a6、溢流阀a7、主溢流阀a8、液压马达33、三位四通手动液压换向阀35。所述液压泵a2从油箱a1吸入液压油，液压泵a2排出的高压液压油经管线、快速接头a3送至液压钳三位四通手动换向阀a5的进油口，液压钳三位四通手动换向阀a5回油口与三位四通手动液压换向阀35的进油口相连，液压钳三位四通手动换向阀a5的另外两个油口经快速接头a3和液压管线与液压钳液压马达a6相连，三位四通手动液压换向阀35的回油口经管线与油箱a1相连，三位四通手动液压换向阀35的另外两个油口与液压马达 33的两个油口相连，可调节流阀a4和溢
流阀a7的进口与液压钳三位四通手动换向阀a5和三位四通手动液压换向阀35之间的连接管线相连，可调节流阀a4 和溢流阀a7的主溢流阀a8的出口与油箱a1相连。液压钳三位四通手动换向阀a5用于控制液压钳液压马达a6的工作状态，三位四通手动液压换向阀35 用于控制液压马达33的工作状态，主溢流阀a8用于限定液压系统的最高工作压力，溢流阀a7用于限定液压马达33的最高工作压力，可调节流阀a4用于控制液压马达33的工作转速。
24.如图3所示，一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置气压传动系统原理图，包括汽缸41和三位四通气压换向阀b1。三位四通气压换向阀b1用于控制气缸 41对应三位四通手动液压换向阀35的阀芯三个工作位置的三个工作状态。
25.如图4所示，一种开关手动闸板防喷器液压驱动装置安装图，包括防喷器 c1、闸板开关螺杆轴输入链轮c2、链条c3、防喷器侧门螺栓c4、防护罩c5、第一输出链轮4.1、右支撑板9.1、调整螺栓17、右挂板20.1、角传动箱23、液压马达支架30、液压马达33。所述右挂板20.1与角传动箱23的底板相连，调整螺栓17旋入角传动箱23底板上的螺纹孔内，链条c3将第一输出链轮4.1和闸板开关螺杆轴输入链轮c2连在一起实现动力传递(另一侧同)，右挂板20.1 将角传动箱23挂于防喷器c1壳体的顶面上(另一侧同)，调整螺栓17用于调整角传动箱23与防喷器c1壳体间的距离、链条c3的张紧度及闸板开关螺杆轴输入链轮c2和第一输出链轮4.1间的共面误差，防护罩c5用于减少链传动受污物的影响和安全防护。
26.其工作原理为：
27.在修井作业中需要关闭手动闸板防喷器时，下压三位四通手动液压换向阀手柄36或操纵三位四通气压换向阀b1的换向左位(图3示)工作，来自气源的压缩空气进入气缸41的上腔，下腔排气，气缸41的活塞下行，经气缸41的活塞杆、连接头38、销轴37驱动三位四通手动液压换向阀35的阀芯下行使其左位工作(图2示)，液压泵a2由油箱a1吸入液压油，液压泵a2输出的高压液压油经快速接头a3、液压钳三位四通手动液压换向阀a5的中位、三位四通手动液压换向阀35的左位(图2示)、快速接头a3、管线送至液压马达33 的下油口(图2示)；液压马达33的上油口(图2示)的回油经管线、快速接头a3、三位四通手动液压换向阀35的左位(图2示)至油箱a1，液压马达33 正转，液压马达33输出的动力又经其输出轴、联轴器28、角传动箱23的垂直轴22、小锥齿轮15，再经小锥齿轮15与大锥齿轮12.1和12.2的啮合，将动力传给第一水平轴5.1和第二水平轴5.2及第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2，经第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2与闸板开关螺杆轴输入链轮c2(图4 中另一侧未显示)之间的链条c3驱动手动闸板防喷器的开关螺杆旋转，实现手动闸板防喷器的关闭；当关闭完成后松开三位四通手动液压换向阀手柄36或操纵三位四通气压换向阀b1的切换到中位(图3示)，气缸41上腔排气，三位四通手动液压换向阀35的阀芯回复中位，来自液压泵a2的高压液压油经三位四通手动液压换向阀35的中位流回油箱，液压马达33停止转动，手动闸板防喷器则保持关闭状态。
28.在修井作业中需要开启手动闸板防喷器时，上抬三位四通手动液压换向阀 35的手柄或操纵三位四通气压换向阀b1的换向右位(图3示)工作，来自气源的压缩空气进入气缸41的下腔，上腔排气，气缸41的活塞上行，经气缸41的活塞杆、连接头38、销轴37驱动三位四通手动液压换向阀35的阀芯上行使其右位工作(图2示)，液压泵a2由油箱a1吸入液压油，液压泵a2输出的高压液压油经快速接头a3、三位四通手动液压换向阀a5的中位、三位四通手动液压换向阀35的右位(图2示)、快速接头a3、管线送至液压马达33的上油口(图2示)；液
压马达33的下油口(图2示)的回油经管线、快速接头a3、三位四通手动液压换向阀35的右位(图2示)至油箱a1，液压马达33反转，液压马达33输出的动力又经其输出轴、联轴器28、角传动箱23的垂直轴22、小锥齿轮15，再经小锥齿轮15与大锥齿轮12.1和12.2的啮合，将动力传给第一水平轴5.1和第二水平轴5.2及第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2，经第一输出链轮4.1和第二输出链轮4.2与闸板开关螺杆轴输入链轮c2(图4中另一侧未显示)之间的链条c2驱动手动闸板防喷器的开关螺杆旋转，实现手动闸板防喷器的开启；当开启完成后松开三位四通手动液压换向阀35的手柄或操纵三位四通气压换向阀b1的切换到中位(图3示)，气缸41下腔排气，三位四通手动液压换向阀35的阀芯回复中位，来自液压泵a2的高压液压油经三位四通手动液压换向阀35的中位流回油箱，液压马达33停止转动，手动闸板防喷器则保持开启状态。
29.本实用新型用于手动双闸板防喷器的开关时，若作业要求需用半封开关井则将闸板开关螺杆轴输入链轮装于半封闸板的开关螺杆轴上，而当需全封开关时则将闸板开关螺杆轴输入链轮装于全封闸板的开关螺杆轴上。
30.可调节流阀a4(图2示)用于液压马达33的转速调整。当防喷器的关闭或开启速度需要调整时，调节可调节流阀a4(图2示)即可。
31.溢流阀a7(图2示)用于限定液压马达33的最高工作压力，起安全保护作用。
32.主溢流阀a8(图2示)用于限定液压钳液压马达a6(图2示)的最高工作压力，起安全保护作用。
33.以上所述，仅是本实用新型的实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。