变径密封的液动闸板防喷器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种井控防喷装置一液动闸板防喷器，尤其是变径密封的液动闸板防喷器。
【背景技术】
[0002]液动闸板防喷器是油田井下作业所使用的井控防喷装置，是一种因防范井喷事故而设计的，在井涌发生后能及时安全关井的装置；目前，液动闸板防喷器采用液压驱动，当起下油管时，油气井发生溢流或井喷或其它特发情况时，液动闸板防喷器能很好地实现封闭油气井。液动闸板防喷器包括壳体、液压缸、闸板总成、侧门、侧门螺栓、油口接头，液动闸板防喷器还包括密封机构；液动闸板防喷器为左右对称结构，即其左侧结构与右侧结构的规格结构相同并且对称；壳体包括本体和法兰结构，本体为长方体结构，本体的中心为空心的圆形结构的主通孔，法兰结构包括法兰颈和法兰盘，壳体上有两个法兰结构，两个法兰结构分别位于本体的两侧，其两个法兰结构的中间通孔分别与主通孔相通连，法兰结构的中心线与主通孔的中心线在同一直线上，壳体有两个或多个侧通孔，侧通孔分别与主通孔相通，其侧通孔两两成对组合构成一对或多对侧通孔的结构，同一对侧通孔的一个侧通孔位于主通孔一侧，另一个侧通孔位于主通孔另一侧，两个侧通孔的中心线在同一直线上并与主通孔的中心线垂直相交；液压缸包括缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、丝杆、缸筒螺栓及密封装置，活塞杆固定连接于活塞的一侧，活塞杆的外端为公扣结构，其顶为平面，称之为顶平面，顶平面与活塞的中心线垂直，与顶平面相连的两侧面为平面即侧平面，其两侧平面分别与顶平面垂直，且相互平行，其两侧平面分别到活塞的中心线的垂直距离相等，侧平面与活塞杆主体之间有凹槽结构相连，凹槽结构两端敞口，其凹槽结构包括槽底面和槽侧面，其槽底面与侧平面平行，其两槽侧面相互平行，并且与槽底面垂直，槽侧面与活塞杆的顶平面平行，活塞杆上有连接丝杆的盲孔，连接丝杆的盲孔与活塞的中心通孔相通连，连接丝杆的盲孔与活塞的中心通孔及活塞杆、活塞的中心线在同一直线上，活塞的中心通孔及连接在一起的连接丝杆的盲孔内有内螺纹，丝杆包括本体和台阶,本体为圆形杆,本体的中间周壁向外凸出圆环形的台阶，其台阶把丝杆本体分出前段和后段，前段的外径小于后段的外径，本体的前段上有公螺纹。液压缸、侧门及壳体的侧通孔之间相互配套，液压缸、侧门及壳体的侧通孔的数量对应相同，液压缸及侧门与壳体之间配合连接。液压缸及侧门与壳体之间连接结构，即活塞杆套进侧门中间的孔内，活塞套入缸筒内，丝杆的本体的前段上的公螺纹与活塞的中心通孔及连接在一起的活塞杆的连接丝杆的盲孔内的内螺纹旋合连接，缸盖密封套连丝杆的本体的后段，液压缸的密封装置包括缸盖与丝杆的本体的后段之间的密封及缸盖与缸筒之间的密封和侧门与缸筒之间的密封、活塞杆与侧门之间的密封，活塞杆与侧门之间的密封分为两部分，一部分是密封井压，一部分是密封液控产生的油压，两次密封机构位于这两部门之间，为使该处的密封十分可靠，有多重结构的密封圈，以及中间O形密封圈的辅助密封；侧门本身由侧门螺栓与壳体连接，侧门位于壳体的侧通孔外侧，侧门覆盖于侧通孔上，缸盖和缸筒通过缸筒螺栓与侧门固定连接在一起，侧门与缸筒之间的密封采用Y形密封圈实现双向密封。液动闸板防喷器的密封机构包括侧门与壳体之间的密封和油路的密封。壳体的本体内分布多条各自独立的油路孔，其独立的油路孔与侧通孔对应，其一对侧通孔对应两条油路孔，其独立的油路孔有一个外口和两个油路孔口，外口位于本体外侧面上，两个油路孔口分别位于壳体同一对侧通孔的两侧通孔的外侧，壳体的本体的油路孔的油路孔口与侧门的油路孔口配合相对应连接，其壳体的本体的油路孔的外口固定连接油口接头；侧通孔的外侧有两油路孔口，其两油路孔口分别属于两条油路孔，其两条油路孔分别为控制活塞前进的油路孔和控制活塞后退的油路孔；缸盖本体内有一条油路孔，其油路孔从缸盖内侧与缸筒对应相连的周侧上穿进缸盖本体，并从缸盖内侧的中间穿出；缸筒有一油路孔，缸盖油路孔的周侧油路孔口与缸筒的油路孔的一油路孔口密封相接，缸盖的油路孔的内侧的中间的油路孔口通向缸筒内，其侧门内有两条穿通侧门的油路孔，侧门的一条油路孔的两油路孔口分别与缸筒的油路孔的另一油路孔口及壳体的控制活塞前进的油路孔密封相通连，侧门的另一条油路孔与壳体的控制活塞后退的油路孔密封相通连且通向缸筒内；各部件分别依程序先后安装连接完成，其相互直接连接的油路孔口之间有橡胶密封圈密封连接，形成独立完整密封的油路。油路的密封包括相互直接连接的油路孔口之间的密封及油口接头与壳体的油路孔外口的密封。液动闸板防喷器装备闸板总成。闸板总成包括闸板本体和密封件，闸板本体上有母扣结构，母扣结构与活塞杆的外端的公扣结构相配套，其为凸直槽，其由内槽和外槽构成，即闸板本体的外侧有凸直槽，横向穿通座体，其槽底面为平面，凸直槽包括内槽和外槽，其内槽的宽度大于外槽的宽度，外槽的两槽侧面之间的垂直距离与活塞杆的外端的公扣结构的顶部的两凹槽结构的两槽底面之间的垂直距离相同，其活塞杆的外端的公扣结构的凹槽结构槽底面的宽度与闸板本体的母扣结构的外槽的槽侧面的宽度相同，活塞杆的外端的公扣结构顶平面至凹槽结构的与顶平面相邻的槽侧面的垂直距离与闸板本体的母扣结构的内槽的深度相同，活塞杆的外端的公扣结构的两侧平面之间的垂直距离与闸板本体的母扣结构的凸直槽的内槽的两槽侧面之间的垂直距离相等；闸板本体与密封件相互配套并连接。密封件包括顶部胶芯、前部胶芯，顶部胶芯也称顶密封，前部胶芯也称前密封。液动闸板防喷器为左右对称结构，壳体为一对或多对侧通孔结构，其侧通孔内安装闸板总成，而其活塞杆的公扣结构插进对应的闸板本体上的母扣结构内且相互吻合，在壳体的同一对左、右侧通孔内的闸板总成相互配套、两两相对，其两个相互配套的闸板总成构成一组闸板总成；侧通孔与闸板总成的数量对应相同。闸板总成有两类，一类闸板总成为全封结构，称之为全封闸板总成；另一类闸板总成为半封结构，称之为半封闸板总成，半封闸板总成包括半封的闸板本体、半封前部胶芯和顶部胶芯，半封前部胶芯包括主体结构和外耳，主体结构为半环形形状的结构，其主体结构的左、右两端分别向外侧凸出形成相互对称的块体形状的外耳，从而，其主体结构的头部和外耳相互连接形成半封前部胶芯的头部，半封前部胶芯有两个头部；半封的闸板本体上有开口结构，开口结构位于半封的闸板本体的前部，开口结构与半封前部胶芯适应、相配套，开口结构包括两个开口片，开口片的前部中间有弧形的开口，其开口两侧分别为前部平面，其两个前部平面分别与开口的内周壁面相交连接，两个前部平面在同一平面上，开口的内周壁面的弧心线与半封的闸板本体的中间切面在同一平面上，前部平面与闸板本体的中间切面相互垂直，开口片有内面，开口的内周壁面的弧心线与内面垂直，其内面与前部平面垂直，两个开口片的内面相对相互平行；两个开口片分别为顶开口片和底开口片，两个开口的内周壁面的弧心线在同一直线上；两个开口片的内面之间有弧形的内周壁面连接，其弧形的内周壁面称之为中心周壁面，其中心周壁面的弧心线与开口的内周壁面的弧心线在同一直线上，其中心周壁面的直径大于开口的内周壁面的直径，中心周壁面分别与两个开口片的内面相交连接，中心周壁面的两侧分别有内平面，两内平面在同一平面上，内平面与前部平面平行，内平面与中心周壁面相交连接，内平面与开口片的内面垂直相交连接；半封的闸板本体的顶部有弧形密封槽，弧形密封槽包括中间密封槽和侧密封槽，两个侧密封槽分别位于中间密封槽的两侧，中间密封槽分别与两侧密封槽相通连接，中间密封槽的深度小于侧密封槽的深度，中间密封槽的槽底面与侧密封槽的槽底面平行，中间密封槽的槽底面与内面平行，侧密封槽的槽底面与内平面垂直相交连接，侧密封槽的槽底面到底开口片的内面的垂直距离小于顶开口片的内面到底开口片的内面的垂直距离，使侧密封槽的槽底面、内平面以及顶开口片的内面之间形成一个缺口 ；内平面上有连接半封前部胶芯的盲孔，其盲孔中心线与内平面垂直；侧密封槽的槽底面有连接顶部胶芯的盲孔，其盲孔中心线与侧密封槽的槽底面垂直，两个盲孔交叉相通；半封的闸板本体的底开口片上有对中导向斜角和对中导向槽；底开口片上有连接对中导向斜角的外槽，对中导向斜角固定连接于外槽上，对中导向斜角与外槽的固定连接结构采用焊接结构或采用无头螺钉连接结构；当采用无头螺钉连接结构时，其底开口片上有两个通孔，其通孔的中心线与底开口片上的内面垂直，其两个通孔分别与外槽相通，其通孔为内螺纹结构，对中导向斜角上有与底开口片上的两个通孔相配合对应的两个内螺纹孔，通过无头螺钉分别紧固连接底开口片和对中导向斜角，使对中导向斜角固定连接于外槽上。这样，半封前部胶芯与半封的闸板本体相互配合连接，其半封前部胶芯压夹于半封的闸板本体的开口结构的顶开口片和底开口片之间，半封前部胶芯的连接杆的外端即伸出半封前部胶芯的胶体的连接杆完全插进半封的闸板本体的连接半封前部胶芯的盲孔内；顶部胶芯压嵌夹于半封的闸板本体的顶部的弧形密封槽内，其顶部胶芯的伸出顶部胶芯的胶体的连接杆完全插进半封的闸板本体的连接顶部胶芯的盲孔内；其顶部胶芯的连接杆插进前部变径胶芯的连接杆的外端的孔内。这样，其顶部胶芯和半封前部胶芯分别附着在半封的闸板本体上，顶部胶芯两头分别与半封前部胶芯的两个头部相互配合连接在一起，顶部胶芯两头分别与半封前部胶芯两端的外耳相互配合连接在一起并形成密闭空间。从而，构成半封的闸板总成。当液动闸板防喷器装备全封闸板总成时，其为全封结构的液动闸板防喷器；当液动闸板防喷器装备半封闸板总成时，其为半封结构的液动闸板防喷器；当液动闸板防喷器既装备全封又装备半封闸板总成时，其为全封和半封相结合的结构的液动闸板防喷器；液动闸板防喷器根据所装备的闸板总成数量的不同为单闸板的液动闸板防喷器或组合防喷器，组合防喷器包括双闸板的液动闸板防喷器和多闸板的液动闸板防喷器，当液动闸板防喷器装备一组闸板总成时，其为单闸板的液动闸板防喷器；当液动闸板防喷器装备两组闸板总成时，其为双闸板的液动闸板防喷器；当液动闸板防喷器装备三组及三组以上的闸板总成时，其为多闸板的液动闸板防喷器。油口接头密封连接液压系统的液压输油管，当液控系统高压油进入控制闸板总成的左右缸筒关闭腔时，推动活塞前进且带动左右闸板总成沿壳体的侧通孔分别向井口中心移动，实现封闭油气井，当高压油进入左右缸筒开启腔时，推动活塞后退且带动左右闸板总成向离开井口中心方向运动，打开油气井，闸板总成开关由液压系统的液控装置的换向阀控制。全封结构的液动闸板防喷器，通过关闭或打开全封闸板总成，从而实现全封闭井口或打开井口 ；半封结构的液动闸板防喷器，通过关闭或打开半封闸板总成，从而实现封闭管柱与套管之间的环形空间或打开管柱与套管之间的环空；全封和半封相结合的结构的液动闸板防喷器，通过关闭或打开全封闸板总成，从而实现全封闭井口或打开井口，又通过关闭或打开半封闸板总成，从而实现封闭管柱与套管之间的环形空间或打开管柱与套管之间的环空。目前，油田修井用的液动闸板防喷器的半封闸板总成均为单一尺寸闸板总成，一种尺寸的半封闸板总成只能密封相应尺寸的管柱，而油井所用管柱大多都是组合管柱，因此需要配备不同尺寸的闸板总成，从而通过更换闸板总成来满足需要，这样不仅在操作时增加工作量，而且存在安全隐患；或者，其液动闸板防喷器装备多组半封闸板总成，其各组半封闸板总成规格不同，从而适应管柱的外径规格的变化，而这种多闸板的液动闸板防喷器结构重复，体积大、高度高、重量重、造价成本高、操作复杂。所以，现有液动闸板防喷器不能满足修井所需的要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提供一种变径密封的液动闸板防喷器，其装备变径的闸板总成，其变径的闸板总成克服了现有液动闸板防喷器的所装备的半封闸板总成均为单一尺寸闸板，一种尺寸的闸板总成只能密封相应尺寸的管柱的缺陷，其一套变径的闸板总成能封闭不同规格尺寸的管柱；从而，其变径密封的液动闸板防喷器通过其一组变径的闸板总成就能封闭不同规格尺寸的管柱，实现变径密封，而且结构简单、安装方便；极大地提高了工人的劳动生产效率，杜绝产生新的安全隐患。
[0004]本发明的目的是这样实现的:变径密封的液动闸板防喷器是油田井下作业所使用的井控防喷装置，是一种因防范井喷事故而设计的，在井涌发生后能及时安全关井的装置，在井下作业时，能很好地实现防喷；其采用液压驱动，属于液动闸板防喷器。当起下油管时，油气井发生溢流或井喷或其它特发情况时，变径密封的液