采油井口闸阀带压更换装置及闸阀带压更换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油田设备维修更换技术领域，尤其涉及一种采油井口闸阀带压更换装置及闸阀带压更换方法。
【背景技术】
[0002]采油井口是油田采油设备中的重要装置，而闸阀是采油井口的主要部件，当闸阀出现故障时需要进行更换，但常规维修更换闸阀时须停产泄压；停产时会影响采油工作进度，泄压会将已注入井下的大量化学药剂及水重新泵回罐车，更换好闸阀后再将大量的化学药剂及水注入井下，这样会增加很多工作量，费时费力。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种采油井口闸阀带压更换装置，只需外加一台液压打压泵，就可实现带压更换闸阀作业，装置结构简单，制造成本低，操作简单，可节省大量人力物力，提高维修更换效率，并且不影响正常采油作业；本发明同时提供了基于该装置的闸阀带压更换方法。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现:
[0005]采油井口闸阀带压更换装置，包括丝杠轴、卡瓦组件、液压缸、密封套、外套管、丝杠螺母、截止阀和液压接头，其中卡瓦组件和液压缸套装在丝杠轴前部的光轴段上，液压缸后部通过密封套密封；丝杠轴后部丝杠段通过丝杠螺母套装有外套管，由锁紧螺母固定，夕卜套管内侧具有与卡箍连接相适应的形状；丝杠轴中部设有通长的液压油孔，通过固定在丝杠轴后端的截止阀和液压接头外接打压泵；液压油孔设有径向进油孔连通液压缸。
[0006]所述卡瓦组件由卡瓦外套、压缩弹簧和卡瓦组成，卡瓦外套上沿圆周方向均布数个卡瓦，卡瓦外表面具有齿形结构，卡瓦和卡瓦外套之间设压缩弹簧。
[0007]所述液压缸前端和丝杠轴前端具有与卡瓦内表面相适应的锥形结构。
[0008]所述丝杠轴上丝杠段长度大于外套管和闸阀的总长，外套管内侧具有能容纳密封套、液压缸和卡瓦组件的环形空腔。
[0009]所述外套管与丝杠螺母端面由数个均布的紧定螺钉固定。
[0010]所述截止阀为角形针阀，其最大外形尺寸小于外套管内径。
[0011]基于采油井口闸阀带压更换装置的闸阀带压更换方法，包括如下步骤:
[0012]I)将所有部件安装到丝杠轴上组成闸阀带压更换装置，外套管通过丝杠螺母旋进到丝杠轴前部，此时密封套、液压缸和卡瓦组件进入外套管的环形空腔内，将外套管内侧通过卡箍与闸阀一侧固定连接；
[0013]2)打开闸阀，通过旋转丝杠轴使安装有卡瓦组件和液压缸的丝杠轴头部通过闸阀进入与闸阀另一侧连接的套管四通内；
[0014]3)丝杠轴安装有液压接头一侧通过液压接头连接打压泵，打压20?25MPa，液压油通过液压油孔并经径向进油孔进入液压缸，液压缸沿丝杠轴向卡瓦一侧移动，推动卡瓦向外张开，并锚固在套管四通管壁上；
[0015]4)稳压10?15分钟，关闭截止阀，取下打压泵，松开紧定螺钉，依次从丝杠轴上卸下外套管和卡箍，更换闸阀；
[0016]5)闸阀更换完成后，重新安装卡箍、外套管和紧定螺钉，打开截止阀泄压后卡瓦在压缩弹簧作用下回到原位；旋转丝杠轴使丝杠轴头部返回外套管内，关闭闸阀，取下闸阀带压更换装置和卡箍，整个带压更换闸阀过程结束。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0018]采用本发明所述装置，只需外加一台液压打压泵，就可实现带压更换闸阀作业，装置结构简单，制造成本低，操作简单，可节省大量人力物力，提高维修更换效率，并且不影响正常采油作业。
【附图说明】
[0019]图1是本发明所述装置的结构示意图。
[0020]图2是本发明所述装置的工作状态示意图一。
[0021]图3是本发明所述装置的工作状态示意图二。
[0022]图4是本发明所述装置的工作状态示意图三。
[0023]图5是本发明所述装置的工作状态示意图四。
[0024]图6a-图6c是本发明所述卡瓦的三视图。
[0025]图7是本发明所述卡瓦外套的主视剖面图。
[0026]图中:1.封堵2.卡瓦组件21.卡瓦22.卡瓦外套3.液压缸4.密封套5.丝杠轴6.外套管7.丝杠螺母8.紧定螺钉9.锁紧螺母10.截止阀11.液压接头12.悬挂器13.套管四通14.闸阀15.卡箍1.闸阀带压更换装置
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明:
[0028]见图1，是本发明所述装置的结构示意图，本发明所述采油井口闸阀带压更换装置，包括丝杠轴5、卡瓦组件2、液压缸3、密封套4、外套管6、丝杠螺母7、截止阀10和液压接头11，其中卡瓦组件2和液压缸3套装在丝杠轴5前部的光轴段上，液压缸3后部通过密封套4密封；丝杠轴5后部丝杠段通过丝杠螺母7套装有外套管6，由锁紧螺母9固定，夕卜套管6内侧具有与卡箍15连接相适应的形状；丝杠轴5中部设有通长的液压油孔，通过固定在丝杠轴5后端的截止阀10和液压接头11外接打压泵；液压油孔设有径向进油孔连通液压缸3。
[0029]所述卡瓦组件2由卡瓦外套22 (如图7所示)、压缩弹簧和卡瓦21 (如图6a_6c所示)组成，卡瓦外套22上沿圆周方向均布数个卡瓦21，卡瓦21外表面具有齿形结构，卡瓦21和卡瓦外套22之间设压缩弹簧。
[0030]所述液压缸3前端和丝杠轴5前端具有与卡瓦21内表面相适应的锥形结构。
[0031]所述丝杠轴5上丝杠段长度大于外套管6和闸阀14的总长，外套管6内侧具有能容纳密封套4、液压缸3和卡瓦组件2的环形空腔。
[0032]所述外套管6与丝杠螺母7端面由数个均布的紧定螺钉8固定。
[0033]所述截止阀10为角形针阀，其最大外形尺寸小于外套管6内径。
[0034]基于采油井口闸阀带压更换装置的闸阀带压更换方法，包括如下步骤:
[0035]I)将所有部件安装到丝杠轴5上组成闸阀带压更换装置I，外套管6通过丝杠螺母7旋进到丝杠轴5前部，此时密封套4、液压缸3和卡瓦组件2进入外套管6的环形空腔内，将外套管6内侧通过卡箍15与闸阀14 一侧固定连接；(如图2所示)
[0036]2)打开闸阀14，通过旋转丝杠轴5使安装有卡瓦组件2和液压缸3的丝杠轴5头部通过闸阀14进入与闸阀14另一侧连接的套管四通13内；(如图3所示)
[0037]3)丝杠轴5安装有液压接头11 一侧通过液压接头11连接打压泵，打压20?25MPa,液压油通过液压油孔并经径向进油孔进入液压缸3，液压缸3沿丝杠轴5向卡瓦21一侧移动，推动卡瓦21向外张开，并锚固在套管四通13管壁上；(如图4所示)
[0038]4)稳压10?15分钟，关闭截止阀10，取下打压泵，松开紧定螺钉8，依次从丝杠轴5上卸下外套管6和卡箍15，更换闸阀14 ;(如图5所示)
[0039]5)闸阀14更换完成后，重新安装卡箍15、外套管6和紧定螺钉8，打开截止阀10泄压后卡瓦21在压缩弹簧作用下回到原位；旋转丝杠轴5使丝杠轴头部返回外套管6内，关闭闸阀14，取下闸阀带压更换装置I和卡箍15，整个带压更换闸阀过程结束。
[0040]如图2所示，采油井口的闸阀14通过套管四通13和油管头的悬挂器12连通，闸阀14内与来自井口的压力油路连通，本发明所述闸阀带压更换装置I的工作原理是:通过将带有卡瓦组件2、液压缸3和密封套4的丝杠轴头部推入闸阀14前的套管四通13内，并通入液压油推动液压缸3顶起卡瓦组件2中的卡瓦21，使瓦卡21锚固在套管四通13的管壁上，由密封套4密封从而截断来自井口的压力油路，在整个闸阀14更换过程中闸阀14内始终处于无压状态，从而实现了带压更换闸阀14的目的。
【主权项】
1.采油井口闸阀带压更换装置，其特征在于，包括丝杠轴、卡瓦组件、液压缸、密封套、外套管、丝杠螺母、截止阀和液压接头，其中卡瓦组件和液压缸套装在丝杠轴前部的光轴段上，液压缸后部通过密封套密封；丝杠轴后部丝杠段通过丝杠螺母套装有外套管，由锁紧螺母固定，外套管内侧具有与卡箍连接相适应的形状；丝杠轴中部设有通长的液压油孔，通过固定在丝杠轴后端的截止阀和液压接头外接打压泵；液压油孔设有径向进油孔连通液压缸，端部设封堵密封。
2.根据权利要求1所述的采油井口闸阀带压更换装置，其特征在于，所述卡瓦组件由卡瓦外套、压缩弹簧和卡瓦组成，卡瓦外套上沿圆周方向均布数个卡瓦，卡瓦外表面具有齿形结构，卡瓦和卡瓦外套之间设压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述的采油井口闸阀带压更换装置，其特征在于，所述液压缸前端和丝杠轴前端具有与卡瓦内表面相适应的锥形结构。
4.根据权利要求1所述的采油井口闸阀带压更换装置，其特征在于，所述丝杠轴上丝杠段长度大于外套管和闸阀的总长，外套管内侧具有能容纳密封套、液压缸和卡瓦组件的环形空腔。
5.根据权利要求1所述的采油井口闸阀带压更换装置，其特征在于，所述外套管与丝杠螺母端面由数个均布的紧定螺钉固定。
6.根据权利要求1所述的采油井口闸阀带压更换装置，其特征在于，所述截止阀为角形针阀，其最大外形尺寸小于外套管内径。
7.基于权利要求1所述的采油井口闸阀带压更换装置的闸阀带压更换方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)将所有部件安装到丝杠轴上组成闸阀带压更换装置，外套管通过丝杠螺母旋进到丝杠轴前部，此时密封套、液压缸和卡瓦组件进入外套管的环形空腔内，将外套管内侧通过卡箍与闸阀一侧固定连接； 2)打开闸阀，通过旋转丝杠轴使安装有卡瓦组件和液压缸的丝杠轴头部通过闸阀进入与闸阀另一侧连接的套管四通内； 3)丝杠轴安装有液压接头一侧通过液压接头连接打压泵，打压20?25MPa，液压油通过液压油孔并经径向进油孔进入液压缸，液压缸沿丝杠轴向卡瓦一侧移动，推动卡瓦向外张开，并锚固在套管四通管壁上； 4)稳压10?15分钟，关闭截止阀，取下打压泵，松开紧定螺钉，依次从丝杠轴上卸下外套管和卡箍，更换闸阀； 5)闸阀更换完成后，重新安装卡箍、外套管和紧定螺钉，打开截止阀泄压后卡瓦在压缩弹簧作用下回到原位；旋转丝杠轴使丝杠轴头部返回外套管内，关闭闸阀，取下闸阀带压更换装置和卡箍，整个带压更换闸阀过程结束。
【专利摘要】本发明涉及一种采油井口闸阀带压更换装置及闸阀带压更换方法，装置包括丝杠轴、卡瓦组件、液压缸、密封套、外套管、丝杠螺母、截止阀和液压接头，其中卡瓦组件和液压缸套装在丝杠轴前部的光轴段上，液压缸后部通过密封套密封；丝杠轴后部丝杠段通过丝杠螺母套装有外套管，由锁紧螺母固定，外套管内侧具有与卡箍连接相适应的形状；丝杠轴中部设有通长的液压油孔，通过固定在丝杠轴后端的截止阀和液压接头外接打压泵；液压油孔设有径向进油孔连通液压缸。其方法是通过截断来自井口的压力油路实现带压更换闸阀的目的。本发明装置结构简单，制造成本低，操作简单，可节省大量人力物力，提高维修更换效率，并且不影响正常采油作业。
【IPC分类】E21B23-00
【公开号】CN104879079
【申请号】CN201510306665
【发明人】李飞, 姜庆玲, 王政武, 许长征, 曲海成, 刘春友
【申请人】辽宁石油机械制造有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年6月5日