剪切闸板防喷器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种剪切闸板防喷器，包括：上剪切闸板、下剪切闸板和剪切密封条，所述上剪切闸板的刀口平面上设有密封槽，所述剪切密封条放置在所述密封槽内，所述剪切密封条与所述密封槽的底部之间设有预留距离，本发明提供的一种剪切闸板防喷器，下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时，上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条，由于剪切密封条与密封槽的底部之间设有预留距离，使得剪切密封条在受到挤压时有一定的退让空间，减小了下剪切闸板对剪切密封条进行挤压时剪切密封条受到的作用力，从而可以保护剪切密封条不被下剪切闸板刃口损坏，延长使用寿命。
【专利说明】
剪切闸板防喷器
技术领域
[0001]本发明涉及石油钻井技术领域，尤其涉及一种剪切闸板防喷器。
【背景技术】
[0002]防喷器是石油钻井中的重要设备，其主要作用是在钻井过程中防止井喷事故的发生。防喷器按照结构与工作原理分为闸板防喷器与环形防喷器两类，其中，闸板防喷器主要由承压壳体、侧门、闸板、驱动闸板关闭的油缸等组成。闸板防喷器可以安装配备剪切闸板，当在钻井、修井或者试油等作业过程中遇到紧急情况时，关闭剪切闸板，剪断井内钻具，同时实现井筒密封。
[0003]具体地，剪切闸板防喷器的剪切闸板成对使用，分为上剪切闸板和下剪切闸板，剪切闸板防喷器的密封是通过剪切闸板体刀口平面内的剪切密封条实现的，现有技术中，采用剪切密封条直接与上剪切闸板接触的顶密封结构，当剪切闸板防喷器剪断钻杆后，活塞带动上剪切闸板和下剪切闸板继续前行，下剪切闸板刃口滑过并压缩上剪切闸板刀口平面内的剪切密封条，从而实现密封。
[0004]但是，采用现有技术，下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时，下剪切闸板刃口压缩剪切密封条产生的接触应力较大，容易将密封条挤压坏，特别是下剪切闸板移动过程中夹杂有固体颗粒的情况下，很容易将剪切密封条划伤，甚至直接将剪切密封条拖出，大大降低了密封性能，使得钻井、修井或者试油等作业过程存在极大的隐患。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种剪切闸板防喷器，用以解决现有技术中下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时剪切密封条容易被划伤的问题。
[0006]本发明提供一种剪切闸板防喷器，包括:上剪切闸板、下剪切闸板和剪切密封条，所述上剪切闸板的刀口平面上设有密封槽，所述剪切密封条放置在所述密封槽内，所述剪切密封条与所述密封槽的底部之间设有预留距离。
[0007]在本发明一实施例中，所述上剪切闸板的刀口平面两侧设有两个侧板，所述两个侧板上均设有凹槽。
[0008]在本发明一实施例中，所述剪切密封条的两侧设有与所述凹槽相匹配的凸起，所述凸起卡合在所述凹槽中。
[0009]在本发明一实施例中，所述两个侧板与所述上剪切闸板的闸板槽固定连接。
[0010]在本发明一实施例中，所述剪切密封条的材料为橡胶。
[0011]在本发明一实施例中，所述剪切密封条的材料为丁腈橡胶。
[0012]在本发明一实施例中，所述下剪切闸板的刃口为V型。
[0013]在本发明一实施例中，下剪切闸板的刃口的倒角为15度。
[0014]在本发明一实施例中，所述预留距离为0.5mm。
[0015]本发明提供的剪切闸板防喷器，下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时，上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条，由于剪切密封条与密封槽的底部之间设有预留距离，使得剪切密封条在受到挤压时有一定的退让空间，减小了下剪切闸板对剪切密封条进行挤压时剪切密封条受到的作用力，从而可以保护剪切密封条不被下剪切闸板刃口损坏，延长使用寿命。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本发明提供的剪切闸板防喷器的剪切闸板打开状态的结构示意图；
[0018]图2为本发明提供的剪切闸板防喷器的剪切闸板的平面示意图；
[0019]图3为本发明提供的剪切闸板防喷器的上剪切闸板的爆炸图；
[0020]图4为本发明提供的剪切闸板防喷器的下剪切闸板的结构示意图；
[0021]图5为本发明提供的剪切闸板防喷器的剪切闸板关闭状态的剖面结构示意图。
[0022]附图标记说明:
[0023]1:上剪切闸板；
[0024]2:下剪切闸板；
[0025]3:剪切密封条；
[0026]4:上剪切闸板的刀口平面；
[0027]5:密封槽；
[0028]6:预留距离；
[0029]7:第一侧板；
[0030]8:第二侧板；
[0031]9:凹槽；
[0032]10:凸起；
[0033]11:闸板槽；
[0034]12:刃口；
[0035]13:刃口倒角；
[0036]14:上刀体；
[0037]15:下刀体；
[0038]16:顶密封。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]图1为本发明提供的剪切闸板防喷器的剪切闸板打开状态的结构示意图，图2为本发明提供的剪切闸板防喷器的剪切闸板的平面示意图，图3为本发明提供的剪切闸板防喷器的上剪切闸板的爆炸图，如图1、图2和图3所示，剪切闸板防喷器包括:上剪切闸板1、下剪切闸板2和剪切密封条3，上剪切闸板的刀口平面4上设有密封槽5，剪切密封条3放置在密封槽5内，剪切密封条3与密封槽5的底部之间设有预留距离6。
[0041]需要说明的是，剪切闸板防喷器的上剪切闸板I的后部与液压柱塞栗的输出杆连接，剪切闸板防喷器的下剪切闸板2的后部与液压柱塞栗的输出杆连接。其中，由液压控制系统来液压柱塞栗打开或关闭上剪切闸板I以及下剪切闸板2。
[0042]本实施例中，下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时，上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条，由于剪切密封条与密封槽的底部之间设有预留距离，使得剪切密封条在受到挤压时有一定的退让空间，减小了下剪切闸板对剪切密封条进行挤压时剪切密封条受到的作用力，从而可以保护剪切密封条不被下剪切闸板刃口损坏，延长使用寿命。
[0043]另一实施例中，在上述剪切闸板防喷器包括:上剪切闸板1、下剪切闸板2和剪切密封条3的基础上，上剪切闸板的刀口平面4两侧设有两个侧板，两个侧板上均设有凹槽9。
[0044]具体地，上剪切闸板的刀口平面4两侧设置的两个侧板分别是第一侧板7和第二侧板8。
[0045]较优地，第一侧板7上的凹槽9和第二侧板8的凹槽9可以为长方形，但在此不作限制，例如，第一侧板7上的凹槽9和第二侧板8的凹槽9的形状也可根据具体情况设置为三角形、不规则多变形等形状。
[0046]进一步地，第一侧板7上可以设置多个凹槽9，第二侧板8上也可以设置多个凹槽9。
[0047]可选地，剪切密封条3的两侧设有与凹槽9相匹配的凸起10，凸起10卡合在凹槽9中。以防止剪切密封条3脱落。
[0048]较优地，剪切密封条3两侧的凸起为长方形，但在此不作限制，剪切密封条3两侧的凸起的形状与第一侧板7上的凹槽9以及第二侧板8上的凹槽9的形状相匹配。
[0049]需要说明的是，剪切密封条3两侧的凸起10可以为多个，其中剪切密封条两侧凸起的数目分别与第一侧板7上凹槽9的数目以及第二侧板8上凹槽9的数目相等。
[0050]进一步地，两个侧板与上剪切闸板I的闸板槽11固定连接，也就是说第一侧板7和上剪切闸板I的闸板槽11固定连接，第二侧板8和上剪切闸板I的闸板槽11固定连接。
[0051]进一步地，在另一实施例中，剪切密封条3的材料为橡胶。
[0052]较优地，剪切密封条3的材料为丁腈橡胶。
[0053]需要说明的是，剪切密封条3的材料可以为任何耐H2S和CO2腐蚀的材料。
[0054]进一步地，上剪切闸板I的顶部设置有顶密封16，下剪切闸板2的顶部设置有顶密封16。
[0055]进一步地，上剪切闸板I的两侧分别设置侧密封，下剪切闸板2的两侧分别设置侧密封(侧密封图中未示出)，可选地，可以采用上述第一侧板7和第二侧板8对剪切闸板防喷器进行侧密封。
[0056]需要说明的是，上剪切闸板I的顶部设置有顶密封16以及下剪切闸板2的顶部设置有顶密封16使得上剪切闸板I的顶部和下剪切闸板2的顶部实现密封。上剪切闸板I的两侧分别设置侧密封以及下剪切闸板2的两侧分别设置侧密封使得上剪切闸板I的两侧和下剪切闸板2的两侧实现密封。
[0057]优选地，剪切密封条3的密封面分为弧面和平面两部分。具体地，可以根据密封槽5的形状具体设置，在此不做限定。
[0058]需要说明的是，剪切密封条3的密封面的弧面部分用来密封钻杆的表面，剪切密封条3的密封面的平面部分用来密封上剪切闸板和下剪切闸板之间的封井界平面。
[0059]本实施例中，下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时，上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条，由于剪切密封条与密封槽的底部之间设有预留距离，使得剪切密封条在受到挤压时有一定的退让空间，减小了下剪切闸板对剪切密封条进行挤压时剪切密封条受到的作用力，从而可以保护剪切密封条不被下剪切闸板刃口损坏，延长使用寿命，此外，由于上剪切闸板的刀口平面两侧设有两个侧板，两个侧板上均设有凹槽，剪切密封条的两侧设有与凹槽相匹配的凸起，使得上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条时剪切密封条不容易脱落。
[0060]图4为本发明提供的剪切闸板防喷器的下剪切闸板的结构示意图，如图4所示，较优地，下剪切闸板2的刃口 12为V型。
[0061]其中，下剪切闸板2的刃口 12为V型，当上剪切闸板I和下剪切闸板2在液压柱塞栗的输出杆推动的作用下，相互靠近，能快速剪断钻杆，同时使断后的两段钻杆快速分开。
[0062]优选地，下剪切闸板2的刃口倒角13为15度。
[0063]其中，下剪切闸板2的刃口倒角13为15度时，当上剪切闸板I和下剪切闸板2在液压柱塞栗的输出杆推动的作用下，更有利于快速剪断钻杆，并使断后的两段钻杆快速分开。
[0064]另一实施例中，优选地，剪切密封条3与密封槽5的底部之间设有预留距离6，优选地，预留距离为0.5mm。
[0065]本实施例中，下剪切闸板刃口运动到与上剪切闸板底部的剪切密封条接触的位置进行密封时，上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条，由于剪切密封条与密封槽的底部之间设有预留距离，使得剪切密封条在受到挤压时有一定的退让空间，减小了下剪切闸板对剪切密封条进行挤压时剪切密封条受到的作用力，从而可以保护剪切密封条不被下剪切闸板刃口损坏，延长使用寿命，此外，由于上剪切闸板的刀口平面两侧设有两个侧板，两个侧板上均设有凹槽，剪切密封条的两侧设有与凹槽相匹配的凸起，使得上剪切闸板和下剪切闸板同时移动挤压剪切密封条时剪切密封条不容易脱落。
[0066]图5为本发明提供的剪切闸板防喷器的剪切闸板关闭状态的剖面结构示意图，当上剪切闸板I和下剪切闸板2在液压柱塞栗的输出杆推动的作用下，相互靠近，上剪切闸板I的上刀体14与下剪切闸板2的下刀体15相互嵌套合并，快速剪断钻杆时，两段钻杆分离，下剪切闸板2的刃口 12运动到与上剪切闸板I底部的剪切密封条3接触的位置进行密封时，上剪切闸板I和下剪切闸板2同时移动挤压剪切密封条3实现密封。
[0067]剪切闸板防喷器封井的具体过程是:操作液控系统，由液压能作用于液压柱塞栗的输出杆，上剪切闸板I和下剪切闸板2在液压柱塞栗的输出杆推动作用下，产生封井力，即上剪切闸板I和下剪切闸板2进行合并，在上剪切闸板I和下剪切闸板2进行合并的过程中，会使得剪切密封条3的弧面首先与钻杆的表面接触，由于被封钻杆的表面半径通常大于剪切密封条3的弧面的半径，在封井力的作用下，钻杆挤压剪切密封条3，导致剪切密封条3扩张，剪切密封条3的弧面扩张的这一过程为剪切闸板防喷器封井的第一阶段。
[0068]剪切密封条3受钻杆挤压扩张阶段终止后，上剪切闸板I和下剪切闸板2在液压柱塞栗的输出杆推动下，继续向中心移动，进行合并关井，此时，剪切密封条3的密封面的弧面和平面部分同时受上剪切闸板I和下剪切闸板2的挤压而变形，直到推动上剪切闸板I和上剪切闸板2的关井力与被密封面的反作用力、上剪切闸板I和上剪切闸板2运动的阻力达到平衡为止，这一过程为剪切密封条封井的第二阶段。
[0069]当剪切闸板防喷器关井时，井内介质压力会在上剪切闸板I和下剪切闸板2的背部产生助推力，使剪切密封条3的密封面的弧面和平面的接触比压增大，形成助封的效果，这是第三阶段，上述封井的三个阶段连续进行，通常第二、三阶段同时完成。
[0070]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种剪切闸板防喷器，包括:上剪切闸板、下剪切闸板和剪切密封条，所述上剪切闸板的刀口平面上设有密封槽，所述剪切密封条放置在所述密封槽内，其特征在于，所述剪切密封条与所述密封槽的底部之间设有预留距离。2.根据权利要求1所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述上剪切闸板的刀口平面两侧设有两个侧板，所述两个侧板上均设有凹槽。3.根据权利要求2所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述剪切密封条的两侧设有与所述凹槽相匹配的凸起，所述凸起卡合在所述凹槽中。4.根据权利要求3所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述两个侧板与所述上剪切闸板的闸板槽固定连接。5.根据权利要求1-4任一项所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述剪切密封条的材料为橡胶。6.根据权利要求4所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述剪切密封条的材料为丁腈橡胶。7.根据权利要求1所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述下剪切闸板的刃口为V型。8.根据权利要求7所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述下剪切闸板的刃口的倒角为15度。9.根据权利要求1所述的剪切闸板防喷器，其特征在于，所述预留距离为0.5_。
【文档编号】E21B33/06GK105822250SQ201510009471
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月8日
【发明人】王裕海, 李锋, 梁红军, 谢冲, 王延民, 韩传军, 董仁, 杜锋辉, 张涛, 邓昌松, 唐斌
【申请人】中国石油天然气股份有限公司