一种防喷器控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油、地质、矿产等行业钻井时用以压井防喷的装置，尤其涉及一种防喷器控制装置。
【背景技术】
[0002]石油、地质、矿业等领域的钻井作业中，当钻进过程中环空液柱压力低于地层流体压力时，有可能发生溢流井涌、甚至井喷，若不及时控制将有可能引发井喷失控，甚至着火等重大安全事故，给人员生命和设备财产带来无法估量的损失。为控制井内流体压力，避免井涌、井喷、甚至着火等恶性事故的发生，在井口需安装防喷器并在井场内配套防喷器控制装置，通过防喷器的动作控制井口，降低作业风险。
[0003]在现有技术中，对于井口发现井涌情况时，作业人员可以通过人工手动控制防喷器控制装置使其防喷器关闭，达到控制井口，防止井喷发生的目的。对于已经发生井口井喷事故时，井口平台及附近需要撤离作业人员，此时可以通过遥控装置控制防喷器关闭，实施关井，防止井喷事故的进一步扩大，降低损失。但是在极端情况下，井口由于井喷着火，致使原有的防喷器控制装置失效，导致无法控制防喷器关井时，防喷器紧急自动控制装置，则可以及时控制防喷器的关闭，避免事态进一步恶化，将井喷着火的损失降至最低。
[0004]防喷器安装在井口上面，直接用于防止井喷。防喷器控制装置是个体积很大的液压站，远离防喷器布置，通过管道给防喷器提供高压液压油，用于防喷器打开或关闭。没有防喷器控制装置，防喷器就失去了能量供应，不能动作。转阀是防喷器控制装置上的一个部件，有若干个并排布置，分别控制多个油路的启闭。操作人员通过直接扳动转阀手柄或通以压缩空气对转阀加以控制。阀门作为执行元件在地面防喷器控制装置起着无可替代的作用，其性能直接影响到产品的质量和产品合格率，甚至影响生产。
[0005]现有的转阀通常提供至少两种控制方式，手柄手动控制方式和气缸气动控制方式，如图所示，图1(a)现有技术中的防喷器控制装置的转阀总成结构的主视图，图1(b)为现有技术中的防喷器控制装置的转阀总成结构的俯视图，当采用手动控制方式时，用手操作，通过手动执行机构如手杆、齿轮、手轮等来进行开关操作，包括一个可以旋转90度的部件，转轴通过销钉带动阀芯转动，执行机构通过操作阀杆和流量控制元件来开阀和关阀。气缸气动控制方式主要用于手动操作很困难的阀门、处于有毒或其他恶劣环境中不能采用手动操作的情况，气缸控制阀门可远程通过从某口注入压缩空气，利用外部力量来自动控制或遥控阀的开关，图1 (a)和图1 (b)中，10表不气缸，20表不气缸安装板，30表不手柄，40表示转阀，从图中可看出，在原有的气缸控制的阀门结构中，阀门与气缸之间一般为垂直设置，二者之间通过气缸安装版固定安装，其安装较复杂，占用较大空间，而且通过此种方式的气缸传动执行元件存在空行程，控制精度不是很高。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种防喷器控制装置，以解决原有的防喷器控制装置中的转阀结构安装复杂、占用空间大、控制灵敏度不高的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:一种防喷器控制装置，包括有转阀，其中，所述转阀包含气缸、阀体和阀芯，气缸内设有活塞及活塞杆，所述活塞杆与所述阀芯之间通过滚珠丝杠实现同轴连接。
[0008]进一步地，所述转阀为三位四通式。
[0009]进一步地，所述滚珠丝杠上还设有滚珠花键，防止滚珠丝杠转动。
[0010]进一步地，所述阀芯通过销钉与转轴相连，使阀芯转动。
[0011]进一步地，所述滚珠丝杠包括丝杠主体、螺母及滚珠，将阀芯的旋转运动转变为活塞的直线运动或将活塞杆的直线运动转变为阀芯的旋转运动。
[0012]进一步地，所述转轴上还套设有推力轴承。
[0013]与现有技术相比，本实用新型所提供的一种防喷器控制装置，其转阀结构采用气缸与转阀同轴设置简化了安装连接，减小了安装空间，且采用滚珠丝杠传动，消除了空行程，性能稳定，不会产生任何误动作，控制灵敏，无论阀芯处于何处，驱动力都不变，不至于在压力降低时不能启动，工作可靠，由于输入信号与阀芯位置变化严格对应，方便数字控制，符合未来防喷器控制技术的发展方向。
【附图说明】
[0014]图1 (a)为现有技术中的防喷器控制装置的转阀总成结构的主视图；
[0015]图1 (b)为现有技术中的防喷器控制装置的转阀总成结构的俯视图；
[0016]图2为本实用新型所述的防喷器控制装置的转阀总成结构的主视图；
[0017]图3为本实用新型所述的防喷器控制装置的转阀总成结构的左视图；
[0018]图4为本实用新型所述的防喷器控制装置的转阀总成结构示意图。
[0019]图中，附图标记如下:1_气缸，2-滚珠丝杠，3-手柄，4-阀体，5-阀芯，6-销钉，7-推力轴承，8-转轴，9-阀盖，10-定位盘，11-滚珠花键。
【具体实施方式】
[0020]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，产品制造商可能会用不同名词来称呼同一个部件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分部件的方式，而是以部件在功能上的差异来作为区分的准则。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0021]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
[0022]防喷器是用于试油、修井、完井等作业过程中关闭井口，防止井喷事故发生，将全封和半封两种功能合为一体，具有结构简单，易操作，耐高压等特点，是油田常用的防止井喷的安全密封井口装置。石油钻井时，安装在井口套管头上，用来控制高压油、气、水的井喷装置。在井内油气压力很高时，防喷器能把井口封闭(关死)。从钻杆内压入重泥浆时，其闸板下有四通，可替换出受气侵的泥浆，增加井内液柱的压力，以压住高压油气的喷出。
[0023]如图2、图3所示，本实用新型中的转阀，主要用于地面防喷器控制装置，改变原有的转阀结构中的气缸与防喷器控制装置通过气缸安装版的连接方式，直接使得气缸和防喷器控制装置之间形成同轴安装的方式。同轴安装使得结构更简单。
[0024]具体来说，参照图4，本实用新型所述的转阀，包括气缸1、阀体4和阀芯5，气缸I内设有活塞及活塞杆，引导活塞在缸内进行直线往复运动，其中，所述活塞杆与所述阀芯5之间通过滚珠丝杠2实现同轴连接。本实用新型气缸I与转阀同轴联接(线布置)，取代原平面布置，安装方便，体积小，传动无间隙。简化了安装结构。
[0025]具体来说，所述滚珠丝杠2主要由丝杠主体、螺母及滚珠组成，其利用其自身的性质，能够将阀芯的旋转运动转变为活塞的直线运动或将活塞杆的直线运动转变为阀芯的旋转运动，由于滚珠丝杠的丝杠主体与螺母之间有很多滚珠在做滚动运动，所以启动力矩小，能得到较高的运动效率，传动精度高。采用滚珠丝杠传动，消除了空行程，控制更灵敏平稳。
[0026]所述滚珠丝杠2上还设有滚珠花键11，防止滚珠丝杠2转动，还起到了传递扭矩的作用。这样，无论阀芯5处于何处，驱动力都保持一样，不至于当压力过低时不能启动，运行工作可靠。
[0027]所述阀芯5通过销钉6与转轴8相连，转轴8转动时，通过销钉可带动阀芯5转动。
[0028]所述转轴8上还套设有推力轴承7，推力轴承7由两个止推垫片或更多止推垫片和若干滚动体组成，用来专门承受轴向力，使转轴8的运行更可靠。
[0029]应用本实用新型所述的防喷器控制装置中的转阀总成工作原理如下:
[0030]假设压缩空气从a 口进入，推动气缸I内的活塞向右运动，由于活塞杆和活塞为连在一起的整体结构，滚珠花键11使活塞或活塞杆只能移动而不能转动。活塞杆右端与滚珠丝杆2连接，活塞杆上带有外螺纹，活塞杆同时也可当作是丝杆，滚珠丝杆副(包括丝杆与螺母等)可以使直线运动和旋转运动相互转换，此处当活塞杆移动时，连接丝杆上的螺母的阀芯5(作为螺母的阀芯5，阀芯自带内螺纹，与丝杆外螺纹形成丝杆副)逼迫转动，从而使得活塞杆的直线位移与阀芯5的角度变化具有函数单值对应关系，完成控制。此外，需要说明的是，转阀通过压缩空气远程控制，输入信号和阀芯位置变化控制严格，极为方便数字控制系统中。
[0031]当压缩空气从b 口进入，活塞受到压力，活塞杆缩回，阀芯5反转。
[0032]当手动控制时，气缸a和b 口与大气连通，不产生阻力，气动远程控制时，手柄3跟随阀芯5转动，以指示阀芯位置。其中，无论手动还是气动，都使阀芯处于3个位置:中位、开位或关位。
[0033]通过本实用新型中防喷器控制装置的阀门结构改造，使得防喷器在控制过程中运行更平稳，控制精度更高。
[0034]上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种防喷器控制装置，包括有转阀，其特征在于，所述转阀主要由气缸、阀体和阀芯组成，其中，所述气缸内设有活塞及活塞杆，所述活塞杆与所述阀芯之间通过滚珠丝杠实现同轴连接。
2.如权利要求1所述的防喷器控制装置，其特征在于，所述转阀为三位四通式。
3.如权利要求1所述的防喷器控制装置，其特征在于，所述滚珠丝杠上还设有滚珠花键，防止滚珠丝杠转动。
4.如权利要求1所述的防喷器控制装置，其特征在于，所述阀芯通过销钉与转轴相连，使阀芯转动。
5.如权利要求3所述的防喷器控制装置，其特征在于，所述滚珠丝杠包括丝杠主体、螺母及滚珠，将阀芯的旋转运动转变为活塞的直线运动或将活塞杆的直线运动转变为阀芯的旋转运动。
6.如权利要求4所述的防喷器控制装置，其特征在于，所述转轴上还套设有推力轴承。
【专利摘要】本实用新型公开了一种防喷器控制装置，包括有转阀，所述转阀主要由气缸、阀体和阀芯组成，其中，所述气缸内设有活塞及活塞杆，所述活塞杆与所述阀芯之间通过滚珠丝杠实现同轴连接。本实用新型解决了原有的防喷器控制装置中的转阀结构安装复杂、占用空间大、控制灵敏度不高的问题。
【IPC分类】E21B33-06
【公开号】CN204357394
【申请号】CN201420872822
【发明人】陈永军, 卢占彦
【申请人】江苏双鑫石油机械有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月27日