一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置制造方法
【专利摘要】一种在高压油气井口法兰柱面上建立油气通道的装置，特别涉及长期停井或发生事故后造成采(油)气井口的主控制阀(1号阀)或套管闸阀(2号阀和3号阀)处于无法打开的关闭状态，由于没有任何油气通道，因而测压、取样也无法进行，更无法实施洗井及压井等井下作业。本实用新型提供一种在闸阀的法兰圆柱体上带压建造多个油气通道，既可用来临时投产，也可用来实施液体压井作业等。由于本实用新型装置体积小巧、全液压操作，又无高空作业，并实施了过程控制，因而安全性高、成本低、灵活方便，对及时解除此类高压油气井投产的难题，提供了新的途径。
【专利说明】一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型属于天然气井开采业的【技术领域】，特别涉及一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置。
[0003]技术背景
[0004]长期关井或由于其他原因，可能造成井口主控阀门(I号阀)或者套管阀(2号阀及3号阀)处于无法打开的关闭状态。在此状态下，用常规液体压井的方法无法实施，因为没有循环通道。中国专利200520003462.5 [—种钻开高压天然气井口闸阀闸板的钻孔装置]，提供了钻开闸板，形成压井液循环通道的装置及方法。但该方法作业成本较高，存在一定的安全风险。特别是，有些长期关闭的油气井，由于井内的油气压力、温度、组分等都无法测得，为下一步制定开采措施造成极大困难。本实用新型是一成本低廉的小型装置，除了能方便的建造油气循环通道外，更能方便地建造小孔的压力测试、油气取样通道。这里所定义的井口法兰包括各压力等级的闸阀的两端连接法兰、各种焊接法兰、死堵法兰等。[0005]目前尚未见到在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置及工艺方法的公开报道。
[0006]
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置及方法，这一方法可以在法兰柱面的圆周上建造多个通道。单个通道最大可达到1-1/4英寸，最小3/4英寸(GB/T-12716)。如果在一个法兰圆柱面上建立8个通道，这些通道的总过流面积可以达到20cm2，相当于48mm的管子通道，因此可以通过这些通道进行正常的油气生产，也可以用这些通道进行压井作业然后就可更换失灵的井口装置。
[0008]本实用新型的目的是这样实现的:设计一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置，它由动力轴部件、给进机架部件、固定底座部件及压力控制部件组成。所述动力轴部件由液压马达(I)，以及安装在液压马达轴上的主动传动齿轮(2)，与其相啮合的是被动传动齿轮(3)，两齿轮安装在顶梁(4)内，并用盖板(5)固定，被动传动齿轮(3)中心是一母花键，安装了一根可在其中滑动的长花键轴(6)，花键轴的下部是一标准的圆锥套管
(7)，圆锥套管内安装钻头，圆锥套管上部轴上安装有对称的圆锥滚子轴承，轴承的内圈固定在轴上，外圈固定在外套(10)上，并用锁紧螺母(11)将外套(10)固定在移动横梁(12)上。所述给进机架部件的两根对称的平行的给进立轴(13)上有公螺纹，通过螺母(14)固定在顶梁(4)的两个圆柱孔(15)和(16)内，立轴(13)上有活塞(17)，并安装有密封件(18)与给进油缸(19)滑动配合，给进油缸(19)下部法兰(20)内装有密封件(21)与给进立轴
(13)滑动配合，并与移动横梁(12)通过螺钉(21)固定在一起，给进油缸上部盖板(22)用密封螺纹与给进油缸连接起来，并有滑动密封件(23)与给进立轴滑动配合，活塞(17)的上、下油缸均设有进出油孔(24)和(25)，给进立轴(13)下部是一光滑的圆柱体，能在移动横梁(12)的长圆柱孔(26)和孔(27)内上、下滑动，给进立轴最下端有公螺纹，用螺母(28)与固定底座的顶板(29)紧固在一起。所述固定底座部件的底座顶板(29)和底座底板(30)可在任意角度用固定螺栓(31)夹死在高压闸阀的法兰(32)颈部(33)上，底座顶板(29)上有给进立轴(13)相配合的是两个长圆柱孔(34)和(35)，长圆柱孔两端有位移调节螺钉
(36)和(37)，将给进立轴固定在所需位置上。所述压力控制部件，由特殊三通(38)及安装在出口处的高压球阀(39)和钻头(40)组成，钻头与钻杆(43)之间是一直径较大的短圆柱体(44)，特殊三通上部装有密封件(41)，用压盖(42)调节对钻杆(43)的密封压力，特殊三通下部有公锥管螺纹，将旋紧在法兰(32)上已经钻孔并已攻好相应的母锥管螺纹内。
[0009]本实用新型有益效果是:凡是由于油气井停井时间过长或其他原因，造成井口设备失控，循环通道完全堵死的高压油气井，通过在闸阀法兰圆柱面上进行钻孔、攻扣，安装压力控制部件，然后钻穿通道，经过高压球阀的控制，可以测压、取样，在圆周可安装多个压力控制部件后，甚至可投入生产，或者循环压井更换整个井口装备。由于本实用新型装备轻巧，地面液压控制，对在高压油气下带压作业人员的人身安全提供了安全保证，同时可大大降低事故井的投入成本。
[0010]【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0012]图1是本实用新型主体结构示意图。
[0013]图2是本实用新型压力控制部件结构示意图。
[0014]图3(图1的左视图投影)是本实用新型在闸阀法兰上已钻好母锥管螺纹扣底的结构示意图。
[0015]图4是闸阀法兰上已攻好母锥管螺纹扣的结构示意图。
[0016]图5是闸阀法兰上的母锥螺纹已安装了压力控制部件的结构示意图。
[0017]图6是正在准备钻穿流道的结构示意图。
[0018]图7是已经在闸阀法兰上安装好压力控制部件，并已钻穿流道后的完整结构示意图。
[0019]图中，1-液压马达；2_主动传动齿轮；3_被动传动齿轮；4-顶梁；5-盖板；6-长花键轴；7_圆锥套管；8-钻头；9_滚子轴承；10_外套；11_锁紧螺母；12_移动横梁；13_给进立轴；14_螺母；15、16_顶梁上的圆柱孔；17_活塞；18_密封件；19_给进油缸；20_密封件；21-螺钉；22_盖板；23_密封件；24、25_进出油孔；26、27_移动横梁上的圆柱孔；28_螺母；29-底座顶板；30_底座底板；31_固定螺栓；32_闸阀法兰；33_法兰颈部；34、35_底座顶板上的长圆孔；36、37_调节螺栓；38_特殊三通；39_高压球阀；40_钻头；41_密封件；42_压盖；43_钻杆；44_短圆柱体；45_公锥管螺纹；46_母锥管螺纹底孔；47_已攻好的母锥管螺纹；48_钻杆卡头；49_高压闸阀；50_闸阀内的油气通道；51_采油采气井口装置。
[0020]【具体实施方式】
[0021]图1所示为本实用新型主体结构示意图。
[0022]首先将底座顶板(29)和底座底板(30)固定在需要建立新通道的闸板法兰的颈部
(33)上，并选好两条法兰紧固螺栓的中间位置上。然后将给进立轴(13)固定在底座顶板
(29)的长圆孔(34)、(35)内，用调节螺栓(36)、(37)调好钻头(8)需要钻孔的精确位置。应用具有同步功能及调速功能的液压站给液压马达(I)供油，同时给给进油缸(19)的下油缸(25)供油，液压马达旋转带动被动齿轮(3)旋转，使长花键(6)旋转，带动钻头(8)旋转，移动横梁(12)在给进油缸(19)的带动下，使钻头(8)在选定的法兰位置上钻孔，钻头的尺寸取决于需要建造的通过的锥管螺纹的尺寸决定，而钻孔的深度需要精确控制，一般低于70MPa的内压下,推荐留下6?8mm壁厚,不能钻通。
[0023]如图3所示，闸阀法兰上已钻成供攻母锥管螺纹的底孔45。
[0024]如图4所示，闸阀法兰上按要求，用标准的锥管螺纹丝锥攻好了所需的锥管母螺纹(45)。
[0025]如图5所示，己将相应的压力控制部件中的特殊三通(38)安装在法兰的锥管螺纹内。在实施下一步工作之前，打开高压球阀联结试压装置，根据压力等级，按《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》的国家标准(GB/T22513-2008)的规定进行试压，只有在试压合格的情况下，方可进行下一步工作。
[0026]如图6所示，经试压合格的压力控制部件里的钻杆安装在卡头(47)内，这时液压马达旋转，给进油缸缓慢、平稳给进，钻开通道。
[0027]如图7所示，已将本实用新型拆除后，在闸阀法兰上建造了一个由高压球阀控制的油气流通道。
[0028]如果需要用上述相同的实施方法，将本实用新型旋转一个角度，在同一法兰的另一个位置建造第二通道、第三通道，在一个法兰上最多可建造六个通道。
【权利要求】
1.一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置，它由动力轴部件、给进机架部件、固定底座部件及压力控制部件组成，其特征是，所述动力轴部件中的液压马达安装在顶梁上，通过齿轮传动长花键轴，长花键轴将动力传递给圆锥套和钻头，长花键轴安装在移动横梁上，移动横梁上的两个给进油缸安装在给进机架部件的两根对称的平行的给进立轴上，给进立轴上部与顶梁通过螺栓连接，下部通过螺栓安装在固定底座上，固定底座部件中的底座顶板和底座底板卡死在需要建造油气通道的法兰的颈部，法兰侧面新钻孔内已攻好的母锥管螺纹上安装有压力控制部件。
2.根据权利要求1所述的一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置，其特征是，所述动力轴部件，由液压马达以及安装在液压马达轴上的主动传动齿轮，与其相啮合的是被动传动齿轮，两齿轮安装在顶梁内，并用盖板固定，被动传动齿轮中心是一母花键，安装了一根可在其中滑动的长花键轴，花键轴的下部是一标准的圆锥套，圆锥套内安装钻头，圆锥套上部轴上安装有对称的圆锥滚子轴承，轴承的内圈固定在轴上，外圈固定在外套上，并用锁紧螺母将外套固定在移动横梁上。
3.根据权利要求1所述的一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置，其特征是，所述给进机架部件的两根对称的平行的给进立轴上，有公螺纹，通过螺母固定在顶梁的两个圆柱孔内，立轴上有活塞，并安装有密封件与给进油缸滑动配合，给进油缸下部法兰内装有密封件与给进立轴滑动配合，并与移动横梁通过螺钉固定在一起，给进油缸上部盖板用密封螺纹与给进油缸连接起来，并有滑动密封件与给进立轴滑动配合，活塞的上、下油缸均设有进出油孔，给进立轴下部是一光滑的圆柱体，能在移动横梁的长圆柱孔内上、下滑动，给进立轴最下端有公螺纹，用螺母与固定底座的顶板紧固在一起。
4.根据权利要求1所述的一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置，其特征是，所述固定底座部件的底座顶板和底座底板可在任意角度用固定螺栓夹死在高压闸阀的法兰颈部上，底座顶板上有给进立轴相配合的是两个长圆柱孔，长圆柱孔两端有位移调节螺钉，将给进立轴固定在所需位置上。
5.根据权利要求1所述的一种在高压油气井口法兰柱面上建造油气通道的装置，其特征是，所述压力控制部件，由特殊三通及安装在出口处的高压球阀和钻头组成，钻头与钻杆之间是一直径较大的短圆柱体，特殊三通上部装有密封件，用压盖调节对钻杆的密封压力，特殊三通下部有公锥管螺纹，将旋紧在法兰上已经钻孔并已攻好相应的母锥管螺纹内。
【文档编号】E21B33/03GK203669812SQ201320676346
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】龚伟安 申请人:西安东新石油设备厂有限公司