井控防喷装置的制作方法

本实用新型涉及井控设备技术领域，尤其涉及一种井控防喷装置。

背景技术：

井控防喷是试油气和修井作业施工的一个重要方面。试油气和常规修井作业时，一旦发现井喷预兆，井口操作人员迅速安装防喷旋塞和关闭防喷器，从而实现井喷控制。现有技术中，装防喷旋塞和关闭防喷器有操作者手动进行，存在的缺陷是自动化机械化程度低、作效率低，劳动强度大，操作者安全隐患和风险大。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型目的是提出一种井控防喷装置；本实用新型不需要操作者现场手动操作，通过按下司钻房内的控制器对相关的油缸、液压马达的油路中的电磁阀进行控制从而控制油缸、液压马达的启停动作，自动化机械化程度高、工作效率高，降低操作者的劳动强度，能够快速地密封住油管，减少井喷事故的发生，保证操作者和油井设备的安全可靠运行。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种井控防喷装置，包括支撑柱、旋塞阀、旋塞阀水平位置调整机构、旋塞阀垂直位置调整机构、旋塞阀旋转动力机构，支撑柱与井口平台连接，所述旋塞阀的下部设有圆锥形面，圆锥形面上设有外螺纹，所述外螺纹与油管内螺纹配合，所述旋塞阀水平位置调整机构的内侧与支撑柱连接、外侧与旋塞阀垂直位置调整机构连接，旋塞阀垂直位置调整机构与旋塞阀旋转动力机构连接，旋塞阀连接件上部与旋塞阀旋转动力机构的动力输出端连接，旋塞阀上部与旋塞阀连接件下部连接。

所述旋塞阀垂直位置调整机构包括液压油缸一、固定板、导轨、旋塞阀旋转动力机构安装架，液压油缸一的底座与固定板下部连接，固定板上部设有导轨连接部，导轨与导轨连接部连接，旋塞阀旋转动力机构安装架包括相连接的安装板、旋塞阀转轴固定套，安装板上端通过顶升支架与液压油缸一的活塞外端连接，安装板与导轨配合、沿着导轨上下移动。

所述旋塞阀旋转动力机构包括液压马达一、旋塞阀转轴、旋塞阀转轴固定套、旋塞阀连接件，旋塞阀转轴的上端与液压马达一动力输出端连接，旋塞阀转轴固定套的两端分别设有轴承一、轴承二，旋塞阀转轴通过轴承一、轴承二与旋塞阀转轴固定套连接，旋塞阀转轴下端与旋塞阀连接件连接，旋塞阀连接件下端通过可拆卸结构与旋塞阀连接，液压马达一、旋塞阀转轴固定套分别与旋塞阀垂直位置调整机构连接。

所述可拆卸结构包括磁铁，所述旋塞阀与旋塞阀连接件为导磁性能好的钢管结构，磁铁上端面与旋塞阀连接件配合、下端面与旋塞阀配合，所述磁铁上端面与旋塞阀连接件之间的磁吸力大于磁铁下端面与旋塞阀上端面之间的磁吸力。

所述旋塞阀转轴包括定位凸台，所述定位凸台下部的圆柱面上设有相对的两个导向平面，两个导向平面之间形成导向部，在导向部上设有径向贯通孔，径向贯通孔与限位销内端连接，限位销外端位于旋塞阀连接件的内孔中，所述定位凸台上部的圆柱面与轴承配合，在上部圆柱面的端面中间位置设有轴向盲孔，在轴向盲孔设有键槽，旋塞阀转轴通过键连接与液压马达一动力输出端连接；

所述旋塞阀连接件设有轴向通孔，在轴向通孔中设有带轴向孔的径向凸台，其中在径向凸台上部的轴向通孔截面为长槽孔，长槽孔与导向部配合，所述长槽孔在两侧的平面位置设有向外的凹槽，限位销外端延伸到凹槽，在限位销上侧的凹槽设有轴向的压缩弹簧一，在限位销下侧的凹槽设有轴向的压缩弹簧二，在旋塞阀连接件上端连接有端盖，在凹槽位置的外圆柱面对应设有两个连接件平面，在连接件平面与凹槽之间设有径向的端盖连接孔，旋塞阀连接件上端与端盖通过螺栓连接，压缩弹簧一的上端与端盖下端面配合、下端与限位销上部配合，压缩弹簧二的上端与限位销下部配合、下端与径向凸台的上端面配合。

旋塞阀上端伸入凸台下部的轴向通孔中，所述磁铁设于旋塞阀上端与径向凸台下端面之间的轴向通孔中，所述磁铁的上端面分别与径向凸台下端面及径向凸台下部的轴向通孔内部配合连接，磁铁的下端面与旋塞阀上端面配合连接，所述磁铁的上端面与旋塞阀连接件之间的接触面积大于磁铁与旋塞阀上端面之间的接触面积。

所述旋塞阀水平位置调整机构包括液压油缸二、摆动支架一、摆动支架二，所述液压油缸二的下部底座通过销轴与支撑柱铰接，所述液压油缸二的活塞外端通过销轴二与摆动支架一铰接，摆动支架一一端通过耳板一与支撑柱铰接、另一端通过销轴三与固定板上的耳板二铰接，所述摆动支架二一端通过耳板三与支撑柱铰接、另一端通过销轴四与固定板上的耳板四铰接。

所述支撑柱在液压油缸二连接的一侧设有垂直方向的长槽孔，所述销轴的两端分别与长槽孔两侧的支撑柱侧壁连接。

还包括液压防喷器、控制器，液压防喷器位于井控平台下方，所述控制器用于控制旋塞阀垂直位置调整机构的液压油缸一的活塞升降伸缩移动、旋塞阀旋转动力机构的液压马达一正反转动以及旋塞阀水平位置调整机构的液压油缸二的活塞的伸缩移动。

所述控制器包括cpu、数字量输入模块、数字量输出模块、接近传感器、井控防喷按钮、继电器，井控防喷按钮设于司钻房内，接近传感器与数字量输入模块连接，防喷按钮与数字量输入模块连接，接近传感器将液压油缸一、液压油缸二、液压马达一的的反馈信号输送给数字量输入模块，数字量输入模块接收控制按钮和接近传感器的输入信号，数字量输入模块将信号传送给cpu，所述控制器的cpu通过数字量输出模块将控制信号传送给继电器，继电器用于控制液压油缸一、液压油缸二油路和液压马达一油路中的电磁阀的动作，实现液压油缸一、液压油缸二、液压马达一的正反转，电机传动单元或者发电机组为泵站单元提供运行所需要的液压动能。

本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型不需要操作者现场手动操作，通过按下司钻房内的控制器对液压油缸一、液压油缸二、液压马达一的油路中的电磁阀进行控制从而控制液压油缸一、液压油缸二、液压马达一的的启停动作，能够方便地对旋塞阀垂直位置调整机构、旋塞阀水平位置调整机构、旋塞阀旋转动力机构的位置进行调整，保持旋塞阀处于需要的安装和配合位置，自动化机械化程度高、工作效率高，降低了操作者的劳动强度，能够快速地堵塞油管，减少井喷事故的发生，保证操作者和油井设备的安全可靠运行。

2.本实用新型旋塞阀水平位置调整机构绕着销轴能够旋转设定角度，在实现旋塞阀离开支撑柱101的水平位置及距离调整的同时、又能够带动旋塞阀在高度位置的辅助调整，另外在旋塞阀垂直位置调整机构的带动下、实现高度方向的相对位置的调节，保证旋塞阀在密封连接位置定位可靠，顺利实现螺纹配合的拧紧，避免螺纹损坏引起的密封不可靠和泄漏。

3.由于液压油缸二的下部底座通过销轴与支撑柱铰接，液压油缸二的活塞外端通过销轴二与摆动支架一铰接，摆动支架一一端通过耳板一与支撑柱铰接、另一端通过销轴三与固定板上的耳板二铰接，摆动支架二一端通过耳板三与支撑柱铰接、另一端通过销轴四与固定板上的耳板四铰接；

同时支撑柱在液压油缸二连接的一侧设有垂直方向的长槽孔，所述销轴的两端分别与长槽孔两侧的支撑柱侧壁连接，所述液压油缸二的下部底座通过销轴与支撑柱铰接，在液压油缸二的活塞缩回时，油缸及活塞部分能够嵌入到长槽孔中，旋塞阀水平位置调整机构、旋塞阀垂直位置调整机构、旋塞阀旋转动力机构尽量靠近支撑柱而且各个部分的重心低，实现整体结构紧凑、整机重心低，保证安装及运输的稳定可靠。

4.由于旋塞阀转轴包括定位凸台，所述定位凸台下部的圆柱面上设有相对的两个导向平面，两个导向平面之间形成导向部，在导向部上设有径向贯通孔，径向贯通孔与限位销内端连接，限位销外端位于旋塞阀连接件的内孔中，所述定位凸台上部的圆柱面与轴承配合，在上部圆柱面的端面中间位置设有轴向盲孔，在轴向盲孔设有键槽，旋塞阀转轴通过键连接与液压马达一动力输出端连接；结构简单、连接可靠，旋塞阀转轴能够方便而且可靠地与上部的液压马达连接和下部的旋塞阀定位和连接，刚性好、传递动力可靠，而且方便安装和拆卸。

5.由于所述旋塞阀连接件设有轴向通孔，在轴向通孔中设有带轴向孔的径向凸台，其中在径向凸台上部的轴向通孔截面为长槽孔，长槽孔与导向部配合，所述长槽孔在两侧的平面位置设有向外的凹槽，限位销外端延伸到凹槽，在限位销上侧的凹槽设有轴向的压缩弹簧一，在限位销下侧的凹槽设有轴向的压缩弹簧二，在旋塞阀连接件上端连接有端盖，在凹槽位置的外圆柱面对应设有两个连接件平面，旋塞阀连接件上端与端盖连接，压缩弹簧一的上端与端盖下端面配合、下端与限位销上部配合，压缩弹簧二的上端与限位销下部配合、下端与径向凸台的上端面配合。通过压缩弹簧一、压缩弹簧二的作用，旋塞阀连接件在旋塞阀转轴的轴向能够浮动，当旋塞阀垂直位置调整机构下降过快时，压缩弹簧一、压缩弹簧二能够起到缓冲作用，避免旋塞阀下部的外螺纹及油管内螺纹碰撞、损坏引起的螺纹密封面泄漏带来的隐患。

6.所述旋塞阀连接件与旋塞阀通过可拆卸的磁铁结构连接，磁铁的下端面与旋塞阀上端面配合连接，所述磁铁的上端面与旋塞阀连接件之间的接触面积大于磁铁与旋塞阀上端面之间的接触面积。在满足紧固力矩的前提下能够可靠地将旋塞阀与油管连接，磁铁能够牢固地吸附在旋塞阀连接件下部，磁铁能够快速地实现旋塞阀的安装和拆卸，工作效率高。

7.通过在旋塞阀垂直位置调整机构设有导轨，旋塞阀旋转动力机构通过与固定板连接实现沿着导轨的升降移动，保证旋塞阀旋转动力机构垂直轴向移动升降的可靠性和准确性，保证旋塞阀与油管接头准确，提高装配的效率，减少后续喷油的发生带来的不安全隐患。

8.通过井控防喷装置设有的控制器，能够减轻操作者的劳动强度，操作和监控方便，便于实现实时和远程监控，预防井喷事故的方式。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一；

图2为图1的主视图；

图3为图2的右视图；

图4为图3的a-a剖视图；

图5为旋塞阀转轴结构示意图；

图6为图5的主视图；

图7为图6的b-b剖视图；

图8为旋塞阀连接件结构示意图；

图9为图8的主视图；

图10为图9的c-c剖视图。

图11为图9的俯视图；

图12为控制器的控制电路结构结构示意图二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1-12所示，一种井控防喷装置，包括支撑柱101、旋塞阀107、旋塞阀水平位置调整机构、旋塞阀垂直位置调整机构、旋塞阀旋转动力机构，支撑柱101与井口平台连接，所述旋塞阀的下部设有圆锥形面，圆锥形面上设有外螺纹，所述外螺纹与油管内螺纹配合，所述旋塞阀水平位置调整机构的内侧与支撑柱101连接、外侧与旋塞阀垂直位置调整机构连接，旋塞阀垂直位置调整机构与旋塞阀旋转动力机构连接，旋塞阀连接件110上部与旋塞阀旋转动力机构的动力输出端连接，旋塞阀107上部与旋塞阀连接件110下部连接。

所述旋塞阀垂直位置调整机构包括液压油缸一103、固定板105、导轨108、旋塞阀旋转动力机构安装架113，液压油缸一103的底座与固定板105下部连接，固定板105上部设有导轨连接部116，导轨108与导轨连接部116连接，旋塞阀旋转动力机构安装架113包括相连接的安装板1132，安装板1132上端通过顶升支架106与液压油缸一103的活塞1031外端连接，安装板1132与导轨108配合、沿着导轨上下移动。所述导轨采用直线轴承导轨。

所述旋塞阀旋转动力机构包括液压马达一112、旋塞阀转轴114、旋塞阀转轴固定套1131、旋塞阀连接件110，旋塞阀转轴114的上端与液压马达一112动力输出端连接，旋塞阀转轴固定套1131的两端分别设有轴承一121、轴承二122，旋塞阀转轴114通过轴承一121、轴承二122与旋塞阀转轴固定套1131连接，旋塞阀转轴114下端与旋塞阀连接件110连接，旋塞阀连接件110下端通过可拆卸结构与旋塞阀107连接，液压马达一112、旋塞阀转轴固定套1131分别与旋塞阀垂直位置调整机构连接。

所述可拆卸结构包括磁铁，所述旋塞阀与旋塞阀连接件为导磁性能好的钢管结构，磁铁上端面与旋塞阀连接件配合、下端面与旋塞阀配合，所述磁铁上端面与旋塞阀连接件之间的磁吸力大于磁铁下端面与旋塞阀上端面之间的磁吸力。

所述旋塞阀转轴114包括靠近轴向中间位置的定位凸台1141，所述定位凸台1141下部的圆柱面上设有相对的两个导向平面1143，两个导向平面1143之间形成导向部1146，在导向部1146上设有径向贯通孔1142，径向贯通孔1142与限位销内端连接，限位销外端位于旋塞阀连接件110的内孔中用于对两侧的弹簧限位。所述贯通孔1142为螺纹孔，所述定位凸台上部的圆柱面与轴承配合，在上部圆柱面的端面中间位置设有轴向盲孔1145，在轴向盲孔1145设有键槽1144，旋塞阀转轴114通过键连接与液压马达一112动力输出端连接。

所述旋塞阀连接件110设有轴向通孔，在轴向通孔中设有带轴向孔的径向凸台1107，其中在径向凸台1107上部的轴向通孔1101截面为长槽孔1106，长槽孔1106与导向部1146配合，所述长槽孔1106在两侧的平面位置设有向外的凹槽1105，限位销外端延伸到凹槽，在限位销上侧的凹槽设有轴向的压缩弹簧一124，在限位销下侧的凹槽设有轴向的压缩弹簧二126，在旋塞阀连接件上端连接有端盖123，在凹槽1105位置的外圆柱面对应设有两个连接件平面1103，在连接件平面1103与凹槽1105之间设有径向的端盖连接孔1104，旋塞阀连接件110上端与端盖123通过螺栓连接，压缩弹簧一124的上端与端盖下端面配合、下端与限位销125上部配合，压缩弹簧二126的上端与限位销125下部配合、下端与径向凸台的上端面配合。

旋塞阀107上端伸入径向凸台1107下部的轴向通孔1102中，所述磁铁115设于旋塞阀上端与径向凸台下端面之间的轴向通孔1102中，所述磁铁115的上端面分别与径向凸台1107下端面及径向凸台下部的轴向通孔1102内部配合连接，旋塞阀107上端伸入下部的轴向通孔1102中，磁铁的下端面与旋塞阀上端面配合连接，所述磁铁的上端面与旋塞阀连接件之间的接触面积大于磁铁与旋塞阀上端面之间的接触面积。

所述旋塞阀水平位置调整机构包括液压油缸二102、摆动支架一104、摆动支架二128，所述液压油缸二102的下部底座通过销轴120与支撑柱101铰接，所述液压油缸二102的活塞1021外端通过销轴二与摆动支架一104铰接，摆动支架一104一端通过耳板一117与支撑柱101铰接、另一端通过销轴三1291与固定板105上的耳板二129铰接，所述摆动支架二128一端通过耳板三118与支撑柱101铰接、另一端通过销轴四130与固定板105上的耳板四131铰接。

所述支撑柱101在液压油缸二102连接的一侧设有垂直方向的长槽孔119，所述销轴120的两端分别与长槽孔119两侧的支撑柱侧壁连接。

实现旋塞阀在连接位置的水平面内的水平直线移动和绕着升降套轴线的水平转动，保证旋塞阀在密封连接位置定位可靠，顺利实现螺纹配合的拧紧，避免螺纹损坏引起的密封不可靠和泄漏。

还包括液压防喷器、控制器，液压防喷器位于井控平台下方，所述控制器用于控制旋塞阀垂直位置调整机构的升降移动、旋塞阀旋转动力机构的旋转运动以及旋塞阀水平位置调整机构的水平移动。具体地说就是控制旋塞阀垂直位置调整机构的液压油缸一103的活塞升降伸缩移动、旋塞阀旋转动力机构的液压马达一112正反转动以及旋塞阀水平位置调整机构的液压油缸二102的活塞的伸缩移动。

所述控制器包括cpu1、数字量输入模块4、数字量输出模块5、接近传感器3、井控防喷按钮2、继电器6，所述控制器采用西门子1500系列cpu(型号为1511-1pn)控制器，cpu(1511-1pn)用于控制程序运行，保证装置能够按照程序有序运行，接近传感器3与数字量输入模块4连接，接近传感器3将液压油缸一103、液压油缸二102、液压马达一112的的反馈信号输送给数字量输入模块4，数字量输入模块4将信号传送给cpu1来确认装置的运行准确。所述控制器的cpu1通过数字量输出模块5将控制信号传送给继电器6，继电器6用于控制液压油缸一103、液压油缸二102油路和液压马达一112油路中的电磁阀7的动作，来实现液压油缸一103、液压油缸二102、液压马达一112的正反转。

数字量输入模块4用于接收控制按钮和接近传感器的输入信号，所述输出模块5用于控制电磁阀7的通断，实现液压油缸一103、液压油缸二102的伸缩动作和液压马达一112的正反转动作。电机传动单元11为泵站单元10提供运行所需要的液压动能，当作业现场没有电源时，可以采用发电机组12带动泵站单元10提供动力。防喷按钮2与数字量输入模块4连接，防喷按钮2用于设置控制器的手动及自动运行。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。