一种节能合压压裂井口装置的制作方法

本发明属于油田压裂施工技术领域，具体是一种节能合压压裂井口装置。

背景技术：

油田开发进入中后期，油田聚驱、三元复合驱等井数逐年增多，地层压力也随着开发不断深入而不断提升，特别对于高压低渗储层，注入困难，关井降压也慢，部分油水井降至常规压裂作业所需压力最多的可放压三个月或半年之久，此类井无法按照地质要求及时进行正常压裂作业施工，降压满足常规作业要求进行压裂施工后常出现异常高压无法正常完井，上述井压裂施工后因井内高压，返排液和油水从井口大量涌出，部分井还出现管柱上顶现象，起下管柱前和起下过程中需排液降压，常采用罐车拉运到废液处理站进行废液处理，处理成本高，施工周期长，单井作业成本大幅增加，常规作业起下管柱过程中需敞口作业，返排液和油水存在喷溅到施工场地外污染环境的风险，故而针对此类井施工研发了带压压裂工艺技术，采用可以完成起原井管柱、下压裂管柱、压裂、起压裂管柱、下完井管柱的带压压裂一体化施工；

目前带压压裂一体化施工常采用通过高压管线连接地面压裂管汇与带压作业设备上方压裂油管的方式进行压裂施工，即套管四通之上安装带压作业设备，利用带压作业设备起出原井管柱、下入压裂管柱后在带压作业设备上方压裂油管上安装高压配件、高压直管连接地面压裂管汇进行压裂，压后再利用带压作业设备起出压裂管柱、下入完井管柱完成整个施工。

如专利申请号201811359497.0公开了一种带压压裂控制器，与压裂油管悬挂器配套使用，包括壳体，所述壳体连接有密封锁定闸板及定位悬挂闸板；所述密封锁定闸板往复运动，用于压裂施工时密封所述壳体与所述压裂油管悬挂器之间的环空并隔离油套环空；所述定位悬挂闸板往复运动，用于压裂施工时悬挂所述压裂油管悬挂器，解决闸板防喷器无法悬挂压裂管柱且不能密封压裂过程中的高压流体自上而下的压力，无法实现合压井口的方式完成带压压裂施工的问题，但是现有的带压压裂控制器在工作时不能保证壳体两侧的上闸板和下闸板同步运动，从而造成油管悬挂器的偏心，导致安全事故；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节能合压压裂井口装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种节能合压压裂井口装置，包括压裂控制器，所述压裂控制器外接有与之相配的液动平板发和压裂注入头，所述压裂控制器上设置有相适配的油管悬挂器，所述油管悬挂器包括对称设置的半封壳体，两个所述半封壳体之间形成供油管悬挂器穿过的通道，所述半封壳体包括上闸板和下闸板，所述上闸板的端面上设置有第一密封件和卡瓦，所述下闸板上设置有第二密封件，所述上闸板通过锁紧缸筒一进行往复运动，用于压裂施工时密封所述半封壳体与所述油管悬挂器之间的环空并隔离油套环空，所述下闸板通过锁紧缸筒二进行往复运动，用于压裂施工时悬挂所述油管悬挂器；

所述压裂控制器的外围固定设置有驱动框架，所述驱动框架用于压裂控制器施工时对两侧所述半封壳体上的锁紧缸筒一和锁紧缸筒二进行同步推进。

作为本发明再进一步的方案：所述锁紧缸筒一的内壁两侧沿水平方向开设有滑槽一，所述锁紧缸筒一的内部水平设置有推动套杆一，所述推动套杆一的一端同上闸板固定连接，所述推动套杆一的另一端设置有滑环一，所述滑环一的外圆周面两侧设置有与滑槽一相适配的滑块，所述推动套杆一通过滑环一上的滑动连接在推动套杆一的滑槽一内，所述锁紧缸筒一的内部还设置有螺杆一，所述螺杆一的一端与推动套杆一的中心孔螺纹连接，所述螺杆一的另一端贯穿推动套杆一设置，所述螺杆一位于推动套杆一外部的一端固定设置有从动锥齿轮一。

作为本发明再进一步的方案：所述锁紧缸筒二的内壁两侧沿水平方向开设有滑槽二，所述锁紧缸筒二的内部水平设置有推动套杆二，所述推动套杆二的一端同下闸板固定连接，所述推动套杆二的另一端设置有滑环二，所述滑环二的外圆周面两侧设置有与滑槽二相适配的滑块，所述推动套杆二通过滑环二上的滑动连接在推动套杆二的滑槽二内，所述锁紧缸筒二的内部还设置有螺杆二，所述螺杆二的一端与推动套杆二的中心孔螺纹连接，所述螺杆二的另一端贯穿推动套杆二设置，所述螺杆二位于推动套杆二外部的一端固定设置有从动锥齿轮二。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动框架为长方体框架结构，所述驱动框架正面的框架结构两侧沿驱动框架正面竖直中线对称设置有支撑块一和支撑块二，所述支撑块一与支撑块二之间设置有横板，所述横板的正面中心位置设置有电机，所述电机的输出端连接有转动块，且在转动块的两侧设置分别铰接有转动杆一和转动杆二，所述转动杆一同上滑动块铰接，所述转动杆二同下滑动块铰接，所述上滑动块和下滑动块的两端分别贯穿两侧的支撑块一和支撑块二，并滑动在支撑块一和支撑块二的导向槽内，所述上滑动块的两端分别设置有直齿条一和直齿条二，所述下滑动块的两端分别设置有直齿条三和直齿条四；

所述驱动框架的正面框架与背面框架分别以中心点为圆心分成四个象限，所述驱动框架的正面框架与背面框架的四个象限内分别设置有固定块，所述驱动框架的正面框架与背面框架的第四象限内通过固定块设置有第一转轴，所述第一转轴靠近驱动框架正面框架的一端设置有齿轮盘一，所述齿轮盘一与直齿条一啮合连接，所述齿轮盘一与所述驱动框架的正面框架与背面框架的第一象限内通过固定块设置有第二转轴，所述第二转轴靠近驱动框架正面框架的一端设置有齿轮盘二，所述齿轮盘二与直齿条二啮合连接，所述驱动框架的正面框架与背面框架的第三象限内通过固定块设置有第三转轴，所述第三转轴靠近驱动框架正面框架的一端设置有齿轮盘三，所述齿轮盘三与直齿条三啮合连接，所述驱动框架的正面框架与背面框架的第二象限内通过固定块设置有第四转轴，所述第四转轴靠近驱动框架正面框架的一端设置有齿轮盘四，所述齿轮盘四与直齿条四啮合连接。

作为本发明再进一步的方案：所述第一转轴与第三转轴的中部位置设置有主动锥齿轮一，所述第二转轴与第四转轴的中部位置设置有主动锥齿轮二，所述第一转轴上的主动锥齿轮一与第二转轴上的主动锥齿轮二分别与压裂控制器两侧的半封壳体上的从动锥齿轮一啮合连接，所述第三转轴上的主动锥齿轮一与第四转轴上的主动锥齿轮二分别与压裂控制器两侧的半封壳体上的从动锥齿轮二啮合连接。

作为本发明再进一步的方案：两个所述半封壳体的结构完全一致，且同侧的半封壳体上的推动套杆一内螺纹与推动套杆二内螺纹的旋向相反。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动框架左侧框架与右侧框架的中部位置分别设置有连接板块，且在连接板块的中心位置通过螺纹连接有推杆，所述推杆位于驱动框架内部的一端开设有球型槽，所述推杆端部的球型槽内部转动连接有v型卡块，所述v型卡块与半封壳体的侧面相抵。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑块一与支撑块二的结构完全一致，且在支撑块一与支撑块二的中间位置沿横向开设有条形槽。

作为本发明再进一步的方案：所述转动杆一与转动杆二的结构完全一致，所述上滑动块与下滑动块的结构完全一致。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中通过在压裂控制器的外侧增设驱动框架，通过驱动框架实现对压裂控制器两侧的半封壳体同步运动，即通过电机输出轴反向转动带动两侧的转动杆一与转动杆二运动，使转动杆一与转动杆二带动上滑动块与下滑动块相向移动，使上滑动块两侧的直齿条一与直齿条二分别与齿轮盘一和齿轮盘二啮合转动，从而使第一转轴驱动主动锥齿轮一与第二转轴驱动主动锥齿轮二带动半封壳体两侧的从动锥齿轮一啮合传动，从而使从动锥齿轮一驱动螺杆一推动推动套杆一运动，使推动套杆一推动上闸板对油管悬挂器进行锁紧，同时，下滑动块两侧的直齿条三与直齿条四分别与齿轮盘三和齿轮盘四啮合转动，从而使第三转轴驱动主动锥齿轮一与第四转轴驱动主动锥齿轮二带动半封壳体两侧的从动锥齿轮二啮合传动，从而使从动锥齿轮二驱动螺杆二推动套杆二运动，使推动套杆二推动下闸板对油管悬挂器进行锁紧，实现压裂控制器两侧半封壳体的同步推进，实现两侧的上闸板和下闸板的同步向心动作，避免了油管悬挂器在紧固过程中发生偏心现象，提高了设备的安全性能；

2、本发明将驱动框架设置成长方体空腔框架结构，并通过在驱动框架的正面框架上设置电机，通过单台电机的独立驱动，实现压裂控制器两侧半封壳体的两个上闸板和两个下闸板的同步运动，使该半疯壳体在同步移动过程中能够节约能源，自动化程度高；

3、本发明中通过在驱动框架的两侧设置推杆，并通过在推杆的一端转动连接有v型卡块，通过v型卡块实现对半封壳体进行锁紧固定，使半封壳体与压裂控制器的连接更加紧固。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为一种节能合压压裂井口装置的压裂控制器结构示意图；

图2为一种节能合压压裂井口装置中推动套杆一的结构示意图；

图3为一种节能合压压裂井口装置中压裂控制器与驱动框架连接的俯视图；

图4为一种节能合压压裂井口装置中驱动框架的结构示意图；

图5为一种节能合压压裂井口装置中v型卡块的结构示意图；

图6为一种节能合压压裂井口装置中驱动框架俯视图；

图中：1、压裂控制器；101、油管悬挂器；2、半封壳体；201、上闸板；202、第一密封件；203、卡瓦；204、下闸板；205、第二密封件；3、锁紧缸筒一；301、滑槽一；302、推动套杆一；303、滑环一；304、螺杆一；305、从动锥齿轮一；4、锁紧缸筒二；401、滑槽二；402、推动套杆二；403、滑环二；404、螺杆二；405、从动锥齿轮二；5、驱动框架；501、支撑块一；502、支撑块二；503、横板；504、电机；505、转动杆一；506、转动杆二；507、上滑动块；5071、直齿条一；5072、直齿条二；508、下滑动块；5081、直齿条三；5082、直齿条四；509、v型卡块；510、推杆；6、第一转轴；601、齿轮盘一；602、主动锥齿轮一；7、第二转轴；701、齿轮盘二；702、主动锥齿轮二；8、第三转轴；801、齿轮盘三；9、第四转轴；901、齿轮盘四。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1-6，本发明实施例中，一种节能合压压裂井口装置，包括压裂控制器1，压裂控制器1外接有与之相配的液动平板发和压裂注入头，压裂控制器1上设置有相适配的油管悬挂器101，油管悬挂器101包括对称设置的半封壳体2，两个半封壳体2之间形成供油管悬挂器101穿过的通道，半封壳体2包括上闸板201和下闸板204，上闸板201的端面上设置有第一密封件202和卡瓦203，下闸板204上设置有第二密封件205，上闸板201通过锁紧缸筒一3进行往复运动，用于压裂施工时密封半封壳体2与油管悬挂器101之间的环空并隔离油套环空，下闸板204通过锁紧缸筒二4进行往复运动，用于压裂施工时悬挂油管悬挂器101；

压裂控制器1的外围固定设置有驱动框架5，驱动框架5用于压裂控制器1施工时对两侧半封壳体2上的锁紧缸筒一3和锁紧缸筒二4进行同步推进。

使用时，通过上闸板201和下闸板204的设置，使该半封壳体2同时具备防油管悬挂器101上顶和旋转两种锁定功能，同时通过驱动框架5的设置，使驱动框架5实现对两侧半封壳体2上锁紧缸筒一3和锁紧缸筒二4的同步驱动，实用性强。

参阅图1-2，锁紧缸筒一3的内壁两侧沿水平方向开设有滑槽一301，锁紧缸筒一3的内部水平设置有推动套杆一302，推动套杆一302的一端同上闸板201固定连接，推动套杆一302的另一端设置有滑环一303，滑环一303的外圆周面两侧设置有与滑槽一301相适配的滑块，推动套杆一302通过滑环一303上的滑动连接在推动套杆一302的滑槽一301内，使推动套杆一302的移动更加稳定，锁紧缸筒一3的内部还设置有螺杆一304，螺杆一304的一端与推动套杆一302的中心孔螺纹连接，螺杆一304的另一端贯穿推动套杆一302设置，螺杆一304位于推动套杆一302外部的一端固定设置有从动锥齿轮一305，锁紧缸筒二4的内壁两侧沿水平方向开设有滑槽二401，锁紧缸筒二4的内部水平设置有推动套杆二402，推动套杆二402的一端同下闸板204固定连接，推动套杆二402的另一端设置有滑环二403，滑环二403的外圆周面两侧设置有与滑槽二401相适配的滑块，推动套杆二402通过滑环二403上的滑动连接在推动套杆二402的滑槽二401内，使推动套杆二402的移动更加稳定，锁紧缸筒二4的内部还设置有螺杆二404，螺杆二404的一端与推动套杆二402的中心孔螺纹连接，螺杆二404的另一端贯穿推动套杆二402设置，螺杆二404位于推动套杆二402外部的一端固定设置有从动锥齿轮二405。

使用时，用丝杆传动替代传统的液压传动，使锁紧缸筒一3和锁紧缸筒二4的可操作性强，耐用性高，能够节约大量的生产成本和使用成本。

参阅图3-6，驱动框架5为长方体框架结构，驱动框架5正面的框架结构两侧沿驱动框架5正面竖直中线对称设置有支撑块一501和支撑块二502，支撑块一501与支撑块二502之间设置有横板503，横板503的正面中心位置设置有电机504，电机504的输出端连接有转动块，且在转动块的两侧设置分别铰接有转动杆一505和转动杆二506，转动杆一505同上滑动块507铰接，转动杆二506同下滑动块508铰接，上滑动块507和下滑动块508的两端分别贯穿两侧的支撑块一501和支撑块二502，并滑动在支撑块一501和支撑块二502的导向槽内，上滑动块507的两端分别设置有直齿条一5071和直齿条二5072，下滑动块508的两端分别设置有直齿条三5081和直齿条四5082，驱动框架5的正面框架与背面框架分别以中心点为圆心分成四个象限，驱动框架5的正面框架与背面框架的四个象限内分别设置有固定块，驱动框架5的正面框架与背面框架的第四象限内通过固定块设置有第一转轴6，第一转轴6靠近驱动框架5正面框架的一端设置有齿轮盘一601，齿轮盘一601与直齿条一5071啮合连接，齿轮盘一601与驱动框架5的正面框架与背面框架的第一象限内通过固定块设置有第二转轴7，第二转轴7靠近驱动框架5正面框架的一端设置有齿轮盘二701，齿轮盘二701与直齿条二5072啮合连接，驱动框架5的正面框架与背面框架的第三象限内通过固定块设置有第三转轴8，第三转轴8靠近驱动框架5正面框架的一端设置有齿轮盘三801，齿轮盘三801与直齿条三5081啮合连接，驱动框架5的正面框架与背面框架的第二象限内通过固定块设置有第四转轴9，第四转轴9靠近驱动框架5正面框架的一端设置有齿轮盘四901，齿轮盘四901与直齿条四5082啮合连接，第一转轴6与第三转轴8的中部位置设置有主动锥齿轮一602，第二转轴7与第四转轴9的中部位置设置有主动锥齿轮二702，第一转轴6上的主动锥齿轮一602与第二转轴7上的主动锥齿轮二702分别与压裂控制器1两侧的半封壳体2上的从动锥齿轮一305啮合连接，第三转轴8上的主动锥齿轮一602与第四转轴9上的主动锥齿轮二702分别与压裂控制器1两侧的半封壳体2上的从动锥齿轮二405啮合连接，两个半封壳体2的结构完全一致，且同侧的半封壳体2上的推动套杆一302内螺纹与推动套杆二402内螺纹的旋向相反。

使用时，通过驱动框架5实现对压裂控制器1两侧的半封壳体2同步运动，即通过电机504输出轴反向转动带动两侧的转动杆一505与转动杆二506运动，使转动杆一505与转动杆二506带动上滑动块507与下滑动块508相向移动，使上滑动块507两侧的直齿条一5071与直齿条二5072分别与齿轮盘一601和齿轮盘二701啮合转动，从而使第一转轴6驱动主动锥齿轮一602与第二转轴7驱动主动锥齿轮二702带动半封壳体2两侧的从动锥齿轮一305啮合传动，从而使从动锥齿轮一305驱动螺杆一304推动套杆一302运动，使推动套杆一302推动上闸板201对油管悬挂器101进行锁紧，同时，下滑动块508两侧的直齿条三5081与直齿条四5082分别与齿轮盘三801和齿轮盘四901啮合转动，从而使第三转轴8驱动主动锥齿轮一602与第四转轴9驱动主动锥齿轮二702带动半封壳体2两侧的从动锥齿轮二405啮合传动，从而使从动锥齿轮二405驱动螺杆二404推动套杆二402运动，使推动套杆二402推动下闸板204对油管悬挂器101进行锁紧，实现压裂控制器1两侧半封壳体2的同步推进。

参阅图3、图5，驱动框架5左侧框架与右侧框架的中部位置分别设置有连接板块，且在连接板块的中心位置通过螺纹连接有推杆510，推杆510位于驱动框架5内部的一端开设有球型槽，推杆510端部的球型槽内部转动连接有v型卡块509，v型卡块509与半封壳体2的侧面相抵。

使用时，通过v型卡块509实现对半封壳体2进行锁紧固定，使半封壳体2与压裂控制器1的连接更加紧固。

参阅图3-6，支撑块一501与支撑块二502的结构完全一致，且在支撑块一501与支撑块二502的中间位置沿横向开设有条形槽，转动杆一505与转动杆二506的结构完全一致，上滑动块507与下滑动块508的结构完全一致。

使用时，由于零部件尺寸一致使各个同步移动的零部件移动误差小，使整个驱动框架5的移动更加稳定，实用性强，且零部件之间能够相互拆装更换，灵活性高。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。