一种用于海上油井封井的施工装置及其工作方法

1.本发明涉及海洋石油油井封井设备技术领域，具体而言，特别涉及一种用于海上油井封井的施工装置及其工作方法。


背景技术：

2.随着海上油井出油量的降低和国家对浅海湿地的封井要求，针对出油量低的油井开始进行封闭关停不再开采，特别是针对海平面以下较深的油井，对于退役的海上平台，在拆除之前必须进行封井作业。在废弃油井封井作业领域中，应做到井内外无地下流体上串的通道，因此需要使用封井装置将井内环境与外部的环境密封隔绝，防止原油意外溢出造成浪费，同时防止原油泄漏到海底面而污染海洋环境的可能性。现有技术中，采用打桩船将支护钢桩顺着出油管向下打入海底并固定，然后将支护钢桩内的海水抽干，再有工人进入支护钢桩内对油管进行切割和焊接及防腐，施工结束后在将支护钢桩起出运走。这些封堵工艺耗时耗力且费用高。


技术实现要素：

3.为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种用于海上油井封井的施工装置及其工作方法，本发明专利研发出一套设备可对海上油井进行封堵，施工工艺简单，耗资少，用人少且时间短，施工时只需要两名蛙人进入内部即可完成封堵工作。
4.本发明是通过如下技术方案实现的：一种用于海上油井封井的施工装置，包括油管、用于封堵油管的油管封堵器以及球形自封闭施工仓，油管封堵器的顶端固定安装有锁止槽，锁止槽顶端固定安装有单向阀接头，单向阀接头和锁止槽上活动连接有自动连接器，自动连接器呈圆台形其顶部设置有第一进气管接头，第一进气管接头连接有第一进气管，自动连接器的内壁上有锁止活塞，锁止活塞上设有锁止锁球，锁止活塞的下端设置有弹簧，锁止活塞连接气道的一端，气道的另一端设置有第二进气管接头，第二进气管接头连接有第二进气管，第二进气管管径小于第一进气管且安装在其内部；球形自封闭施工仓的上顶部与下底部设计有圆孔，且上下孔周围分别带有上液压膨胀器和下液压膨胀器，球形自封闭施工仓内部设置有内支撑架，用于固定油管，上液压膨胀器和下液压膨胀器连接有进气口，球形自封闭施工仓的顶部还设有软管接头，软管接头连接空气加压管、电源线和抽水管，球形自封闭施工仓的内壁上安装有控制仓和工具仓，球形自封闭施工仓的内壁上还设有抽水软管，抽水管与抽水软管相连；球形自封闭施工仓上开设有可供作业时蛙人进入的螺旋杆仓门。
5.作为优选方案，油管封堵器采用复合橡胶制成，内部为气室，其外壁上设置有一圈加强圈，加压空气膨胀后可密封油管内部。
6.作为优选方案，第二进气管和第一进气管为钢丝软管材料。
7.作为优选方案，球形自封闭施工仓的上顶部两侧分别固定安装有吊装环。
8.作为优选方案，控制仓和工具仓分别通过控制仓仓门开关杆和工具仓仓门开关杆
打开使用。
9.进一步地，控制仓内水抽干后可打开使用，打开后内部有施工用的微型电焊机，切割机，空气补偿管口及专用工具，下水时工具仓为全密封状态。
10.作为优选方案，螺旋杆仓门的一侧通过仓门合页活动连接在球形自封闭施工仓的外壁上，螺旋杆仓门的另一侧设置有螺旋杆，螺旋杆的上端设置有螺旋杆摇柄，转动螺旋杆摇柄驱动螺旋杆轻松开启螺旋杆仓门。
11.进一步地，控制仓的底部设有进水阀，控制仓的顶部设有旁通口。
12.一种用于海上油井封井的施工装置的工作方法,其特征在于,具体包括以下步骤：s1：油管封堵器上部的单向阀接头通过自动连接器连有第二进气管和第一进气管两根压力软管连接，第一进气管与第一进气管接头接口连接后，向油管封堵器内部注入压缩空气，当空气压力达到规定值后，另一根第二进气管与第二进气管接头对接在气道内进行充气加压，加压后驱动弹簧将锁止活塞和锁止锁球弹开，使单向阀接头和锁止槽从自动连接器内脱离，将油管封堵器留在油管内；s2：将球形自封闭施工仓通过吊装环从油管上方套入。蛙人下入到预定施工位置后，上液压膨胀器和下液压膨胀器可自动膨胀使上下圆孔直径变小与油管紧密吻合，s3：蛙人打开螺旋杆舱门，进入后关闭螺旋杆舱门；开启抽水开关将球形自封闭施工仓内部海水抽出，抽水时球形自封闭施工仓顶部旁通口会向施工仓内部输送空气来平衡大气压；s4：施工结束后施工蛙人再打开球形自封闭施工仓底部进水阀，使海水进入球形自封闭施工仓内，仓内空气再经顶部旁通口排除，当内外水压平衡时，转动螺旋杆摇柄驱动螺旋杆轻松开启舱门。
13.本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：研发出一套设备可对海上油井进行封堵切割，施工工艺简单，耗资少，用人少且时间短，施工时只需要两名蛙人进入内部即可完成封堵和切割油管工作。
14.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
15.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本发明的结构示意图；图2为油井封堵器的结构示意图；图3为控制仓的侧视结构示意图；图4为自动连接器的结构示意图,其中，图1至图4中附图标记与部件之间的对应关系为：101.第一进气管接头；102.第二进气管接头；103. 单向阀接头； 104.锁止槽； 105.油井封堵器； 106.加强圈；107.气室；2.自动连接器；201.第二气道管接口；202.第一气道管接口；203.气道；204.锁止活塞；205.弹簧；206.锁止锁球；3.球形自封闭施工仓；301. 空气加压管； 302. 电源线；303. 抽水管口；304.软管接头；305.吊装环；306.进气
口；307. 控制仓仓门开关杆；308. 控制仓；309. 抽水软管； 310.下液压膨胀器；311.上液压膨胀器； 312. 内支撑架；313. 工具仓仓门开关杆；314.工具仓；401.旁通口；402. 螺旋杆仓门；403.仓门合叶；404.螺旋杆摇柄；405. 螺旋杆；406.进水阀。
具体实施方式
16.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
17.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
18.下面结合图1至图4对本发明的实施例的用于海上油井封井的施工装置及其工作方法进行具体说明。
19.如图1至图4所示，本发明提出了一种用于海上油井封井的施工装置，包括油管、用于封堵油管的油管封堵器105以及球形自封闭施工仓3，油管封堵器105采用复合橡胶制成，内部为气室107，其外壁上设置有一圈加强圈106，加压空气膨胀后可密封油管内部，防止原油溢出。油管封堵器105的顶端固定安装有锁止槽104，锁止槽104顶端固定安装有单向阀接头103，单向阀接头103和锁止槽104上活动连接有自动连接器2，自动连接器2呈圆台形其顶部设置有第一进气管接头201，第一进气管接头201连接有第一进气管102，自动连接器2的内壁上有锁止活塞204，锁止活塞204上设有锁止锁球206，锁止活塞204的下端设置有弹簧205，锁止活塞204连接气道203的一端，气道203的另一端设置有第二进气管接头202，第二进气管接头202连接有第二进气管101，第二进气管101管径小于第一进气管102且安装在其内部；第二进气管101和第一进气管102为钢丝软管材料。
20.球形自封闭施工仓3的上顶部与下底部设计有圆孔，球形自封闭施工仓3的上顶部两侧分别固定安装有吊装环305，且上下孔周围分别带有上液压膨胀器311和下液压膨胀器310，球形自封闭施工仓3内部设置有内支撑架312，用于固定油管，内支撑架312是在管线切割前将施工仓2内支撑架与管线上部三方向支撑连接，防止管线切割后施工仓在没有下孔膨胀器的支撑而发生摆动，施工完毕后施工仓可随着上部油管一起吊出，在陆地上进行分解回收。上液压膨胀器311和下液压膨胀器310连接有进气口306，上液压膨胀器311和下液压膨胀器310是由特殊材料制成，内部均为中空，在预定位置时，有海上面的压缩泵通过203进气口将空气压缩至膨胀器内，上下口变小与油管吻合防止海水进入的同时还能作为稳定支撑，方便内部施工工作。球形自封闭施工仓3的顶部还设有软管接头304，软管接头304连接空气加压管301、电源线302和抽水管303，球形自封闭施工仓3的内壁上安装有控制仓308和工具仓314，球形自封闭施工仓3的内壁上还设有抽水软管309,抽水管303与抽水软管309相连；控制仓308上开设有可供作业时蛙人进入的螺旋杆仓门402。控制仓308和工具仓314分别通过控制仓仓门开关杆307和工具仓仓门开关杆313打开使用。控制仓308内水抽干后可打开使用，打开后内部有施工用的微型电焊机，切割机，空气补偿管口及专用工具，下水时工具仓314为全密封状态，防止海水进入。螺旋杆仓门402的一侧通过仓门合页403活动连接在球形自封闭施工仓3的外壁上，螺旋杆仓门402的另一侧设置有螺旋杆405，螺旋杆405
的上端设置有螺旋杆摇柄404，转动螺旋杆摇柄404驱动螺旋杆405轻松开启螺旋杆仓门402。控制仓的底部设有进水阀406，控制仓308的顶部设有旁通口401。
21.一种用于海上油井封井的施工装置的工作方法,具体包括以下步骤：s1：油管封堵器105上部的单向阀接头103通过自动连接器2连有第二进气管101和第一进气管102两根压力软管连接，第一进气管102与第一进气管接头201接口连接后，向油管封堵器105内部注入压缩空气，当空气压力达到规定值后，另一根第二进气管101与第二进气管接头202对接在气道203内进行充气加压，加压后驱动弹簧205将锁止活塞204和锁止锁球206弹开，使单向阀接头103和锁止槽104从自动连接器2内脱离，将油管封堵器105留在油管内；s2：将球形自封闭施工仓3通过吊装环305从油管上方套入。蛙人下入到预定施工位置后，上液压膨胀器311和下液压膨胀器310可自动膨胀使上下圆孔直径变小与油管紧密吻合，s3：蛙人打开螺旋杆仓门402，进入后关闭螺旋杆仓门402；开启抽水开关将球形自封闭施工仓3内部海水抽出，抽水时球形自封闭施工仓3顶部旁通口401会向施工仓内部输送空气来平衡大气压；s4：施工结束后施工蛙人再打开球形自封闭施工仓3底部进水阀406，使海水进入球形自封闭施工仓3内，仓内空气再经顶部旁通口401排除，当内外水压平衡时，转动螺旋杆摇柄404驱动螺旋杆405轻松开启舱门。
22.在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
24.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。