石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻井防喷器闸阀辅助设备技术领域，尤其是涉及石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置。


背景技术：

2.在石油钻井作业中，井底情况复杂，存在井喷的风险，一旦发生井喷，会造成人员伤亡、财产损失、环境污染等重大事故，给社会造成极大的危害。防喷器内的闸阀闸板由对称的两半块组成，每个防喷器闸板左右连接1个阀杆和手轮，通常关闭防喷器时需左右同时操作转动手轮，同时按照井控要求，为确保突发井喷时能够快速关井，钻井队定期进行防喷演练，活动防喷器闸阀，每次作业用人多、耗时长、劳动强度大，因关闭时力矩大，人工手动操作异常困难。
3.另外关井过程是多人合作，存在人员能力差异、配合不熟练、思想紧张等因素,都极有可能导致在出现溢流时延误最佳关井时机，给井控作业带来灾难性的后果。
4.为解决人工关闭防喷器劳动强度高、关井用时长等问题，很有必要设计闸阀驱动自动控制装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下内容：
7.石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置，包括：防喷器，所述防喷器上设置有闸阀组件；
8.连接杆组，对应连接于闸阀组件，通过所述连接杆组内的若干个连接杆同步驱动于所述闸阀组件开启或闭合；
9.动力组件，连接并驱动于所述连接杆组。
10.优选的是，所述闸阀组件包括设置于防喷器本体上的闸阀杆、设置于所述闸阀杆一端的手轮；所述闸阀杆对应所述防喷器本体的开口数量，且所述闸阀杆连接于所述连接杆组。
11.优选的是，所述防喷器本体的开口内设有两个呈半圆形挡块。
12.优选的是，所述连接杆组包括连接杆、花键伸缩套和万向节；所述连接杆数量对应于所述闸阀杆的数量，且通过所述花键伸缩套调整长度，使一端通过所述万向节连接于闸阀杆上，另一端通过所述万向节连接于所述动力组件上。
13.优选的是，所述动力组件包括伞齿改向齿轮箱和动力箱；所述伞齿改向齿轮箱连接于所述连接杆组，且尾端连接于所述动力箱。
14.优选的是，所述动力箱为电动机。
15.优选的是，所述动力箱为气动马达。
16.优选的是，所述动力箱为液压驱动马达。
17.本实用新型具有以下优点：
18.1、钻井作业遇到险情时，能够快捷迅速的关井，缩短井控响应时间，为控制井喷事故发生争取了宝贵时间，进一步提高了钻井生产安全保障能力，降低了工人的劳动强度，保障了井控作业有效实施，降低了人员伤亡、财产损失、环境污染等重大事故风险。
19.2、设计独特的连接方式，能够向下兼容防喷器的数量，以适应不同级别的钻井作业。
20.3、通过在分动力轴上设计离合器，能够保证每个防喷器独立工作，又能够同时工作，增强了自由组合性。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
22.图1是本实用新型的石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置结构示意图。
23.图2是本实用新型的石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置顶部的结构示意图。
24.图3是本实用新型的石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置动力组件的结构示意图。
25.图4是本实用新型的石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置闸阀组件的结构示意图。
26.图中，各附图标记为：
27.1-闸阀组件，101-闸阀杆，102-手轮，2-连接杆组，201-连接杆，202-花键伸缩套，203-万向节，3-动力组件，301-伞齿改向齿轮箱，302-动力箱，4-防喷器。
具体实施方式
28.为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.如图1至4所示，石油钻井防喷器闸阀应急自动启闭装置包括：防喷器4，所述防喷器上设置有闸阀组件1；
32.需要说明的是，防喷器为一种安装在油井上的呈丰字型的装置，水平向具有多个防喷器开口，而每一个防喷器开口处都需要设置一个闸阀。一个防喷器上的所有闸阀构成了闸阀组件1。
33.所述闸阀组件1包括设置于防喷器本体上的闸阀杆101、设置于所述闸阀杆101一
端的手轮102；所述闸阀杆101对应所述防喷器本体的开口数量，且所述闸阀杆连接于所述连接杆组2。
34.通常，防喷器关闭时，需要多个工人从两侧一起同步转动手轮，进而同步关闭整个防喷器。显然的，防喷器开口数量较多，配合困难，转动力矩大。
35.所述防喷器本体的开口内设有两个呈半圆形挡块；在日常情况下，两个半圆形挡块处于叠合状态，即防喷器处于未工作状态，当需要防喷器工作时，需要旋转挡块180度，使两个挡块成为一个圆形，进而封闭油井。
36.需要注意的是，防喷器内的机械结构为常见的机械结构，上述只是一件典型的防喷器开口内结构，其还可以替换为多种常用阀门结构。即防喷器是一种普遍适用于油井口的现有器件。
37.连接杆组2，连接于闸阀组件1，通过所述连接杆组2内的若干个连接杆同步驱动于所述闸阀组件开启或闭合；所述连接杆组包括连接杆201、花键伸缩套202和万向节203；所述连接杆数量对应于所述防喷器数量，且通过所述花键伸缩套调整长度，使一端通过所述万向节连接于防喷器，另一端通过所述万向节连接于所述动力组件上；
38.需要说明的是，因为闸门组件位于一条直线上，多个连接杆的一端又汇集在一个动力组件上，因此，必然会导致连接杆的长度不同，为了解决油井尺寸型号不同等问题，即提高本装置的适用性，在连接杆的中心处增设了一个花键伸缩套，其可以使连接杆的长短进行调整，花键伸缩套内部和连接杆通过普通机械连接方式固定，例如销接、过盈连接等等方式。
39.根据图示，万向节能够解决连接杆、动力件、防喷器为三角形结构的传动问题，因为万向节为两个铰座对应而成，其能够承受较大扭矩，以及面对长时间不适用的工作状态，具有较强的稳定性，保证整个装置的工作能够实时运行。
40.值得一提的是，万向节还具有其余多种实施方式；
41.例如：连接杆的两端具有弧面齿轮，对应的防喷器和动力组件的端头同样设置为弧面齿轮，在将弧面齿轮啮合出进行锥齿轮化处理，使连接处可以在一定角度内始终保持啮合。圆弧齿轮将代替圆柱齿轮成为开发的重点，无论在平稳性、力矩还是使用寿命方面，圆弧齿轮都比圆柱型齿轮有很大优势，其发展趋势也很好。单圆弧齿轮传动已用于高速重载的汽轮机、压缩机和低速重载的轧钢机等设备上；双圆弧齿轮传动已用于大型轧钢机的主传动。
42.动力组件3，连接并驱动于所述连接杆组。所述动力组件3包括伞齿改向齿轮箱301和动力箱302；所述伞齿改向齿轮箱连接于所述连接杆组，且尾端连接于所述动力箱；动力箱动力输入可采取电动控制方式，可控制1-4组闸阀组件。
43.所述伞齿改向齿轮箱内设有四个改向齿轮箱，且每个所述改向齿轮箱均连接于一个分动力轴，并连接于所述动力箱；位于每个所述分动力轴上均设置有离合器。
44.需要说明的是，防喷器根据油井底部的压力等负荷情况设计数量，为了防止资源浪费，本技术通过伞齿改向齿轮箱，先保证动力组件所能够适配的最大防喷器数量，而后因为油井多年使用，不需要过多防喷器时，进行适应性的拆卸，而不影响其余防喷器的工作。
45.而离合器的设计目的与上述伞齿改向齿轮箱的设计目的不同；离合器的设计目的在于，并不是所有的意外情况都需要关闭所有防喷器，在某些特定情况下，需要紧紧关闭一
到两组防喷器，所以离合器能够自由组合，人工选择关闭任意一组防喷器。即离合器的设计效果达到了和以前人工选择的同样技术效果。
46.另外值得一体的是，整个驱动装置可采取无线控制，配置一套plc控制系统，操作者手持遥控器在200米范围内进行操作，另外配置一套可充电电池组装置作为应急备用，在断电情况下启用，保证驱动装置能够正常工作。接通电源，合上离合器1、2、3、4，扳动倒顺开关闭合，电机转动使动力箱工作，通过连接杆驱动改向齿轮箱工作，齿轮箱转动，带动丝杠前进，推动防喷器闸板移动，实现闸阀的关闭。
47.所述动力箱为电动机，所述动力箱为气动马达，所述动力箱为液压驱动马达。显然的，本装置的动力机构具有多样选择性，动力箱只需要为连接杆提供一个可旋转的力，从而使连接杆带动阀杆旋转180
°
控制防喷器开合。
48.需要说明的是，本装置不涉及于改进防喷器，而是设计了一个同步开关防喷器的机构，因此，附图以及内容均没有对防喷器做出过多的解释，本装置对于防喷器的控制主要在于控制防喷器的阀杆转动，阀杆与连接杆通过齿轮连接，即锥齿轮的连接方式，当连接杆旋转时，阀杆通过锥齿轮带动旋转，进而控制防喷器开合。
49.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。