一种连续油管防喷器手液动开关闸板装置的制作方法

1.本实用新型涉及防喷器技术领域，特别涉及一种连续油管防喷器手液动开关闸板装置。


背景技术：

2.连续油管防喷器是用来防止连续油管作业过程中溢流、井涌、井喷事故的发生。作业过程中控制井口压力，对油气井重新建立压力控制。实现安全施工。常规的连续油管防喷器只能液动开关闸板不能手动开关闸板，当液控系统或防喷器主机油路出现状况，无法关闭和打开防喷器，但是本连续油管防喷器既可手动开关闸板，又可液动开关闸板，实现手动液动双保险功能，从而给井控作业提供了更安全的保证。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种兼具手动开关闸板和液动开关闸板功能的连续油管防喷器手液动开关闸板装置。
4.为此，本实用新型技术方案如下：
5.一种连续油管防喷器手液动开关闸板装置，包括防喷器壳体、两套半封闸板总成和两套全封闸板总成；其中，
6.防喷器壳体为中心开设有与井口内径相适应的轴向通道的壳体；壳体上部设有用于设置半封闸板总成的上腔室，使两套半封闸板总成对称地安装在上腔室两侧；壳体下部设有用于设置全封闸板总成的下腔室，使两套全封闸板总成对称地安装在下腔室两侧；上腔室和下腔室均自轴向通道的对侧内壁沿水平方向开设并与外界相连通；
7.每套半封闸板总成包括半封闸板、第一侧门油缸、第一活塞轴、第一缸盖、第一连接轴、第一支架和第一锁紧轴；半封闸板设置在上腔室内；第一侧门油缸的前端固定在防喷器壳体上，且其与第一缸盖、第一支架依次连接并固定形成半封闸板外壳；第一活塞轴的前端连接在半封闸板的后端，且其与第一连接轴、第一锁紧轴依次连接并固定为一体，并套装在半封闸板外壳内侧；第一侧门油缸前端内壁和后端内壁分别与第一活塞轴的外壁之间密封贴合，且二者中部之间形成有第一环形密封腔室；第一连接轴的外壁与第一缸盖的内壁之间密封贴合，且第一缸盖的前端抵在第一活塞轴的后端端面上；第一锁紧轴的外壁上设有螺纹，其与第一支架后端内壁上开设的螺纹相配合，以通过顺时针/逆时针转动第一锁紧轴驱动半封闸板、第一活塞轴和第一连接轴同步沿其轴线方向往复运动；第一侧门油缸的侧壁上分别开设有半封阀板关闭油路和半封阀板打开油路；半封阀板关闭油路为自第一侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至活塞锁帽前端端面的油路，以利用油压推动第一活塞轴朝向井口中心方向运动；半封阀板打开油路为自第一侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至其第二环形凸台后端面、并与第一环形封闭腔室相连通的油路，以利用油压推动第一活塞轴朝向井口中心方向运动；
8.每套全封闸板总成包括全封闸板、第二侧门油缸、第二活塞轴、第二缸盖、第二连
接轴、第二支架和第二锁紧轴；全封闸板设置在下腔室一侧；第二侧门油缸的前端固定在防喷器壳体上，且其与第二缸盖、第二支架依次连接并固定形成全封闸板外壳；第二活塞轴的前端连接在全封闸板的后端，且其与第二连接轴、第二锁紧轴依次连接并固定为一体，并套装在全封闸板外壳内侧；第二侧门油缸前端内壁和后端内壁分别与第二活塞轴的外壁之间密封贴合，且二者中部之间形成有第二环形密封腔室；第二连接轴的外壁与第二缸盖的内壁之间密封贴合，且第二缸盖的前端抵在第一活塞轴的后端端面上；第二锁紧轴的外壁上设有螺纹，其与第二支架后端内壁上开设的螺纹相配合，以通过顺时针/逆时针转动第一锁紧轴驱动全封闸板、第二活塞轴和第二连接轴同步沿其轴线方向往复运动；第二侧门油缸的侧壁上分别开设有全封阀板关闭油路和全封阀板打开油路；全封阀板关闭油路为自第二侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至活塞锁帽前端端面的油路，以利用油压推动第二活塞轴朝向井口中心方向运动；全封阀板打开油路为自第二侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至其第二环形凸台后端面、并与第二环形封闭腔室相连通的油路，以利用油压推动第一活塞轴朝向井口中心方向运动。
9.进一步地，半封闸板由闸板体和闸板前密封件构成；闸板体为一半圆环状板体，其以内环形面朝向轴向通道的方式水平设置在上腔室的一侧且能够沿水平方向往复运动，且闸板体的内环半径与下井管柱的外径相适应，使两套闸阀式半封总成的闸板体能够通过相对运动对合为一个环抱在井内管柱外侧的环形板体；闸板体的内环形面上开设有内置闸板前密封件的第二弧形通槽，使闸板体能够与井内管柱的外壁之间形成密封。
10.进一步地，第一活塞轴由前轴体和后筒体构成，其前轴体的前端加工为与开设在闸板体外环形面的中部下侧的活塞轴插装槽相配合的连接端，使前轴体前端插装并固定在闸板轴插装槽内；第一连接轴局部插装在后筒体内，其前端设有第一环形凸台；第一连接轴外侧套装有第一活塞锁帽，第一活塞锁帽螺纹连接固定在后筒体的内壁上，其顶端抵在第一环形凸台的后端面上。
11.进一步地，第一侧门油缸为筒体结构，其套装在第一活塞轴的外侧，且其前端固定在防喷器壳体的侧壁上；第一侧门油缸的前端内壁上设有第二环形凸台，且第二环形凸台的内壁上间隔设有一道第一环形密封圈和一道第一轴用y型密封圈，使第二环形凸台的内壁与第一活塞轴的前端外壁之间形成密封；第一侧门油缸的内径与第一活塞轴的后筒体外径相同，且后筒体的外壁上设置两道第二环形密封圈，使第一侧门油缸的后端内壁与后筒体外壁之间形成密封。
12.进一步地，第一缸盖为筒体结构，其套装在第一连接轴的外侧，且其前端插装在第一侧门油缸内并抵在第一活塞轴的后端端面上；第一缸盖的后端外壁上设有第三环形凸台，第三环形凸台的前端端面抵在第一侧门油缸的后端端面上并固定在第一侧门油缸后端；第一缸盖的前端外壁上设有一道第三环形密封圈，使第一缸盖的前端外壁与第一侧门油缸的后端内壁之间形成密封；第一缸盖的内壁上间隔设置有一道轴用y型密封圈和一道第四环形密封圈，使第一连接轴的外壁与第一缸盖的内壁之间形成密封。
13.进一步地，全封闸板由闸板体和闸板前密封件构成；闸板体为半圆形板体，其以内环形面朝向轴向通道的方式水平设置在上腔室的一侧且能够沿水平方向往复运动，且闸板体的内环半径与下井管柱的外径相适应，使两套闸阀式半封总成的闸板体能够通过相对运动对合为一个环抱在井内管柱外侧的环形板体；闸板体的内环形面上开设有内置闸板前密
封件的第二弧形通槽，使两套全封闸板总成的闸板体之间能够密封对合在一起。
14.进一步地，每套半封闸板总成的第一锁紧轴后端安装有第一手轮，每套全封闸板总成的第二锁紧轴后端安装有第二手轮。
15.进一步地，在防喷器壳体上还设置有外接油路装置，其上分别设置有半封阀板打开油路接线管、半封阀板关闭油路接线管、全封阀板打开油路接线管和全封阀板关闭油路接线管；每个接线管的内侧端分别通过内输油管线与相应油路在侧门油缸端面上的端口相连接；每个接线管的外侧端连接有用于与油泵连接的外输油管线。
16.与现有技术相比，该连续油管防喷器手液动开关闸板装置通过对传统连续油管防喷器的防喷器侧门和油缸两个单独功能结构进行改进，不仅整合得到实现控制闸板阀的单独整体结构，省去了中间的油路密封，提高了产品的可靠性，同时通过增设不同的功能油路，使装置兼具手动开关闸板和液动开关闸板双重功能，实现手动液动双保险的作用，提升工人作业安全性的同时，减轻了工人的劳动强度，为现场作业提供了更便捷的功能。
附图说明
17.图1为本实用新型的连续油管防喷器手液动开关闸板装置的侧视剖视图；
18.图2(a)为本实用新型的连续油管防喷器手液动开关闸板装置的半封闸板总成的上层俯视剖视图；
19.图2(b)为本实用新型的连续油管防喷器手液动开关闸板装置的半封闸板总成的下层俯视剖视图。
具体实施方式
20.下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。其中，为了便于理解，以该连续油管防喷器手液动开关闸板装置安装在井口处为基准，在对构成装置的各组成部件进行描述时，靠近井口的一端定义为前端，远离井口的一端定义为后端。
21.如图1、图2(a)和图2(b)所示，该连续油管防喷器手液动开关闸板装置包括防喷器壳体3、两套半封闸板总成、两套全封闸板总成和液压控制系统。
22.防喷器壳体3为中心开设有轴向通道的壳体，壳体上部设有用于设置半封闸板总成的上腔室，壳体下部设有用于设置全封闸板总成的下腔室；其中，轴向通道的内径与井口内径相适应，使其固定在井口处时，该轴向通道与井筒以二者中轴线重合的方式相连通；上腔室和下腔室均自轴向通道的对侧内壁沿水平方向开设并与外界相连通，使上腔室和下腔室分别与轴向通道相连通；
23.上腔室为一立方形腔室，两套半封闸板总成对称地安装在上腔室两侧；每套半封闸板总成包括半封闸板4、第一侧门油缸7、第一活塞轴8、第一活塞锁帽9、第一缸盖11、第一连接轴12、第一支架14、第一锁紧轴15和第一手轮16；具体地，
24.半封闸板4由闸板体和闸板前密封件构成；闸板体为一半圆环状板体，其以内环形面朝向轴向通道的方式水平设置在上腔室的一侧且能够沿水平方向往复运动，且闸板体的内环半径与下井管柱的外径相适应，使两套闸阀式半封总成的闸板体能够通过相对运动对合为一个环抱在井内管柱外侧的环形板体；闸板体内环形面上开设有内置闸板前密封件的
第二弧形通槽，使闸板体能够与井内管柱的外壁之间形成密封；闸板体外环形面的中部下侧沿径向开设有活塞轴插装槽；
25.第一活塞轴8、第一连接轴12和第一锁紧轴15依次呈同轴设置；其中，第一活塞轴8由前轴体和后筒体构成；前轴体的前端加工为形状和尺寸与活塞轴插装槽的形状和尺寸相配合的连接端，使前轴体前端插装并固定在闸板轴插装槽内；第一连接轴12局部插装在后筒体内，其前端设有第一环形凸台；第一活塞锁帽9套装在第一连接轴12外侧并螺纹连接固定在后筒体的内壁上，且第一活塞锁帽9的顶端抵在第一环形凸台的后端面上；第一锁紧轴15由前连接端、螺杆部、后连接端依次连接而成；第一锁紧轴15的前连接端螺纹连接在第一连接轴12的后端，并通过连接销轴13加固连接为一体；第一手轮16安装在第一锁紧轴15的后连接端处；
26.第一侧门油缸7为筒体结构，其套装在第一活塞轴8的外侧，且其前端通过若干个沿圆周方向均布的定位销钉6固定在防喷器壳体3的侧壁上；第一侧门油缸7的前端内壁上设有第二环形凸台，且第二环形凸台的内壁上间隔设有一道第一环形密封圈26和一道第一轴用y型密封圈25，使第二环形凸台的内壁与第一活塞轴8的前端外壁之间形成密封；第一侧门油缸7的内径与第一活塞轴8的后筒体外径相同，且后筒体的外壁上设置两道第二环形密封圈24，使第一侧门油缸7的后端内壁与后筒体外壁之间形成密封；第一侧门油缸7与第一活塞轴8之间形成有第一环形封闭腔室；
27.第一缸盖11为筒体结构，其套装在第一连接轴12的外侧，且其前端插装在第一侧门油缸7内并抵在后筒体和第一活塞锁帽9的后端端面上；第一缸盖11的后端外壁上设有第三环形凸台，第三环形凸台的前端端面抵在第一侧门油缸7的后端端面上，并通过若干个沿圆周方向均布的缸盖螺钉18固定在第一侧门油缸7后端；其中，第一缸盖11的前端外壁上设有一道第三环形密封圈23，使第一缸盖11的前端外壁与第一侧门油缸7的后端内壁之间形成密封；第一缸盖11的内壁上间隔设置有一道轴用y型密封圈29和一道第四环形密封圈19，使第一连接轴12的外壁与第一缸盖11的内壁之间形成密封；
28.第一支架14套装在第一连接轴12和第一锁紧轴15的外侧，其前端通过若干个沿圆周方向均布在第四环形凸台的侧门螺栓17固定在第一缸盖11后端；第一支架14的后端内壁上设有第四环形凸台，且第四环形凸台的内壁上设有与第一锁紧轴15的螺杆部相配合的t形螺纹；使用时，通过正向/反向转动第一手轮16，使第一锁紧轴15相对于第一支架14沿其轴向方向往复运动，进而带动依次带动第一连接轴12和第一活塞轴8推动半封闸板4朝向井口中心方向运动或拉动半封闸板4朝向远离井口中心方向运动；
29.第一侧门油缸7的侧壁上分别开设有半封阀板关闭油路和半封阀板打开油路；其中，如图2(a)所示，半封阀板关闭油路为自第一侧门油缸7的前端端面沿水平方向开设至活塞锁帽前端端面的油路，该油路能够通过注入高压液压油以推动活塞杆朝向井口中心方向运动，进而实现半封阀板的关闭功能；如图2(b)所示，半封阀板打开油路为自第一侧门油缸7的前端端面沿水平方向开设至其第二环形凸台后端面的油路，该油路能够通过注入高压液压油进入第一环形封闭腔室，以推动后筒体的前端面上，使活塞杆朝向远离井口的方向运动，实现半封阀板的打开功能。作为本实施例的一个优选技术方案，在第一侧门油缸7的侧壁上开设有与半封阀板关闭油路相连通的第一泄油支路，在第一侧门油缸7的侧壁上开设有与半封阀板打开油路相连通的第二泄油支路，同时在第一泄油支路和第二泄油支路的
端口处安装有封闭用的丝堵。
30.下腔室为一立方形腔室，两套全封闸板总成对称地安装在下腔室两侧；每套半封闸板总成包括全封闸板5、第二侧门油缸、第二活塞轴、第二活塞锁帽、第二缸盖、第二连接轴、第二支架、第二锁紧轴和第二手轮；全封闸板5设置在下腔室一侧；第二侧门油缸的前端固定在防喷器壳体上，且其与第二缸盖、第二支架依次连接并固定形成全封闸板外壳；第二活塞轴的前端连接在全封闸板的后端，且其与第二连接轴、第二锁紧轴依次连接并固定为一体，并套装在全封闸板外壳内侧；第二侧门油缸前端内壁和后端内壁分别与第二活塞轴的外壁之间密封贴合，且二者中部之间形成有第二环形密封腔室；第二连接轴的外壁与第二缸盖的内壁之间密封贴合，且第二缸盖的前端抵在第一活塞轴的后端端面上；第二锁紧轴的外壁上设有螺纹，其与第二支架后端内壁上开设的螺纹相配合，以通过顺时针/逆时针转动第一锁紧轴驱动全封闸板、第二活塞轴和第二连接轴同步沿其轴线方向往复运动；第二侧门油缸的侧壁上分别开设有全封阀板关闭油路和全封阀板打开油路；全封阀板关闭油路为自第二侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至活塞锁帽前端端面的油路，以利用油压推动第二活塞轴朝向井口中心方向运动；全封阀板打开油路为自第二侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至其第二环形凸台后端面、并与第二环形封闭腔室相连通的油路，以利用油压推动第一活塞轴朝向井口中心方向运动；具体地，
31.全封闸板5由闸板体和闸板前密封件构成；闸板体为半圆形板体，其以内环形面朝向轴向通道的方式水平设置在上腔室的一侧且能够沿水平方向往复运动，且闸板体的内环半径与下井管柱的外径相适应，使两套闸阀式半封总成的闸板体能够通过相对运动对合为一个环抱在井内管柱外侧的环形板体；闸板体内环形面上开设有内置闸板前密封件的第二弧形通槽，使两套全封闸板总成的闸板体之间能够密封对合在一起；闸板体外环形面的中部下侧沿径向开设有活塞轴插装槽；
32.第二侧门油缸、第二活塞轴、第二活塞锁帽、第二缸盖、第二连接轴、第二支架、第二锁紧轴和第二手轮均分别与半封闸板总成中的第一侧门油缸7、第一活塞轴8、第一活塞锁帽9、第一缸盖11、第一连接轴12、第一支架14、第一锁紧轴15和第一手轮16的结构相同，且第二侧门油缸与全封闸板5的连接方式以及各部件之间连接方式均与半封闸板总成一致；在此不在累述；
33.与第二侧门油缸的侧壁上分别开设有全封阀板关闭油路和全封阀板打开油路；其中，全封阀板关闭油路为自第二侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至活塞锁帽前端端面的油路，该油路能够通过注入高压液压油以推动活塞杆朝向井口中心方向运动，实现全封阀板的关闭功能；全封阀板打开油路为自第二侧门油缸的前端端面沿水平方向开设至其第二环形凸台后端面的油路，该油路能够通过注入高压液压油进入第二活塞轴与第二侧门油缸之间形成的第二环形封闭腔室，以使油压作用于第二活塞轴的后筒体前端面上，进而推动第二活塞杆朝向远离井口的方向运动，实现全封阀板的打开功能。作为本实施例的一个优选技术方案，在第二侧门油缸的侧壁上开设有与全封阀板关闭油路相连通的第三泄油支路，在第二侧门油缸的侧壁上开设有与全封阀板打开油路相连通的第四泄油支路，同时在第三泄油支路和第四泄油支路的端口处安装有封闭用的丝堵。
34.作为本实施例的一个优选技术方案，为了便于外接输油管线，在防喷器壳体3上还设置有外接油路装置，其上分别设置有半封阀板打开油路接线管1a、半封阀板关闭油路接
线管1b、全封阀板打开油路接线管2a和全封阀板关闭油路接线管2b；其中，半封阀板打开油路接线管、半封阀板关闭油路接线管、全封阀板打开油路接线管和全封阀板关闭油路接线管的内侧端分别通过内输油管线与半封阀板打开油路、半封阀板关闭油路、全封阀板打开油路和全封阀板关闭油路在侧门油缸端面上的端口相连接；每个接线管的外侧端连接有用于与油泵连接的外输油管线。
35.参见图1、图2(a)和图2(b)，该连续油管防喷器手液动开关闸板装置的工作原理具体如下：
36.(一)手动控制方式：
37.1)半封闸板总成的开闭：
38.两套半封闸板总成一般初始为开启状态；当需要关闭两套半封闸板总成时，旋转两个第一手轮，以使第一锁紧轴在转动过程中同步朝向井口中心方向移动，进而带动第一连接轴、第一活塞轴推动位于上腔室的半封闸板同时向井口中心移动，直至两套半封闸板总成的半封闸板同时环抱在井下管柱的外壁上并与管柱外壁形成密封，实现封井；此时，两套半封闸板总成处于关闭状态；
39.当需要重新使两套半封闸板总成恢复至开启状态时，反向旋转两个第一手轮，以使第一锁紧轴在转动过程中同步朝向相反方向(即远离井口方向)移动，进而带动第一连接轴、第一活塞轴及半封闸板同时向远离井口方向移动，直至两套半封闸板总成的半封闸板重新回到上腔室内；此时，两套半封闸板总成处于开启状态。
40.2)全封闸板总成的开闭：
41.与两套半封闸板总成相同，两套全封闸板总成一般初始为开启状态；当需要关闭两套全封闸板总成时，旋转两个第二手轮，以使第二锁紧轴在转动过程中同步朝向井口中心方向移动，进而带动第二连接轴、第二活塞轴推动位于下腔室的全封闸板同时向井口中心移动，直至两套全封闸板总成的全封闸板完全对合并形成密封，实现封井；此时，两套全封闸板总成处于关闭状态；
42.当需要重新使两套全封闸板总成恢复至开启状态时，反向旋转两个第二手轮，以使第二锁紧轴在转动过程中同步朝向相反方向(即远离井口方向)移动，进而带动第二连接轴、第二活塞轴及全封闸板同时向远离井口方向移动，直至两套全封闸板总成的全封闸板重新回到下腔室内；此时，两套全封闸板总成处于开启状态。
43.(二)液动控制方式：
44.1)半封闸板总成的开闭：
45.与两套半封闸板总成相同，两套全封闸板总成一般初始为开启状态；当需要关闭两套全封闸板总成时，将半封阀板关闭油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的出油端连接并形成连通，同时将半封阀板打开油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的回油端连接并形成连通；开启油泵，此时高压液压油通过输油管线进入半封阀板关闭油路中并到达第一缸盖的前端开口处，使高压液压油作用在第一活塞轴的后端端面上，推动第一活塞轴带动半封闸板体朝向井口中心处移动，直至两套半封闸板总成的半封闸板同时环抱在井下管柱的外壁上并与管柱外壁形成密封，实现封井；此时，两套半封闸板总成处于关闭状态；
46.当需要重新使两套半封闸板总成恢复至开启状态时，将半封阀板打开油路接线管
的外侧端通过外输油管线与油泵的出油端连接并形成连通，同时将半封阀板关闭油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的回油端连接并形成连通；开启油泵，此时高压液压油通过输油管线进入半封阀板打开油路中并到达第一侧门油缸上第二环形凸台的后端面开口处并进入第一环形密封腔室中，使高压液压油作用在第一活塞轴后筒体的前端端面上，推动第一活塞轴带动半封闸板体朝向远离井口中心处移动，直至两套半封闸板总成的半封闸板重新回到上腔室内；此时，两套半封闸板总成处于开启状态；在该过程中，之前位于第一活塞轴与第一缸盖之间的液压油在第一活塞轴的挤压作用下回流至油泵中；
47.2)全封闸板总成的开闭：
48.与两套半封闸板总成相同，两套全封闸板总成一般初始为开启状态；当需要关闭两套全封闸板总成时，将全封阀板关闭油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的出油端连接并形成连通，同时将全封阀板打开油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的回油端连接并形成连通；开启油泵，此时高压液压油通过输油管线进入全封阀板关闭油路中并到达第二缸盖的前端开口处，使高压液压油作用在第二活塞轴的后端端面上，推动第二活塞轴带动全封闸板体朝向井口中心处移动，直至两套全封闸板总成的全封闸板同时环抱在井下管柱的外壁上并与管柱外壁形成密封，实现封井；此时，两套全封闸板总成处于关闭状态；
49.当需要重新使两套全封闸板总成恢复至开启状态时，将全封阀板打开油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的出油端连接并形成连通，同时将全封阀板关闭油路接线管的外侧端通过外输油管线与油泵的回油端连接并形成连通；开启油泵，此时高压液压油通过输油管线进入全封阀板打开油路中并到达第二侧门油缸上第二环形凸台的后端面开口处并进入第二环形密封腔室中，使高压液压油作用在第二活塞轴后筒体的前端端面上，推动第二活塞轴带动全封闸板体朝向远离井口中心处移动，直至两套全封闸板总成的全封闸板重新回到上腔室内；此时，两套全封闸板总成处于开启状态。
50.综上所述，该连续油管防喷器的侧门油缸设计为一体式结构，结构紧凑，尺寸小，重量轻，降低了整套井控设备的高度，减轻了工人的劳动强度，更有利于现场作业；与此同时，该连续油管防喷器既能手动开关闸板，又能液动开关闸板，为现场作业提供了功能性更多的保障。