專利名稱：液壓式帶壓換閥用油管堵塞器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地下油、氣的開采，特別是采油、氣井口主控閥的更換裝置。
背景技術(shù)：
已有的油、氣井口的井口裝置如圖6所示由安裝在采油、氣井口的油管頭四通上的多個(gè)井口閥等構(gòu)成。油管頭四通下通孔與油管接通，上通孔與主控閥直接連通而成為直通的主控閥1，左右的側(cè)通孔分別與主控閥側(cè)接連通成為側(cè)通的主控閥2、3，主控閥1、2、3均采用閘閥。其余閥門在各主控閥后置方與主控閥連接。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的開采，井口由于銹蝕、密封件老化等原因，閥門和其它井口部件會(huì)產(chǎn)生不同程度的泄漏。井口閥泄漏對(duì)油、氣井的安全生產(chǎn)十分不利，一旦失控后果相當(dāng)嚴(yán)重，因此要按需更換泄漏閥門和井口相關(guān)部件。主控閥以外的閥門更換，可在關(guān)閉主控閥后進(jìn)行。已有的主控閥的更換方法，常規(guī)工藝采用壓井更換。但是采用壓井的方式來(lái)更換井口閥，對(duì)油、氣井的正常生產(chǎn)會(huì)造成嚴(yán)重干擾，并帶來(lái)以下不利因素a)壓井液對(duì)油、氣井的產(chǎn)層會(huì)造成一定的傷害，中后期油、氣井甚至可能無(wú)法恢復(fù)生產(chǎn)；b)需耗費(fèi)大量的資金；c)需要大量準(zhǔn)備工作并動(dòng)用壓井設(shè)備；d)壓井液的排放會(huì)造成嚴(yán)重的污染。
實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述，本實(shí)用新型的目的在于提供一種更換油、氣井口的直通的主控閥用的封堵安全可靠、封堵井壓高、作業(yè)費(fèi)用低、作業(yè)時(shí)間短、不傷害產(chǎn)層、不污染環(huán)境、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、操作簡(jiǎn)單的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器。
本實(shí)用新型采用液壓推進(jìn)抓齒式卡瓦抓牢油管并用液壓鎖將堵塞器自鎖在油管中，再采用漲大的膠筒封閉油管以方便更換主控閥來(lái)實(shí)現(xiàn)其目的。并進(jìn)一步采用液壓結(jié)構(gòu)的送進(jìn)部件將堵塞器送入油管來(lái)實(shí)現(xiàn)其目的。
本實(shí)用新型的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器(參見附圖)，包含心軸(4)、心軸上的柔性的膠筒(6)、套置在心軸上的環(huán)形的卡瓦座(8)及其鉸連的卡瓦(9)，膠筒的后端接錐面向后方的后錐體(7)，卡瓦座在后錐體的后方，卡瓦的前端有與后錐體的錐面形狀相應(yīng)的斜面、卡瓦上有抓齒(10)，卡瓦座后方有套置在心軸上與液壓泵(34)相通的液壓缸(11)及其中的與心軸連接的活塞(12)。
上述的液壓缸(11)的后端有打撈頭(14)，在打撈頭與活塞(12)之間有復(fù)位彈簧(15)，在心軸(4)后端部有與液壓缸前腔連通的中心孔(13)，在心軸的后端有與中心孔連通的單向閥式的液壓鎖(16)，液壓泵與液壓鎖相通。
有前端與密封法蘭(22)連通、后端有防噴頭(27)的防噴管(26)，防噴管中的傳送桿(28)貫穿防噴頭、前端與所說(shuō)的心軸(4)連接、后端連接的送進(jìn)液壓缸(35)連通送進(jìn)液壓泵(38)。傳送桿可以呈接管形前端與液壓鎖(16)連通、后端與液壓泵(34)接通。
上述的傳送桿的后端有送進(jìn)壓板(32)，送進(jìn)液壓缸(35)有至少兩個(gè)，送進(jìn)液壓缸及其活塞桿(36)分別與油管頭四通(40)、上法蘭(42)和送進(jìn)壓板(32)連接。
上述的心軸(4)上的膠筒(6)前方可以有錐面向前方的前錐體(5)。
上述的傳送桿(28)下端的管腔中可以有與液壓鎖(16)吻合的管形的解封塞(29)。
上述的密封法蘭(22)上可以有與防噴管(26)連通的三通接頭(23)，三通接頭上連通有截止閥(24)和壓力表(25)。
使用本實(shí)用新型的油管堵塞器，用壓力經(jīng)主控閥的閥腔將堵塞器送入油管中，啟動(dòng)液壓泵使液壓缸向前運(yùn)動(dòng)，液壓缸推動(dòng)卡瓦座連同卡瓦，卡瓦前端的斜面在后錐體的作用下，使卡瓦張開，并利用卡瓦上的抓齒抓住油管內(nèi)壁，使堵塞器不被井內(nèi)壓力推出；在液壓缸向前推動(dòng)卡瓦座的同時(shí)，前移推壓膠筒，使膠筒的長(zhǎng)度壓縮而直徑漲大至緊貼油管內(nèi)壁，以密封井內(nèi)壓力，堵塞油管。此后即可更換主控閥，隨后從更換后的主控閥的閥腔中取出堵塞器，并關(guān)閉主控閥，完成主控閥的更換。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和效果。
一、本實(shí)用新型的卡瓦座、卡瓦、后錐體、膠筒結(jié)構(gòu)，能在油管中固定堵塞器，并使其在工作時(shí)處于自鎖狀態(tài)，堵塞器不會(huì)被井內(nèi)壓力沖出，并壓縮膠筒封閉油管，保證換閥安全施工。
二、本實(shí)用新型由液壓缸、活塞、液壓泵構(gòu)成送進(jìn)卡瓦座推動(dòng)卡瓦的液壓座封結(jié)構(gòu)，使堵塞器的固定和膠筒的密封工作可靠，密封的油管壓力可達(dá)50Mpa。
三、本實(shí)用新型由密封法蘭、防噴管、防噴頭、傳送桿、送進(jìn)液壓缸、送進(jìn)液壓泵等構(gòu)成的送進(jìn)結(jié)構(gòu)，使堵塞器能安全可靠地送入高壓的油管中，其送進(jìn)壓力可達(dá)50Mpa。
四、本實(shí)用新型的液壓鎖和解封塞結(jié)構(gòu)，能可靠地控制封堵壓力和穩(wěn)固地安裝堵塞器，并能方便、可靠地解封、取出堵塞器。
五、本實(shí)用新型的壓力表結(jié)構(gòu)，能準(zhǔn)確地反映出堵塞器液壓系統(tǒng)的封堵壓力，以便隨機(jī)調(diào)整，保證換閥施工安全。
六、本實(shí)用新型油管堵塞器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用方便。當(dāng)主要零部件采用優(yōu)質(zhì)合金剛制造時(shí)，其強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，安全可靠。
七、使用本實(shí)用新型油管堵塞器換閥與壓井換閥相比還具有如下優(yōu)點(diǎn)一)作業(yè)費(fèi)用低。壓井換閥平均每口井為55萬(wàn)元左右；用本油管堵塞器換閥平均每口井為15萬(wàn)元左右，每口井可節(jié)約40萬(wàn)元。
二)作業(yè)時(shí)間短。壓井換閥一口井通常為3天左右；用本油管堵塞器換閥只需1天，可提前2天恢復(fù)生產(chǎn)。
三)不傷害油、氣產(chǎn)層。壓井換閥使用的壓井液對(duì)油、氣井的產(chǎn)層會(huì)造成一定的傷害，部分中后期油、氣井在采用壓井換閥后無(wú)法恢復(fù)生產(chǎn)。采用本油管堵塞器換閥，則不會(huì)對(duì)油、氣井的產(chǎn)層造成任何傷害，中后期油、氣井能繼續(xù)生產(chǎn)。
四)不污染環(huán)境。壓井換閥作業(yè)后，壓井液的排放對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。采用本油管堵塞器換閥，可避免對(duì)環(huán)境造成污染，相應(yīng)節(jié)約治理污染費(fèi)及賠償費(fèi)。
本實(shí)用新型的油管堵塞器適用于堵塞油、氣井口，特別適用于在更換油、氣井口的直通的主控閥時(shí)使用。
下面，再用實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地說(shuō)明。


圖1 是本實(shí)用新型的一種液壓式帶壓換閥用油管堵塞器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2 是圖1的堵塞部件在未封堵狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3 是圖1的堵塞部件在封堵狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4 是圖1的液壓鎖的鎖封狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5 是圖1的液壓鎖的解封狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6 是油、氣井的井口裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)用新型的一種液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，如附圖所示。由堵塞部件和送進(jìn)部件兩部份組成。
上述的堵塞部件，參見圖1、2、3，由心軸、前錐體、膠筒、后錐體、卡瓦座、卡瓦、液壓缸、活塞、液壓鎖等構(gòu)成。上述的心軸4呈階梯圓桿形，心軸的前端用螺紋固定安裝前錐體5，前錐體為圓錐體其錐面朝向前方，以便經(jīng)主控閥的閥腔將堵塞部件順利地送入油管。上述的膠筒6呈圓筒形，用柔性的橡膠制成。套裝在心軸4上并位于前錐體5的后方。上述后錐體7為圓錐體其錐面朝向后方，用密封件可滑動(dòng)地套裝在心軸4上并位于膠筒6的后方。膠筒的前后端分別與前錐體和后錐體之間用通常的止口結(jié)構(gòu)連接。上述的卡瓦座8呈圓環(huán)形，可滑動(dòng)地套裝在心軸4上并位于后錐體7的后方?？ㄍ咦香q連有兩個(gè)或多個(gè)在圓周上均勻分布的卡瓦9，卡瓦呈條形，后端與卡瓦座鉸連，前端內(nèi)側(cè)有與后錐體的錐面形狀相應(yīng)的斜面、卡瓦的外側(cè)有鋸齒形的抓齒10。上述的液壓缸11呈圓筒形，前端用密封件套在心軸4上并位于卡瓦座8的后方且前端套入卡瓦座后部的環(huán)腔中。在液壓缸缸腔的前部配裝階梯圓筒形的活塞12，活塞前端的較大直徑部與液壓缸呈動(dòng)配合。活塞的內(nèi)周用螺紋與心軸4的后端連接。心軸4后端的軸線部位有貫穿后端面的中心孔13，中心孔的前端連通徑向通孔再與液壓缸的前腔連通。液壓缸的后端有封閉液壓缸端口的用螺紋連接的打撈頭14，在打撈頭與活塞12之間有螺旋形的復(fù)位彈簧15。上述的液壓鎖16，參見圖4、5，呈單向閥結(jié)構(gòu)，液壓鎖可以是單體式結(jié)構(gòu)與活塞或心軸連接。本實(shí)施例的液壓鎖的閥殼17與活塞12成一體結(jié)構(gòu)，從而將心軸的后端套置在閥殼中，使液壓鎖的閥腔與中心孔13連通，液壓鎖的閥芯18呈后部直徑較小的階梯圓柱形，閥芯的后端向后伸出閥殼上的閥孔，閥芯后部的較小圓柱的周面上有多條軸向的油槽19、在較小直徑與較大直徑相接的階梯臺(tái)面上有通常的密封圈20，從而有油槽的閥芯的后部連同密封圈與閥孔形成閥式的啟閉配合。在閥芯的前端有螺旋形的彈簧21，使液壓鎖呈常閉狀態(tài)。
上述的送進(jìn)部件，參見圖1、2、3，由密封法蘭、防噴管、傳送桿、送進(jìn)液壓缸、送進(jìn)液壓泵等構(gòu)成。上述的密封法蘭22的結(jié)構(gòu)和尺寸與主控閥1的法蘭相吻合。密封法蘭上有與密封法蘭的中心孔連通的三通接頭23，三通接頭上連通有截止閥24和通常的壓力表25。上述的防噴管26呈圓管形，防噴管的管腔中應(yīng)能容納上述堵塞部件并與其中的膠筒6呈密封配合。防噴管的前端用螺紋與密封法蘭的中心孔密封連通，從而與三通接頭23相通。防噴管的后端用螺紋連接有封閉端口的防噴頭27。防噴管和防噴頭的作用在于當(dāng)堵塞部件失控時(shí)防止井噴。上述的傳送桿28呈圓管形，從防噴頭的中心孔呈密封式地伸入并貫穿防噴管，傳送桿的前端用內(nèi)螺紋與活塞后端的較小直徑部呈可拆式連接，將液壓鎖用密封圈套裝在傳送桿的管腔中，從而傳送桿的管腔與液壓鎖連通。在傳送桿28前端的管腔中用螺紋呈可拆式連接地裝有圓管形的解封塞29。在傳送桿的后端安裝有管接頭30，管接頭的后端與板塊形的壓板31的階梯形的中心孔配合連接。壓板后側(cè)面緊貼有中心孔的長(zhǎng)板形的送進(jìn)壓板32。將能承受高壓的通常的軟管33的一端貫穿送進(jìn)壓板和壓板的中心孔與管接頭30接通，軟管的另一端連接手動(dòng)式的液壓泵34，從而將液壓泵與傳送桿28的管腔連通。上述送進(jìn)液壓缸35有兩個(gè)，兩個(gè)送進(jìn)液壓缸的前端與井口裝置鉸連，送進(jìn)液壓缸后端伸出的活塞桿36分別與送進(jìn)壓板32兩端用螺桿螺母37連接。上述的送進(jìn)液壓泵38兩個(gè)，選用手動(dòng)泵結(jié)構(gòu)，分別經(jīng)高壓軟管39與送進(jìn)液壓缸中位于活塞兩端的缸腔連通。
使用本油管堵塞器，參見圖1、2、3、4、5、6，預(yù)先拆去待換主控閥1連接的多個(gè)后置閥，安裝送進(jìn)部件，將進(jìn)液壓缸35的前端用通常結(jié)構(gòu)鉸連在油、氣井口的油管頭四通40前方的下法蘭41上，中部用油管頭四通40及上法蘭42上的支架43在支撐，送進(jìn)液壓缸中的活塞的活塞桿37用螺紋螺母結(jié)構(gòu)與送進(jìn)壓板32連接。將密封法蘭22安裝在主控閥1的出口法蘭上，在安裝密封法蘭前可預(yù)先并將裝有上述堵塞部件和防噴頭27的防噴管26用螺紋連接安裝在密封法蘭22的中心孔中，封閉主控閥1的出口而封閉井口，封住井內(nèi)壓力。然后通過(guò)密封法蘭上的截止閥24放空，并通過(guò)壓力表觀察井內(nèi)壓力變化和密封是否可靠。將傳送桿28經(jīng)防噴頭27的中心孔送入防噴管28，傳送桿的前端與活塞12螺紋連接，從而與心軸4后端連接、傳送管的管腔與液壓鎖16連通，后端經(jīng)軟管33與液壓泵34連通。將主控閥1全開，并啟動(dòng)送進(jìn)液壓泵39，經(jīng)送進(jìn)壓板32推動(dòng)壓板31、傳送桿28，將防噴管26內(nèi)的堵塞部件送出，經(jīng)主控閥1的閥腔、油管頭四通40及其中的油管掛44送入油管45中的預(yù)定位置。此時(shí)堵塞部件中的液壓缸11的活塞12在傳送桿28及井內(nèi)壓力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。隨后啟動(dòng)液壓泵34，通過(guò)軟管33、傳送桿28的管腔、向前推動(dòng)推動(dòng)液壓鎖16的閥芯18開啟液壓鎖，再經(jīng)心軸4后端的中心孔13向液壓缸11泵入液壓油，由于活塞12固定在心軸4上而相對(duì)推動(dòng)液壓缸向前運(yùn)動(dòng)，再推動(dòng)卡瓦座8連同卡瓦9前移，在后錐體7錐面的作用下，卡瓦9張開，卡瓦上的抓齒10抓住油管45的內(nèi)壁，固定堵塞部件，使堵塞部件不會(huì)被井內(nèi)壓力推出。在液壓缸11經(jīng)卡瓦座及其卡瓦的同時(shí)推動(dòng)后錐體7前移，壓縮膠筒6，使膠筒長(zhǎng)度縮短、直徑漲大直至緊貼油管45的內(nèi)壁，封閉井內(nèi)壓力。隨后關(guān)閉液壓泵34，在液壓缸內(nèi)壓和彈簧21的共同作用下活塞內(nèi)的液壓鎖16的閥芯18后退復(fù)位關(guān)閉，封鎖液壓缸的內(nèi)壓力，使堵塞部件保持在堵塞的工作狀態(tài)。然后打開截止閥，卸去堵塞部件后方密封的剩余壓力，待確認(rèn)堵塞部件密封可靠后，拆除軟管、液壓泵、傳送桿、密封法蘭連同防噴管后，即可進(jìn)行更換主控閥1的操作。
在主控閥1更換后，重新安裝密封法蘭22連同防噴管26，將解封塞29用螺紋安裝在傳送桿28前端的管腔中，再將傳送桿送入防噴管26重新與堵塞部件的活塞12連接，利用解封塞29向前推動(dòng)液壓鎖16的閥芯18，液壓缸11內(nèi)的壓力油通過(guò)液壓鎖16的油槽19和解封塞29的中心孔流回傳送桿28的管腔中，就卸去液壓缸的座封壓力，然后，利用送進(jìn)液壓泵38、送進(jìn)液壓缸35等經(jīng)傳送桿28推動(dòng)心軸4，再推動(dòng)卡瓦座8連同卡瓦9，使卡瓦的抓齒10釋放與油管45內(nèi)壁的抓連，卡瓦和液壓缸內(nèi)的活塞12在復(fù)位彈簧15的作用下恢復(fù)到初始狀態(tài)，隨后使壓板、傳送桿向后退，油管內(nèi)的堵塞部件在井內(nèi)壓力的作用下自動(dòng)后退。當(dāng)井內(nèi)壓力很低時(shí)，將傳送桿向后拉，經(jīng)更換后主控閥1的閥腔退出堵塞部件，同時(shí)操作關(guān)閥主控閥。完成換閥作業(yè)。
權(quán)利要求1.一種液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，包含心軸(4)、心軸上的柔性的膠筒(6)、套置在心軸上的環(huán)形的卡瓦座(8)及其鉸連的卡瓦(9)，其特征在于膠筒的后端接錐面向后方的后錐體(7)，卡瓦座在后錐體的后方，卡瓦的前端有與后錐體的錐面形狀相應(yīng)的斜面、卡瓦上有抓齒(10)，卡瓦座后方有套置在心軸上與液壓泵(34)相通的液壓缸(11)及其中的與心軸連接的活塞(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的液壓缸(11)的后端有打撈頭(14)，在打撈頭與活塞(12)之間有復(fù)位彈簧(15)，在心軸(4)后端部有與液壓缸前腔連通的中心孔(13)，在心軸的后端有與中心孔連通的單向閥式的液壓鎖(16)，所說(shuō)的液壓泵與液壓鎖相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于有前端與密封法蘭(22)連通、后端有防噴頭(27)的防噴管(26)，防噴管中的傳送桿貫穿防噴頭、前端與所說(shuō)的心軸(4)連接、后端連接的送進(jìn)液壓缸(35)連通送進(jìn)液壓泵(38)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于有前端與密封法蘭(22)連通、后端有防噴頭(27)的防噴管(26)，防噴管中的傳送桿(28)呈接管形且貫穿防噴頭、前端與所說(shuō)的心軸(4)連接并與所說(shuō)的液壓鎖(16)連通、后端與所說(shuō)的液壓泵(34)接通且連接的送進(jìn)液壓缸(35)連通送進(jìn)液壓泵(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的傳送桿的后端有送進(jìn)壓板(32)，所說(shuō)的送進(jìn)液壓缸(35)有至少兩個(gè)，送進(jìn)液壓缸及其活塞桿(36)分別與油管頭四通(40)、上法蘭(42)和送進(jìn)壓板(32)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的傳送桿(28)的后端有送進(jìn)壓板(32)，所說(shuō)的送進(jìn)液壓缸(35)有至少兩個(gè)，送進(jìn)液壓缸及其活塞桿(36)分別與油管頭四通(40)、上法蘭(42)和送進(jìn)壓板(32)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的心軸(4)上的膠筒(6)前方有錐面向前方的前錐體(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的傳送桿(28)下端的管腔中有與液壓鎖(16)吻合的管形的解封塞(29)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5或6所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的密封法蘭(22)上有與防噴管(26)連通的三通接頭(23)，三通接頭上連通有截止閥(25)和壓力表(25)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，其特征在于所說(shuō)的密封法蘭(22)上有與防噴管(26)連通的三通接頭(23)，三通接頭上連通有截止閥(24)和壓力表(25)。
專利摘要本實(shí)用新型的液壓式帶壓換閥用油管堵塞器，涉及采油、氣井口主控閥的更換裝置。旨在解決已有的壓井換閥費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)、傷害產(chǎn)層、污染環(huán)境等問(wèn)題。本油管堵塞器包含心軸(4)、心軸上的柔性的膠筒(6)、套置在心軸上的環(huán)形的卡瓦座(8)及其鉸連的卡瓦(9)，膠筒的后端接錐面向后方的后錐體(7)，卡瓦座在后錐體的后方，卡瓦的前端有與后錐體的錐面形狀相應(yīng)的斜面、卡瓦上有抓齒(10)，卡瓦座后方有套置在心軸上與液壓泵(34)相通的液壓缸(11)及其中的與心軸連接的活塞(12)。配有由密封法蘭(22)、防噴管(26)，傳送桿(28)、送進(jìn)液壓缸(35)及其送進(jìn)液壓泵(38)等構(gòu)成的送進(jìn)部件。適用于堵塞油、氣井口，特別適用于在更換油、氣井口的直通主控閥時(shí)使用。
文檔編號(hào)E21B33/03GK2563292SQ0227563
公開日2003年7月30日 申請(qǐng)日期2002年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月8日
發(fā)明者鄧毅, 梅宗祿, 梅宗斌, 梅宗清, 彭?xiàng)澆?申請(qǐng)人:瀘州長(zhǎng)江液壓件制造有限公司