專利名稱：組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油水井帶壓作業(yè)裝置，具體地說是一種組合式液動油 水井不壓井作業(yè)裝置。
二背景技術(shù)：
目前油田在油水井作業(yè)中基本都采取壓井修井，即是在套管內(nèi)注上泥漿或比 重大于水的壓井液，使其液柱壓力高于地層壓力，防止在起下管柱時發(fā)生井噴 現(xiàn)象，采取壓作業(yè)的方法有如下缺陷1 、要求對壓井工藝設(shè)計絕對準確，如 壓井液比重小、壓井深度不夠就會發(fā)生井噴造成惡性事故，如果壓井液比重大 了，壓井液濃度大了會把油層壓死使油井不出油，使注水井注不進水；2、如配 制壓井液的化學(xué)藥品和材料配伍性不好，會污染地層，堵塞地層，往往使一些 作業(yè)前出油的井作業(yè)后不出油；3、在壓井作業(yè)過程中，地層能量大的井，地層 壓力隨壓井時間不斷積蓄壓力，高壓力高于壓井液液柱壓力時，就會發(fā)生井噴， 此時再注壓井液己來不及，必須封井停止作業(yè)，影響修井進度。
三
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，解決上述 已有技術(shù)存在的壓井作業(yè)存在的易把油井壓死，污染地層和發(fā)生井噴的問題。 本實用新型的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的
本實用新型由液動三閘板防噴器、環(huán)形防噴器、儲能包、升高四通、液動平 衡閥、液動泄壓閥、固定防頂卡瓦、游動防頂卡瓦、自緊式液動卡瓦、矩形立架、油缸、環(huán)形操作平臺、升降橫梁和梯子組成，其特征在于液動三閘板防噴 器進口與油井大四通法蘭連接，出口通過法蘭短節(jié)與第一個環(huán)形防噴器進口連 接，第一個環(huán)形防噴器出口通過法蘭短節(jié)與升高四通下端法蘭連接，升高四通 上端與第二個環(huán)形防噴器進口法蘭連接，第二個環(huán)形防噴器的出口與固定防頂 卡瓦法蘭連接；矩形立架立在井口的外周，在矩形立架下部設(shè)一個十字形橫梁， 頂部設(shè)一個環(huán)形操作平臺，十字形橫梁環(huán)抱在法蘭短節(jié)上與矩形立架鉸扣連接，
在十字形橫梁上對稱固定2個油缸，與矩形立架的立柱鉸接扣固定，油缸上端
活塞桿上設(shè)有升降橫梁，升降橫梁下部與固定防頂卡瓦的相對處固定一個游動 防頂卡瓦，升降橫梁上部固定一個自緊式液動卡瓦，在升高四通一側(cè)出口上安 裝一個液動平衡閥，液動平衡閥與井口同側(cè)的大四通出口連接，另一側(cè)出口安 裝一個液動泄壓閥，油缸、液動三閘板防噴器、環(huán)形防噴器、固定防頂卡瓦、 游動防頂卡瓦、自緊式液動卡瓦、液動平衡閥和液動泄壓閥液壓的進出口通過 液壓管路和操作控制臺與液壓源連接。
在環(huán)形防噴器的液壓進口設(shè)有一個儲能包。
環(huán)形防噴器設(shè)為圓柱形，由閥蓋和閥座組成，閥蓋中心孔外周設(shè)有隱形螺
栓孔，閥座下端設(shè)有法蘭盤，之間用蓋形螺母和螺栓連接；閥蓋內(nèi)周設(shè)有弧形 膠芯滑道，滑道內(nèi)設(shè)有外周為弧形內(nèi)周為圓柱形的膠芯；在閥座中心孔外周上 端面中心向下設(shè)有環(huán)形活塞缸，活塞缸內(nèi)設(shè)有Z形環(huán)狀活塞，活塞的上端面頂 在膠芯上，活塞下部外周設(shè)有密封圈，活塞的內(nèi)周上部設(shè)有密封圈；在閥蓋與 活塞缸和活塞之間設(shè)有環(huán)形錐體密封蓋，與閥蓋之間鑲嵌且用螺絲連接，與活 塞和活塞缸之間為密封配合；在活塞缸的外周和底部分別設(shè)有出油口和進油口 。固定防頂卡瓦由本體、卡瓦牙、卡瓦體和油缸總成組成，在本體的出口的 外周設(shè)有隱形螺栓孔，在進口處設(shè)有法蘭盤，在閥體的兩側(cè)對稱設(shè)有由缸蓋、 缸座、套在缸蓋與缸座之間的活塞缸、將缸蓋和缸座連接一體的螺栓、活塞缸 內(nèi)活塞、與活塞和卡瓦體及卡瓦牙連接一體的活塞桿組成的油缸總成；缸座與 閥體螺栓連接；卡瓦體和卡瓦牙設(shè)為對稱的兩瓣半圓弧形，卡瓦牙鑲嵌在卡瓦 體內(nèi)，用螺栓與活塞桿連接一體；在缸蓋側(cè)周設(shè)有進油口，在閥體周側(cè)設(shè)出油 □。自緊式液動卡瓦由本體、卡瓦體、卡瓦牙、升降桿、連桿和液壓機構(gòu)組成， 卡瓦體設(shè)為對稱的兩瓣形，內(nèi)周設(shè)為圓弧形，外周從上向下帶有錐面的圓形， 內(nèi)周設(shè)有圓弧形槽，槽內(nèi)鑲嵌圓弧形卡瓦牙，卡瓦體和卡瓦牙對扣在本體的中 上部，與本體出口內(nèi)周所設(shè)的弧形面滑動配合；卡瓦體外周下部對稱設(shè)有兩根 能轉(zhuǎn)動的升降桿，升降桿另一端固定在本體兩側(cè)對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)軸上，閥體外兩 側(cè)兩轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有一根連桿，通過連接板和銷軸與轉(zhuǎn)軸固定連接；在本體外固 定一個由活塞缸、活塞和活塞桿組成的圓柱形液壓機構(gòu)，活塞桿與連桿一端的 銷軸固定連接。本實用新型解決了油水井不壓井帶壓修井作業(yè)問題，通過液動三閘板防噴 器、環(huán)形防噴器、升高四通、固定防頂卡瓦、游動防頂卡瓦和自緊式液動防頂 瓦之間的有機結(jié)合及液壓機構(gòu)的配合，解決了不壓井作業(yè)工藝中復(fù)雜的問題， 使不壓井帶壓作業(yè)安全、省時省力，徹底回避了壓井作業(yè)傷害油層的一切問題。

圖1-本實用新型的結(jié)構(gòu)安裝示意圖圖2-圖1中A-A截面圖
圖3-環(huán)形防噴器的結(jié)構(gòu)示意圖
圖4-固定防面卡瓦的結(jié)構(gòu)示意圖(游動防頂卡瓦進出口外周均設(shè)有螺栓孔 無法蘭，其它結(jié)構(gòu)與固定防頂卡瓦相同) 圖5-自緊式液動防頂卡瓦的結(jié)構(gòu)示意圖 圖6-圖5的前視圖 圖7圖5的后視圖
圖1中1-固定橫梁2-油缸3-穩(wěn)定器4-橫梁5-儲能包6-固定防頂卡 瓦7-升降橫梁8-自緊式液動卡瓦9-游動防頂卡瓦10-方環(huán)形平臺11-環(huán) 形防噴器 12-升高四通 13液動平衡閥 14-液動泄壓閥 15-加固器 16-液 動三閘板防噴器(申請人的專利產(chǎn)品) 17-矩形立架 18-梯子
圖2中序號和圖1中的序號說明相同
圖3中11-1閥蓋 11-2-膠芯11-3-蓋形螺母 11-4-螺栓 11-5-環(huán)形錐形密 封蓋 11-6-出油口 11-7-活塞 11-8-殼體 11-9-進油口
圖4中6-1-出油口 6-2-卡瓦牙 6-3-卡瓦體 6-4-本體 6-5-油缸總成 6-6-進油□
圖5中8-1-轉(zhuǎn)軸 8-2-連桿 8-3-升降桿 8-4-本體 8-5-卡瓦體8-6-卡瓦 牙8-7-液壓機構(gòu)
圖6中的序號說明與圖5中的序號說明相同 五具體實施方式
為進一步公開本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明 附圖通過實施例作詳細說明本實用新型由液動三閘板防噴器16、環(huán)形防噴器ll、儲能包5、升高四通12、液動平衡閥13、液動泄壓閥14、固定防頂卡瓦6、游動防頂卡瓦9、 自緊式液動卡瓦8、矩形立架17、油缸2、環(huán)形操作平臺10、升降橫梁7和梯 子18組成，其特征在于液動三閘板防噴器進口與油井大四通法蘭連接，出口通 過法蘭短節(jié)與第一個環(huán)形防噴器進口連接，第一個環(huán)形防噴器出口通過法蘭短 節(jié)與升高四通下端法蘭連接，升高四通上端與第二個環(huán)形防噴器進口法蘭連接， 第二個環(huán)形防噴器的出口與固定防頂卡瓦法蘭連接；矩形立架立在井口的外周， 在矩形立架17下部設(shè)一個十字形橫梁，頂部設(shè)一個環(huán)形操作平臺，十字形橫梁 環(huán)抱在法蘭短節(jié)上與矩形立架鉸接扣連接，在十字形橫梁上對稱固定2個油缸， 與矩形立架的立柱鉸接扣固定，油缸2上端活塞桿上設(shè)有升降橫梁，升降橫梁 下部與固定防頂卡瓦的相對處固定一個游動防頂卡瓦，升降橫梁上部固定一個 自緊式液動卡瓦，在升高四通一側(cè)出口上安裝一個液動平衡閥，液動平衡閥與 井口同側(cè)的大四通出口連接，另一側(cè)出口安裝一個液動泄壓閥，油缸、液動三 閘板防噴器、環(huán)形防噴器、固定防頂卡瓦、游動防頂卡瓦、自緊式液動卡瓦、 液動平衡閥和液動泄壓閥液壓的進出口通過液壓管路和操作控制臺與液壓源 連接。本實用新型的原理及使用說明1、如圖1所示液動三閘板防噴器3FZ18.6-35;當下完油管內(nèi)堵塞器后，即 可打開井口大四通上蓋，把液動三閘板防噴器16座在大四通上，防噴器下腔裝 全封閘板，當井內(nèi)無管柱時，應(yīng)關(guān)閉全封閘板，中腔裝半封閘板，在帶壓作業(yè) 過程中，如上部防噴器要更換膠件或遇到高壓時，應(yīng)及時關(guān)閉半封閘板，防止井口失控。液動三閘板防噴器的上腔裝油管卡瓦承重力和防頂力為iot，便于在 下部對接油管，當上頂力大時，可與上部閘板式卡瓦一起卡住油管，防止飛管。 正常帶壓作業(yè)情況下，三閘板防噴器作為安全防噴器，不參與帶壓作業(yè)，如遇 到特殊情況才使用，作為帶壓作業(yè)的最后保護措施。
2、如圖3所示，環(huán)形防噴器由閥蓋11-1膠芯11-2、蓋形螺母11-3、螺 栓ll-4，環(huán)形錐體密封蓋ll-5，出油口ll-6、活塞1卜7、閥座ll-8和進油口 組成。當井壓在14MP。以下時，可利用上膠芯封住油管，用大勾提油管，使油 管接箍強行通過球形膠芯，當井壓對油管的上頂力大于井內(nèi)油管重量時，需用 油缸和卡瓦系統(tǒng)共同作用導(dǎo)出油管。
當井壓在14 21MPa左右時，油管接箍強行通過膠芯易損壞膠芯，此時應(yīng) 采用上、下兩環(huán)形防噴器導(dǎo)出接箍，即下環(huán)形防噴器處于半開狀態(tài)，當油管接 箍已提到兩環(huán)形防噴器之間時，關(guān)閉下環(huán)形防噴器，上環(huán)形防噴器處于密封狀 態(tài)，使接箍上提過上環(huán)形防噴器后，即關(guān)閉上環(huán)形防噴器，再半打開下環(huán)形防 噴器，等待下一個接箍到達上環(huán)形防噴器下方時，再關(guān)閉下環(huán)形防噴器，半打 開上環(huán)形防噴器，接箍上提出上環(huán)形防噴器，如此循環(huán)。使用環(huán)形防噴器的好 處是球形膠芯容膠量大，不易磨損，即使操作失誤，也不易出事故和損壞設(shè) 備。由于環(huán)形防噴器ll用油量大，開、關(guān)較慢，作業(yè)速度較慢，但如果操作熟 練，不需要等到球芯全打開即可操作換向閥換向，這樣就能大大提高作業(yè)效率， 比采用閘板防噴器導(dǎo)接箍更安全，尤其是帶壓作業(yè)操作不熟練時，更比較容易 掌握和控制。
為了使環(huán)形防噴器更容易過接箍，在環(huán)形防噴器油路上，專門配有減壓溢流閥，可根據(jù)井壓大小來調(diào)整油壓，不使油壓過大，便于接箍通過膠芯，減少 對膠芯的磨損。另一方面在兩環(huán)形防噴器邊上，設(shè)有緩沖用的儲能包5，當接箍 要過膠芯時，膠芯要下移，并使活塞下移，油壓要增高，而多余油壓，會流到 儲能包內(nèi)，更有利于接箍過球芯而不損壞球芯。采取上述兩項措施，可使帶壓 作業(yè)更加好用和提高作業(yè)效率。 3、油缸及卡瓦的使用(1) 當井下油管重量大于井下壓力對油管的上頂力時，油管不會上竄，因 而此時可不用油缸和卡瓦，油缸降到最低位，卡瓦處于打開狀態(tài)(2) 當井下油管重量小于井下壓力對油管的上頂力時，既要利用卡瓦卡住油管，用油缸提升和壓進油管。(3)兩油缸2座在橫梁1上，上部升降橫梁7兩孔與油缸活塞桿緊密把緊， 以使兩油缸在上升、下降時保持同步。(4)本裝置有固定防頂卡瓦1個，游動防頂卡瓦1個，自緊式液動防頂卡 瓦1個，如圖1、 4、 5所示游動防頂卡瓦與固定卡瓦結(jié)構(gòu)相同，只是在進出 口連接方式不同，固定防頂卡由出油口 6-1、卡瓦牙6-2、卡瓦體6-3、本體6-4， 油缸總成6-5、進油口6-6組成；自緊式液動防頂卡瓦由轉(zhuǎn)軸8-1、連桿8-2、 長降桿8-3、本體8-4、卡瓦體8-5、卡瓦牙8-6和液壓機構(gòu)8-7組成。當井下 壓力在12MPa以下時，用固定防頂卡瓦和游動防頂卡瓦即可導(dǎo)出油管(此時上 頂力不大于6t);當井壓在12 21MPa時，仍可用上述兩卡瓦(此時上頂力可 達1 lt)，但游動系統(tǒng)處于運動狀態(tài)，尤其在壓入第一根油管時，上頂力可達16t 以上，此時可采用自緊式液動卡瓦(防頂力35t)，確保安全可靠。自緊式液動卡瓦具有自緊功能，開關(guān)速度快(1 2秒)，防頂力大(35t)，但操作要復(fù)雜一 些，當提升油管時，油缸不應(yīng)升到頂，留出100mm左右余量，先把固定卡瓦 關(guān)閉，然后把游動自緊式液動卡瓦的換向手柄搬到開位置，再操作油缸換向閥 使油缸再上升100mm左右，由于下部固定防頂卡瓦已卡住油管，油管不會再 上升，當油缸再上提100mm左右時，自緊式液動卡瓦即會下移松開，并迅速 打開。
4、環(huán)形操作平臺10:利用上、中、下三層四方平臺用四根立柱與之連為 一體，四柱底部有可調(diào)節(jié)裝置，支撐在井口的四角地面上，中間所有井控設(shè)備 均與四個支柱用正反可調(diào)絲杠相聯(lián)，使之相互連為一體，確保在作業(yè)時，整套 裝置穩(wěn)定可靠，油缸不受彎曲力矩影響，可靠地保護了油缸。設(shè)備安裝除液動 三閘板防噴器要安裝在井口四通上以外，其余設(shè)備再不用拆卸，可整體吊裝， 座在液動三閘板防噴器上，并調(diào)整好四個可調(diào)活動支柱頂在地面上，運輸時， 可把整套裝置放倒，直接放在汽車上拉運方便。四柱支撐穩(wěn)固裝置的下橫梁的 下法蘭為活動式，便于上部帶壓作業(yè)系統(tǒng)可整體轉(zhuǎn)動，方便與作業(yè)機對準方向。 5、環(huán)形操作平臺:當整套裝置立起后，可單獨吊起環(huán)形操作平臺，落在四柱 支撐穩(wěn)固裝置的上平臺上，用螺絲把好。由于平臺為3mX3m，不方便運輸， 因而平臺兩側(cè)各500mm處用鉸鏈聯(lián)接，可翻轉(zhuǎn)到主平臺上，運輸時僅有2mX 3m，利于汽車運輸。
動力源來源于作業(yè)機的改造。而在操作系統(tǒng)內(nèi)增設(shè)10個蓄能器(40LX10)， 其中5個供油缸，另5個供防噴器及卡瓦，由于作業(yè)機泵小，流量不夠，只能 靠增加蓄能器來儲能量，以保證作業(yè)安全和提高效率。
權(quán)利要求1、一種組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，由液動三閘板防噴器、環(huán)形防噴器、儲能包、升高四通、液動平衡閥、液動泄壓閥、固定防頂卡瓦、游動防頂卡瓦、自緊式液動卡瓦、矩形立架、油缸、環(huán)形操作平臺、升降橫梁和梯子組成，其特征在于液動三閘板防噴器進口與油井大四通法蘭連接，出口通過法蘭短節(jié)與第一個環(huán)形防噴器進口連接，第一個環(huán)形防噴器出口通過法蘭短節(jié)與升高四通下端法蘭連接，升高四通上端與第二個環(huán)形防噴器進口法蘭連接，第二個環(huán)形防噴器的出口與固定防頂卡瓦法蘭連接；矩形立架立在井口的外周，在矩形立架下部設(shè)一個十字形橫梁，頂部設(shè)一個環(huán)形操作平臺，十字形橫梁環(huán)抱在法蘭短節(jié)上與矩形立架鉸接扣連接，在十字形橫梁上對稱固定2個油缸，與矩形立架的立柱鉸接扣固定，油缸上端活塞桿上設(shè)有升降橫梁，升降橫梁下部與固定防頂卡瓦的相對處固定一個游動防頂卡瓦，升降橫梁上部固定一個自緊式液動卡瓦，在升高四通一側(cè)出口上安裝一個液動平衡閥，液動平衡閥與井口同側(cè)的大四通出口連接，另一側(cè)出口安裝一個液動泄壓閥，油缸、液動三閘板防噴器、環(huán)形防噴器、固定防頂卡瓦、游動防頂卡瓦、自緊式液動卡瓦、液動平衡閥和液動泄壓閥液壓的進出口通過液壓管路和操作控制臺與液壓源連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，其特征在于 在環(huán)形防噴器的液壓進口設(shè)有一個儲能包。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，其特征在于環(huán) 形防噴器設(shè)為圓柱形，由閥蓋和閥座組成，閥蓋中心孔外周設(shè)有隱形螺栓孔，閥座下端設(shè)有法蘭盤，之間用蓋形螺母和線螺栓連接；閥蓋內(nèi)周設(shè)有弧形膠芯 滑道，滑道內(nèi)設(shè)有外周為弧形內(nèi)周為圓柱形的膠芯；在閥座中心孔外周上端面 中心向下設(shè)有環(huán)形活塞缸，活塞缸內(nèi)設(shè)有Z形環(huán)狀活塞，活塞的上端面頂在膠 芯上，活塞下部外周設(shè)有密封圈，活塞的內(nèi)周上部設(shè)有密封圈；在閥蓋與活塞 缸和活塞之間設(shè)有環(huán)形錐體密封蓋，與閥蓋之間鑲嵌且用螺絲連接，與活塞和 活塞缸之間為密封配合；在活塞缸的外周和底部分別設(shè)有出油口和進油口。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，其特征在于 固定防頂卡瓦由本體、卡瓦牙、卡瓦體和油缸總成組成，在本體的出口的外周 設(shè)有隱形螺栓孔，在進口處設(shè)有法蘭盤，在閥體的兩側(cè)對稱設(shè)有由缸蓋、缸座、 套在缸蓋與缸座之間的活塞缸、將缸蓋和缸座連接一體的螺栓、活塞缸內(nèi)活塞、 與活塞和卡瓦體及卡瓦牙連接一體的活塞桿組成的油缸總成；缸座與閥體螺栓連接；卡瓦體和卡瓦牙設(shè)為對稱的兩瓣半圓弧形，卡瓦牙鑲嵌在卡瓦體內(nèi)，用 螺栓與活塞桿連接一體；在缸蓋側(cè)周設(shè)有進油口，在闊體周側(cè)設(shè)出油口。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，其特征在于 自緊式液動卡瓦由本體、卡瓦體、卡瓦牙、升降桿、連桿和液壓機構(gòu)組成，卡 瓦體設(shè)為對稱的兩瓣形，內(nèi)周設(shè)為圓弧形，外周從上向下帶有錐面的圓形，內(nèi) 周設(shè)有圓弧形槽，槽內(nèi)鑲嵌圓弧形卡瓦牙，卡瓦體和卡瓦牙對扣在本體的中上 部，與本體出口內(nèi)周所設(shè)的弧形面滑動配合；卡瓦體外周下部對稱設(shè)有兩根能轉(zhuǎn)動的升降桿，升降桿另一端固定在本體兩側(cè)對稱設(shè)置的轉(zhuǎn)軸上，閥體外兩側(cè) 兩轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有一根連桿，通過連接板和銷軸與轉(zhuǎn)軸固定連接；在本體外固定 一個由活塞缸、活塞和活塞桿組成的圓柱形液壓機構(gòu)，活塞桿與連桿一端的銷 軸固定連接。
專利摘要一種組合式液動油水井不壓井作業(yè)裝置，包括固定在油井大四通上的液動三閘板防噴器，逐序設(shè)在液動三閘板防噴器以上的第一個環(huán)形防噴器，升高四通第二個環(huán)形防噴器，固定防頂卡瓦，自緊液動防頂卡瓦；包括立在井外周的矩形立架，對稱設(shè)在矩形立架立柱上的兩個油缸，與兩個油缸活塞相連的升降橫梁，設(shè)在升降橫梁上部的自緊式液動卡瓦和下部的固定防頂卡瓦；包括設(shè)在升高四通兩通兩側(cè)通口上的液動平衡閥和液動泄壓閥及與本實用新型輔助配合的液壓源管路和液壓源，本實用新型較好地解決了不壓井作業(yè)復(fù)雜工藝中的難題，保證了不壓井工藝的順利實施，保證了在作業(yè)中不對油層污染和傷害，提高了油田的最終采收率。
文檔編號E21B33/03GK201386527SQ200920020718
公開日2010年1月20日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者付秀榮, 何金珊, 張桂林, 東 王, 斌 王, 趙玉剛 申請人:勝利油田供應(yīng)方圓石油裝備有限責任公司