一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿，它由堵塞器、旋轉(zhuǎn)接頭及液控油缸組成。堵塞器采用自封式密封膠件、密封鋼球、閥座、可作軸向移動的中心管等組成。旋轉(zhuǎn)接頭由雙半環(huán)、中間滑動體、下接頭等組成，它的下端與堵塞器連接，上端與空心活塞桿連接，空心活塞桿的上端安裝有座封油缸及解封油缸，通過遠程控制，可以完成堵塞器的座封及解封作業(yè)。因此，本實用新型提高了堵塞器的可靠性、在高壓下更換閘閥操作時的安全性，同時避免了高空作業(yè)的危險性。
【專利說明】—種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型屬于石油及天然氣開采業(yè)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的好處是:第一，不會污染和堵塞天然氣產(chǎn)層而影響產(chǎn)量；第二，不壓井降低了作業(yè)成本；第三，大大減少油、氣外漏量，保護了環(huán)境。
[0005]各大產(chǎn)油國都重視這一技術(shù)，美國、俄羅斯都能進行不壓井作業(yè)，但各有特點。我國很早就開展了這一技術(shù)的開發(fā)，其解決途徑與美國和俄羅斯都不相同，其特點見中國專利ZL200420092307.0《不壓井更換高壓天然氣采氣井口閘閥裝置》，根據(jù)這一專利已在國內(nèi)實施了 200多口高壓天然氣井的不壓井更換井口閘閥的作業(yè)，也在國外進行過相同的施工作業(yè)，具有很高的可靠性和安全性。但是，上述專利以及實際操作中，發(fā)現(xiàn)空心活塞桿存在下列問題，一是座封和解封堵塞器時，要進行高空作業(yè)，十分危險；二是更換閘閥時，要卸開堵塞器，因此要轉(zhuǎn)動上活塞桿，這時扭矩大，特別防止已座封的堵塞器有任何轉(zhuǎn)動，操作很不安全；三是堵塞器的平衡錐狀閥的密封件容易損壞，造成作業(yè)返工，延誤時間。
[0006]目前尚未見到解決避免高空作業(yè)，減少操作力矩，提高密封性的公開報道。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型的目的是提供一種液壓控制的、具有高度可靠性、方便在高壓下拆卸堵塞器的空心活塞桿，以解決高空作業(yè)、拆卸不便、密封件易損的問題。本實用新型是對中國專利ZL200420092307.0的完善和補充。
[0009]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:設(shè)計一種更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿，它由堵塞器、旋轉(zhuǎn)接頭及液控液缸組成，所述堵塞器外殼(I)的下部裝有密封管
(2)，其上有自封式密封膠筒(3)，密封膠筒下部與一圓錐體(4)相配，圓錐體內(nèi)表面與密封管滑動配合，圓錐體安裝在中心管(5)上，中心管上部與閥座(6)連接，閥座中部有一通氣小孔，中心管的內(nèi)部安裝有密封鋼球(7)、壓緊彈簧(8)、鋼球挺桿(9)，鋼球挺桿(9)上、下都加工有通氣槽，在工作狀態(tài)下，壓緊彈簧(8)通過鋼球挺桿(9)將密封鋼球(7)壓緊在閥座(6)上，密封缸體上部安裝有解封頂桿(10)，解封頂桿下部加工一小圓柱與閥座(6)內(nèi)壁之間形成通氣間隙，并與閥座中部小孔相通，解封頂桿上部裝有密封件與閥座內(nèi)孔成滑動配合，堵塞器外殼上有卡槽，堵塞器外殼上部通過梯形螺紋與旋轉(zhuǎn)接頭中的下接頭(11)連接，堵塞器外殼內(nèi)孔上加工有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)部與閥座中部小孔相通，環(huán)形槽外部有一小孔鉆通堵塞器外殼，所述旋轉(zhuǎn)接頭中的下接頭與中間滑動體(12)相連接，中間滑動體上安裝有雙半環(huán)控制套(13)，與中間滑動體成滑動配合，與旋轉(zhuǎn)接頭外殼(14)進行螺紋連接，并將雙半環(huán)(15)安裝在中間滑動體(12)與外殼之間，能作周向轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)接頭外殼(14)與空心活塞桿(16)下部相連接，所述液控液缸中座封液缸外殼(17)與空心活塞桿上部的螺紋連接，座封液缸內(nèi)安裝有座封活塞(18)，座封活塞(18)的下部是一長桿件，座在閥座
(6)上，座封活塞上部的桿件與中間接頭(19)成滑動配合，并有密封件密封，座封活塞與液缸外殼之間安裝有復(fù)位彈簧(20)，中間接頭上部安裝有解封液缸(21)，解封液缸內(nèi)安裝有解封活塞(22)，解封活塞下部是一桿件，從座封活塞(18)的空腔內(nèi)通至解封頂桿10的上部，并預(yù)留解封間隙30?40mm，解封活塞的上部桿件穿過解封液缸(21)的頂部，并有密封件密封成滑動配合，解封活塞與解封液缸之間安裝有復(fù)位彈簧(23)。
[0010]本實用新型的有益效果是:堵塞器內(nèi)采用鋼球與閥座硬密封，解決了其他密封件易損壞的問題，當(dāng)堵塞器已座封在井下油管內(nèi)時，可借助旋轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)而卸去活塞桿，操作方便又安全，通過給座封液缸和解封液缸的遠程液控，避免了高空作業(yè)，因而采用本實用新型的結(jié)構(gòu)，將縮短帶壓更換油氣井口閘閥的高壓作業(yè)時間，大大提高操作人員的人身安全，對于全國各高壓油氣田進一步大面積采用帶壓更換井口閘閥的經(jīng)濟效益、防止產(chǎn)層污染、保護環(huán)境意義重大。
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。
[0013]圖1是本實用新型工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，1-堵塞器外殼；2_密封管；3_密封膠筒；4_圓錐體；5_中心管；6_閥座；7-密封鋼球；8_復(fù)位彈簧；9_鋼球挺桿；10_解封頂桿；11_下接頭；12_中間滑動體；13-雙半環(huán)控制套；14-旋轉(zhuǎn)接頭外殼；15-雙半環(huán)；16-活塞桿；17-座封液缸外殼；18_座封活塞；19_中間接頭；20_復(fù)位彈簧；21_解封液缸；22_解封活塞；23_復(fù)位彈簧。
[0015]【具體實施方式】
[0016]圖1是本實用新型工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。所示的實例中，堵塞器外殼I的下部裝有密封管(2)，其上安裝有密封膠筒(3)，密封膠筒下部有一圓錐體(4)，圓錐體內(nèi)表面與密封管滑動配合，而圓錐體安裝在中心管(5)上，其上安裝有密封件與密封管成滑動配合，中心管上部與閥座(6)連接，閥座中部有一小孔，通至外表面，中心管的內(nèi)部裝有密封鋼球
(7)、壓緊彈簧(8)，以及鋼球挺桿(9)，鋼球挺桿與中心管內(nèi)壁滑動配合，在上下圓柱表面加工有均布圓周的通氣槽，在工作狀態(tài)下，壓緊彈簧推動鋼球挺桿，使密封鋼球緊貼在閥座上而產(chǎn)生初封壓力，密封鋼球上部安裝有解封頂桿(10)，解封頂桿下部加工一圓柱體與閥座(6)之間形成通氣環(huán)隙，并與閥座中部小孔相通，解封頂桿上部安裝有密封件與閥座內(nèi)孔成滑動配合。堵塞器外殼(I)有卡槽，其上部通過梯形螺紋與旋轉(zhuǎn)接頭的下接頭(11)連接，堵塞器外殼的內(nèi)孔上加工有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)部與閥座中部小孔相通，環(huán)形槽外部有一小孔與堵塞器外殼表面相通，所述旋轉(zhuǎn)接頭的下接頭(11)與中間滑動體(12)相連，中間滑動體上安裝有雙半環(huán)控制套(13)，與中間滑動體成滑動配合，與旋轉(zhuǎn)接頭外殼(14)進行螺紋連接，并將雙半環(huán)(15)安裝在中間滑動體(12)與外殼之間，能作周向轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)接頭外殼(14)與活塞桿(16)的下部連接。所述液控液缸中，座封油缸外殼(17)與活塞桿上部螺紋連接，座封液缸內(nèi)安裝有座封活塞(18)，其下部是一長桿件，座在閥座(6)上，座封活塞與液缸外殼之間安裝有復(fù)位彈簧(20)，中間接頭上部安裝有解封液缸(21)，其內(nèi)安裝解封活塞(22)，解封活塞下是桿件，從座封活塞(18)的空腔內(nèi)通至解封頂桿(10)的上部，并預(yù)留30?40mm的間隙，解封活塞上部桿件穿過解封液缸的頂部50?60mm，并有密封件密封，成滑動配合，解封活塞與解封液缸之間安裝有復(fù)位彈簧(23)。
[0017]本實用新型是這樣工作的:帶壓更換油氣閘閥操作時，首先給座封液缸加液壓油，使座封活塞(18)下行，推動閥座(6)及密封管(2)下行，致使中心管(5)上的外凸臺與密封管(2)上的內(nèi)臺階接觸，此時密封膠筒保持公稱外徑，座封液缸一直保持壓力，并進入帶壓更換操作，當(dāng)空心活塞桿下到預(yù)定封堵位置時，座封液缸泄壓，由于堵塞器外部處在井內(nèi)流體的高壓環(huán)境下，由于密封鋼球與閥座密封，因而將推動中心管向上移動，并帶動圓錐體向上，于是密封膠筒脹大，與井筒壁緊貼，井內(nèi)壓力越大，密封越好。堵塞器密封后，卡于卡板上，然后由旋轉(zhuǎn)接頭中的雙半環(huán)處旋轉(zhuǎn)，從梯形螺紋處卸掉上部活塞桿，去掉壞閘閥，更換成新閘閥，再由旋轉(zhuǎn)處接上上活塞桿，此時堵塞器密封膠筒仍在密封狀態(tài)，然后將液壓油注入解封油缸，解封活塞的下部桿件將推動解封頂桿使密封鋼球下行，高壓流體進入密封鋼球上部經(jīng)過閥座上的小孔與下接頭中的環(huán)形槽，流入堵塞器的上部，即堵塞器上部也成高壓區(qū)，密封膠筒上下壓力相等，自動解除密封狀態(tài)，密封膠筒收回，從井內(nèi)取出所有工具，完成一次帶壓更換天然氣井口閘閥的作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿，它由堵塞器、旋轉(zhuǎn)接頭及液控液缸組成，其特征是，所述堵塞器的上端與所述旋轉(zhuǎn)接頭的下端相連接，所述旋轉(zhuǎn)接頭的上端與所述液控液缸的下端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿，其特征是，所述堵塞器外殼的下部裝有密封管，其上有自封式密封膠筒，密封膠筒下部與一圓錐體相配，圓錐體內(nèi)表面與密封管滑動配合，圓錐體安裝在中心管上，中心管上部與閥座連接，閥座中部有一通氣小孔，中心管內(nèi)部安裝有密封鋼球，壓緊彈簧，鋼球挺桿，鋼球挺桿上、下都加工有均布的通氣槽，在工作狀態(tài)下，壓緊彈簧通過鋼球挺桿，將密封鋼球壓緊在閥座上，密封鋼球上部安裝有解封頂桿，解封頂桿下部加工一小圓柱與閥座內(nèi)壁之間形成通氣間隙，解封頂桿上部裝有密封件與閥座內(nèi)孔成滑動配合，堵塞器外殼上有卡槽，堵塞器外殼上部通過梯形螺紋與旋轉(zhuǎn)接頭中的下接頭連接，堵塞器外殼的內(nèi)孔上加工有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)部與閥座中部通氣小孔相通，環(huán)形槽外部有一小孔鉆通堵塞器外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿，其特征是，所述旋轉(zhuǎn)接頭中的下接頭與中間滑動體成滑動配合，與旋轉(zhuǎn)接頭外殼進行螺紋連接，并將雙半環(huán)安裝在中間滑動體與外殼之間，能作周向轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)接頭外殼與空心活塞桿下部相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不壓井更換高壓天然氣井口閘閥的液控空心活塞桿，其特征是，所述液控液缸中座封液缸外殼與空心活塞桿上部的螺紋連接，座封液缸內(nèi)安裝有座封活塞，座封活塞的下部是一長桿件座在閥座上，座封活塞上部的桿件與中間接頭成滑動配合，并有密封件密封，座封活塞與液缸外殼之間安裝有復(fù)位彈簧，中間接頭上部安裝有解封液缸，解封液缸內(nèi)安裝有解封活塞，解封活塞下部是一桿件，從座封活塞的空腔內(nèi)通至解封頂桿的上部，并預(yù)留解封間隙30?40mm，解封活塞的上部桿件穿過解封活塞液缸頂部并有密封件密封，成滑動配合，解封活塞與解封液缸之間安裝有復(fù)位彈簧。
【文檔編號】E21B33/126GK203515445SQ201320430713
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月9日
【發(fā)明者】龔偉安 申請人:西安東新石油設(shè)備廠有限公司