一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，包括主管體，該主管體的內(nèi)部通道與隔水管串內(nèi)部相通，在主管體的筒壁上沿圓周均勻開(kāi)有多個(gè)流通窗口，每一個(gè)流通窗口都外接有一個(gè)滑移裝置；每一個(gè)滑移裝置的結(jié)構(gòu)是，包括一個(gè)與主管體外壁密封連接的腔體，該腔體上下端面分別設(shè)置有上通孔和下通孔，該腔體中設(shè)置有主活塞，主活塞桿體圓周上套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧上端頂在腔體內(nèi)壁上，壓縮彈簧下端頂接在主活塞活塞頭上表面；初始狀態(tài)時(shí)，主活塞活塞頭與腔體下通孔完全壓緊。本實(shí)用新型的裝置，提高了操作的可靠性，克服了軸向尺寸過(guò)大而帶來(lái)的密封設(shè)計(jì)問(wèn)題，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，大大減少了成本。
【專利說(shuō)明】一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋石油鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥。

【背景技術(shù)】
[0002]隔水管灌注閥是海洋鉆井裝備中重要設(shè)備之一，系海洋隔水管系統(tǒng)配套的關(guān)鍵設(shè)備，在海洋深水鉆井的過(guò)程中，鉆井工程師必須考慮隔水管在深海鉆井抵抗坍塌的能力。當(dāng)內(nèi)部鉆井液壓力降到低于海水壓力時(shí)可能發(fā)生坍塌比如鉆井中遇到真空區(qū)的情況，在這種情況下，泥漿從隔水管中流出，進(jìn)到井漏層；同時(shí)當(dāng)隔水管緊急分離時(shí)鉆井液可能會(huì)快速流失，導(dǎo)致隔水管內(nèi)部壓力下降，如果不能及時(shí)補(bǔ)充壓力，則隔水管在外壓海水的作用下就可能被擠毀。隔水管灌注閥的主要作用是能夠迅速補(bǔ)充損失的壓力，平衡內(nèi)外壓差，從而對(duì)整個(gè)隔水管系統(tǒng)起到保護(hù)作用。
[0003]現(xiàn)有的隔水管灌注閥主要采用整體滑套式結(jié)構(gòu)，滑套在隔水管內(nèi)部安裝，為整體式結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，當(dāng)檢測(cè)到內(nèi)部壓力損失，導(dǎo)致內(nèi)外壓差上升為某一設(shè)定值時(shí)，該滑移裝置啟動(dòng)，內(nèi)外流通通道打開(kāi)，海水進(jìn)入平衡壓力。該裝置的不足是，只有一個(gè)滑移裝置，安全可靠性不高，當(dāng)滑移裝置出現(xiàn)故障，該灌注閥就會(huì)失效。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的整體式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重、安全可靠性不高的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，包括主管體，該主管體的內(nèi)部通道與隔水管串內(nèi)部相通，在主管體的筒壁上沿圓周均勻開(kāi)有多個(gè)流通窗口，每一個(gè)流通窗口都外接有一個(gè)滑移裝置；
[0006]每一個(gè)滑移裝置的結(jié)構(gòu)是，包括一個(gè)與主管體外壁密封連接的腔體，該腔體上下端面分別設(shè)置有上通孔和下通孔，該腔體中設(shè)置有主活塞，主活塞桿體圓周上套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧上端頂在腔體內(nèi)壁上，壓縮彈簧下端頂接在主活塞活塞頭上表面；
[0007]初始狀態(tài)時(shí)，主活塞活塞頭與腔體下通孔完全壓緊。
[0008]本實(shí)用新型的外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，其特點(diǎn)還在于:
[0009]與主活塞桿體接觸的腔體上通孔內(nèi)壁安裝有上密封圈，主活塞的活塞頭外圓周設(shè)置有下密封圈。
[0010]在每個(gè)滑移裝置的上下位置分別設(shè)置有一個(gè)輔助液缸，上方輔助液缸的輔助活塞桿端頭朝下設(shè)置；下方輔助液缸的輔助活塞桿端頭朝上設(shè)置，分別與軸向的主活塞同心對(duì)應(yīng)。
[0011]每個(gè)輔助液缸的缸體底端固定在輔助液缸連接板上，缸體中部固定在支撐板中，輔助液缸連接板和支撐板與主管體的外圓周固定連接。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，采用四個(gè)獨(dú)立的外置滑移裝置，當(dāng)隔水管內(nèi)外壓差發(fā)生變化時(shí)候，外置式滑移裝置均可以打開(kāi)，使海水進(jìn)入以平衡壓力。優(yōu)點(diǎn)在于即使有某個(gè)滑移裝置失效，其他灌注閥仍可以完成規(guī)定動(dòng)作，提高了操作的可靠性。外置式結(jié)構(gòu)還有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，克服了軸向尺寸過(guò)大而帶來(lái)的密封設(shè)計(jì)問(wèn)題，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，大大減少了成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型裝置在關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型裝置在打開(kāi)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為圖1沿A-A截面的剖視圖。
[0016]圖中，1.主管體、2.輔助液缸連接板、3.輔助液缸支撐板、4.輔助液缸、5.輔助活塞桿、6.主活塞、7.上密封圈、8.壓縮彈簧、9.下密封圈、10.螺栓、11.流通窗口。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]參照?qǐng)D1、圖2、圖3，本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)是，包括主管體1，該主管體1的內(nèi)部通道與隔水管串內(nèi)部相通，在主管體1的筒壁上沿圓周均勻開(kāi)有多個(gè)流通窗口 11(實(shí)施例為4個(gè)流通窗口 11)，每一個(gè)流通窗口 11都外接有一個(gè)滑移裝置；
[0019]每一個(gè)滑移裝置的結(jié)構(gòu)是，包括一個(gè)與主管體1外壁密封連接的腔體，該腔體上下端面分別設(shè)置有上通孔和下通孔，該腔體中設(shè)置有主活塞6，主活塞6桿體圓周上套裝有壓縮彈簧8，壓縮彈簧8上端頂在腔體內(nèi)壁上，壓縮彈簧8下端頂接在主活塞6活塞頭上表面，與主活塞6桿體接觸的腔體上通孔內(nèi)壁安裝有上密封圈7，主活塞6的活塞頭外圓周設(shè)置有下密封圈9，用于密封主活塞6與腔體內(nèi)壁，封閉內(nèi)外流體的流動(dòng)；初始狀態(tài)時(shí)主活塞6依靠壓縮彈簧8的張力處于最下位置，主活塞6活塞頭與腔體下通孔完全壓緊，使得主活塞6活塞頭將腔體下通孔完全堵死；
[0020]在每個(gè)滑移裝置的上下位置分別設(shè)置有一個(gè)輔助液缸4 (實(shí)施例總共四個(gè)滑移裝置，總共對(duì)應(yīng)設(shè)置有八個(gè)輔助液缸4)，每個(gè)輔助液缸4的缸體底端通過(guò)螺栓10固定在輔助液缸連接板2上，缸體中部固定在支撐板3中，輔助液缸連接板2和支撐板3與主管體1的外圓周固定連接，上方四組輔助液缸4的輔助活塞桿5端頭朝下設(shè)置；下方四組輔助液缸4的輔助活塞桿5端頭朝上設(shè)置，分別與軸向的主活塞6同心對(duì)應(yīng)；同時(shí)上方的輔助活塞桿5還可對(duì)主活塞6向上的行程進(jìn)行限位，避免主活塞6向上移動(dòng)時(shí)壓縮彈簧8壓縮過(guò)度被破壞。
[0021]本實(shí)用新型的灌注閥設(shè)置在隔水管短節(jié)端頭上，與隔水管接頭首尾相連接，組成從浮式鉆井船到水下防噴器之間的隔水管串，工作原理是:
[0022]如圖1，當(dāng)隔水管內(nèi)部壓力平衡的時(shí)候，主活塞6分別通過(guò)上密封圈7和下密封圈9與腔體密封接觸，此時(shí)主活塞6的活塞頭將腔體下通孔完全堵死，滑移裝置堵住流通窗口11對(duì)外的流通通道，內(nèi)外流體不能流動(dòng)。
[0023]如圖2，當(dāng)隔水管內(nèi)部泥漿漏失，壓力降低的時(shí)候，內(nèi)外壓差達(dá)到壓縮彈簧8某一設(shè)定值時(shí)各個(gè)主活塞6活塞頭下端面受到海水壓力，四個(gè)主活塞6克服壓縮彈簧8的張力開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，主活塞6活塞頭離開(kāi)腔體下通孔，流通通道打開(kāi)貫通，海水通過(guò)四個(gè)流通窗口 11進(jìn)入隔水管內(nèi)部，以便平衡內(nèi)外壓差。當(dāng)內(nèi)外壓力重新達(dá)到平衡狀態(tài)，主活塞6在壓縮彈簧8回復(fù)力的作用下，向下運(yùn)動(dòng)直到主活塞6活塞頭將腔體下通孔完全堵死，流通窗口
11與海水通道關(guān)閉，恢復(fù)如圖1所示結(jié)構(gòu)狀態(tài)。
[0024]輔助液缸4的主要作用是起到輔助應(yīng)急作用，能夠遠(yuǎn)程控制各個(gè)輔助液缸4，當(dāng)隔水管內(nèi)部泥漿漏失或者緊急脫離的時(shí)候，某一個(gè)或幾個(gè)主活塞6運(yùn)動(dòng)失效的時(shí)候，即不能向上運(yùn)動(dòng)打開(kāi)腔體下通孔的時(shí)候，該故障主活塞6所在位置下方的輔助液缸4在液壓的作用下，輔助活塞桿5向上運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)主活塞6向上運(yùn)動(dòng)；反之，當(dāng)隔水管內(nèi)外流體壓力平衡的時(shí)候，某一個(gè)或幾個(gè)主活塞6不能向下運(yùn)動(dòng)堵住腔體下通孔時(shí)，該故障主活塞6上方的輔助液缸4的輔助活塞桿5向下運(yùn)動(dòng)，迫使主活塞6正常復(fù)位。
[0025]該滑移裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證內(nèi)外流體作用面積相等，因此可對(duì)內(nèi)外流體的壓力進(jìn)行判別，當(dāng)外部海水壓力大于內(nèi)部流體壓力到某一設(shè)定值時(shí)，主活塞6向上運(yùn)動(dòng)打開(kāi)流體貫通通道，海水進(jìn)入灌注閥補(bǔ)償壓力，當(dāng)壓力平衡時(shí)主活塞6可在壓縮彈簧8的回復(fù)力作用下復(fù)位。
[0026]采用四個(gè)滑移驅(qū)動(dòng)裝置及外置式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部主活塞6外端面均與海水接觸，內(nèi)端面與內(nèi)部流體接觸，可以直接打開(kāi)內(nèi)外流體通道，灌注海水，在壓力達(dá)到平衡時(shí)壓縮彈簧8可使主活塞6復(fù)位，斷開(kāi)內(nèi)外流體通道。為了進(jìn)一步增加操作的可靠性，此外該灌注閥裝置還設(shè)置有四個(gè)輔助液缸4可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，可使因發(fā)生故障未完成移動(dòng)的滑移裝置移動(dòng)，進(jìn)一步保證了操作的安全可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，其特點(diǎn)在于:包括主管體(I)，該主管體(I)的內(nèi)部通道與隔水管串內(nèi)部相通，在主管體(I)的筒壁上沿圓周均勻開(kāi)有多個(gè)流通窗口(11)，每一個(gè)流通窗口(11)都外接有一個(gè)滑移裝置； 每一個(gè)滑移裝置的結(jié)構(gòu)是，包括一個(gè)與主管體(I)外壁密封連接的腔體，該腔體上下端面分別設(shè)置有上通孔和下通孔，該腔體中設(shè)置有主活塞￠)，主活塞(6)桿體圓周上套裝有壓縮彈簧(8)，壓縮彈簧(8)上端頂在腔體內(nèi)壁上，壓縮彈簧(8)下端頂接在主活塞(6)活塞頭上表面； 初始狀態(tài)時(shí)，主活塞(6)活塞頭與腔體下通孔完全壓緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，其特點(diǎn)在于:與主活塞(6)桿體接觸的腔體上通孔內(nèi)壁安裝有上密封圈(7)，主活塞(6)的活塞頭外圓周設(shè)置有下密封圈(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，其特點(diǎn)在于:在每個(gè)滑移裝置的上下位置分別設(shè)置有一個(gè)輔助液缸(4)，上方輔助液缸(4)的輔助活塞桿(5)端頭朝下設(shè)置；下方輔助液缸(4)的輔助活塞桿(5)端頭朝上設(shè)置，分別與軸向的主活塞(6)同心對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外置多活塞式海洋鉆井隔水管灌注閥，其特點(diǎn)在于:每個(gè)輔助液缸(4)的缸體底端固定在輔助液缸連接板(2)上，缸體中部固定在支撐板(3)中，輔助液缸連接板(2)和支撐板(3)與主管體(I)的外圓周固定連接。
【文檔編號(hào)】E21B21/10GK204060588SQ201420478798
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】李愛(ài)利, 肖銳, 左其川, 陳才虎, 曾喬 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司