一種防噴器控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油、地質、礦產等行業(yè)鉆井時用以壓井防噴的裝置，尤其涉及一種防噴器控制裝置。
【背景技術】
[0002]石油、地質、礦業(yè)等領域的鉆井作業(yè)中，當鉆進過程中環(huán)空液柱壓力低于地層流體壓力時，有可能發(fā)生溢流井涌、甚至井噴，若不及時控制將有可能引發(fā)井噴失控，甚至著火等重大安全事故，給人員生命和設備財產帶來無法估量的損失。為控制井內流體壓力，避免井涌、井噴、甚至著火等惡性事故的發(fā)生，在井口需安裝防噴器并在井場內配套防噴器控制裝置，通過防噴器的動作控制井口，降低作業(yè)風險。
[0003]在現有技術中，對于井口發(fā)現井涌情況時，作業(yè)人員可以通過人工手動控制防噴器控制裝置使其防噴器關閉，達到控制井口，防止井噴發(fā)生的目的。對于已經發(fā)生井口井噴事故時，井口平臺及附近需要撤離作業(yè)人員，此時可以通過遙控裝置控制防噴器關閉，實施關井，防止井噴事故的進一步擴大，降低損失。但是在極端情況下，井口由于井噴著火，致使原有的防噴器控制裝置失效，導致無法控制防噴器關井時，防噴器緊急自動控制裝置，則可以及時控制防噴器的關閉，避免事態(tài)進一步惡化，將井噴著火的損失降至最低。
[0004]防噴器安裝在井口上面，直接用于防止井噴。防噴器控制裝置是個體積很大的液壓站，遠離防噴器布置，通過管道給防噴器提供高壓液壓油，用于防噴器打開或關閉。沒有防噴器控制裝置，防噴器就失去了能量供應，不能動作。轉閥是防噴器控制裝置上的一個部件，有若干個并排布置，分別控制多個油路的啟閉。操作人員通過直接扳動轉閥手柄或通以壓縮空氣對轉閥加以控制。閥門作為執(zhí)行元件在地面防噴器控制裝置起著無可替代的作用，其性能直接影響到產品的質量和產品合格率，甚至影響生產。
[0005]現有的轉閥通常提供至少兩種控制方式，手柄手動控制方式和氣缸氣動控制方式，如圖所示，圖1(a)現有技術中的防噴器控制裝置的轉閥總成結構的主視圖，圖1(b)為現有技術中的防噴器控制裝置的轉閥總成結構的俯視圖，當采用手動控制方式時，用手操作，通過手動執(zhí)行機構如手桿、齒輪、手輪等來進行開關操作，包括一個可以旋轉90度的部件，轉軸通過銷釘帶動閥芯轉動，執(zhí)行機構通過操作閥桿和流量控制元件來開閥和關閥。氣缸氣動控制方式主要用于手動操作很困難的閥門、處于有毒或其他惡劣環(huán)境中不能采用手動操作的情況，氣缸控制閥門可遠程通過從某口注入壓縮空氣，利用外部力量來自動控制或遙控閥的開關，圖1 (a)和圖1 (b)中，10表不氣缸，20表不氣缸安裝板，30表不手柄，40表示轉閥，從圖中可看出，在原有的氣缸控制的閥門結構中，閥門與氣缸之間一般為垂直設置，二者之間通過氣缸安裝版固定安裝，其安裝較復雜，占用較大空間，而且通過此種方式的氣缸傳動執(zhí)行元件存在空行程，控制精度不是很高。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種防噴器控制裝置，以解決原有的防噴器控制裝置中的轉閥結構安裝復雜、占用空間大、控制靈敏度不高的問題。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下:一種防噴器控制裝置，包括有轉閥，其中，所述轉閥包含氣缸、閥體和閥芯，氣缸內設有活塞及活塞桿，所述活塞桿與所述閥芯之間通過滾珠絲杠實現同軸連接。
[0008]進一步地，所述轉閥為三位四通式。
[0009]進一步地，所述滾珠絲杠上還設有滾珠花鍵，防止?jié)L珠絲杠轉動。
[0010]進一步地，所述閥芯通過銷釘與轉軸相連，使閥芯轉動。
[0011]進一步地，所述滾珠絲杠包括絲杠主體、螺母及滾珠，將閥芯的旋轉運動轉變?yōu)榛钊闹本€運動或將活塞桿的直線運動轉變?yōu)殚y芯的旋轉運動。
[0012]進一步地，所述轉軸上還套設有推力軸承。
[0013]與現有技術相比，本實用新型所提供的一種防噴器控制裝置，其轉閥結構采用氣缸與轉閥同軸設置簡化了安裝連接，減小了安裝空間，且采用滾珠絲杠傳動，消除了空行程，性能穩(wěn)定，不會產生任何誤動作，控制靈敏，無論閥芯處于何處，驅動力都不變，不至于在壓力降低時不能啟動，工作可靠，由于輸入信號與閥芯位置變化嚴格對應，方便數字控制，符合未來防噴器控制技術的發(fā)展方向。
【附圖說明】
[0014]圖1 (a)為現有技術中的防噴器控制裝置的轉閥總成結構的主視圖；
[0015]圖1 (b)為現有技術中的防噴器控制裝置的轉閥總成結構的俯視圖；
[0016]圖2為本實用新型所述的防噴器控制裝置的轉閥總成結構的主視圖；
[0017]圖3為本實用新型所述的防噴器控制裝置的轉閥總成結構的左視圖；
[0018]圖4為本實用新型所述的防噴器控制裝置的轉閥總成結構示意圖。
[0019]圖中，附圖標記如下:1_氣缸，2-滾珠絲杠，3-手柄，4-閥體，5-閥芯，6-銷釘，7-推力軸承，8-轉軸，9-閥蓋，10-定位盤，11-滾珠花鍵。
【具體實施方式】
[0020]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，產品制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個部件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分部件的方式，而是以部件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。說明書后續(xù)描述為實施本實用新型的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本實用新型的一般原則為目的，并非用以限定本實用新型的范圍。本實用新型的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0021]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但不作為對本實用新型的限定。
[0022]防噴器是用于試油、修井、完井等作業(yè)過程中關閉井口，防止井噴事故發(fā)生，將全封和半封兩種功能合為一體，具有結構簡單，易操作，耐高壓等特點，是油田常用的防止井噴的安全密封井口裝置。石油鉆井時，安裝在井口套管頭上，用來控制高壓油、氣、水的井噴裝置。在井內油氣壓力很高時，防噴器能把井口封閉(關死)。從鉆桿內壓入重泥漿時，其閘板下有四通，可替換出受氣侵的泥漿，增加井內液柱的壓力，以壓住高壓油氣的噴出。
[0023]如圖2、圖3所示，本實用新型中的轉閥，主要用于地面防噴器控制裝置，改變原有的轉閥結構中的氣缸與防噴器控制裝置通過氣缸安裝版的連接方式，直接使得氣缸和防噴器控制裝置之間形成同軸安裝的方式。同軸安裝使得結構更簡單。
[0024]具體來說，參照圖4，本實用新型所述的轉閥，包括氣缸1、閥體4和閥芯5，氣缸I內設有活塞及活塞桿，引導活塞在缸內進行直線往復運動，其中，所述活塞桿與所述閥芯5之間通過滾珠絲杠2實現同軸連接。本實用新型氣缸I與轉閥同軸聯(lián)接(線布置)，取代原平面布置，安裝方便，體積小，傳動無間隙。簡化了安裝結構。
[0025]具體來說，所述滾珠絲杠2主要由絲杠主體、螺母及滾珠組成，其利用其自身的性質，能夠將閥芯的旋轉運動轉變?yōu)榛钊闹本€運動或將活塞桿的直線運動轉變?yōu)殚y芯的旋轉運動，由于滾珠絲杠的絲杠主體與螺母之間有很多滾珠在做滾動運動，所以啟動力矩小，能得到較高的運動效率，傳動精度高。采用滾珠絲杠傳動，消除了空行程，控制更靈敏平穩(wěn)。
[0026]所述滾珠絲杠2上還設有滾珠花鍵11，防止?jié)L珠絲杠2轉動，還起到了傳遞扭矩的作用。這樣，無論閥芯5處于何處，驅動力都保持一樣，不至于當壓力過低時不能啟動，運行工作可靠。
[0027]所述閥芯5通過銷釘6與轉軸8相連，轉軸8轉動時，通過銷釘可帶動閥芯5轉動。
[0028]所述轉軸8上還套設有推力軸承7，推力軸承7由兩個止推墊片或更多止推墊片和若干滾動體組成，用來專門承受軸向力，使轉軸8的運行更可靠。
[0029]應用本實用新型所述的防噴器控制裝置中的轉閥總成工作原理如下:
[0030]假設壓縮空氣從a 口進入，推動氣缸I內的活塞向右運動，由于活塞桿和活塞為連在一起的整體結構，滾珠花鍵11使活塞或活塞桿只能移動而不能轉動?；钊麠U右端與滾珠絲桿2連接，活塞桿上帶有外螺紋，活塞桿同時也可當作是絲桿，滾珠絲桿副(包括絲桿與螺母等)可以使直線運動和旋轉運動相互轉換，此處當活塞桿移動時，連接絲桿上的螺母的閥芯5(作為螺母的閥芯5，閥芯自帶內螺紋，與絲桿外螺紋形成絲桿副)逼迫轉動，從而使得活塞桿的直線位移與閥芯5的角度變化具有函數單值對應關系，完成控制。此外，需要說明的是，轉閥通過壓縮空氣遠程控制，輸入信號和閥芯位置變化控制嚴格，極為方便數字控制系統(tǒng)中。
[0031]當壓縮空氣從b 口進入，活塞受到壓力，活塞桿縮回，閥芯5反轉。
[0032]當手動控制時，氣缸a和b 口與大氣連通，不產生阻力，氣動遠程控制時，手柄3跟隨閥芯5轉動，以指示閥芯位置。其中，無論手動還是氣動，都使閥芯處于3個位置:中位、開位或關位。
[0033]通過本實用新型中防噴器控制裝置的閥門結構改造，使得防噴器在控制過程中運行更平穩(wěn)，控制精度更高。
[0034]上述說明示出并描述了本實用新型的若干優(yōu)選實施例，但如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種防噴器控制裝置，包括有轉閥，其特征在于，所述轉閥主要由氣缸、閥體和閥芯組成，其中，所述氣缸內設有活塞及活塞桿，所述活塞桿與所述閥芯之間通過滾珠絲杠實現同軸連接。
2.如權利要求1所述的防噴器控制裝置，其特征在于，所述轉閥為三位四通式。
3.如權利要求1所述的防噴器控制裝置，其特征在于，所述滾珠絲杠上還設有滾珠花鍵，防止?jié)L珠絲杠轉動。
4.如權利要求1所述的防噴器控制裝置，其特征在于，所述閥芯通過銷釘與轉軸相連，使閥芯轉動。
5.如權利要求3所述的防噴器控制裝置，其特征在于，所述滾珠絲杠包括絲杠主體、螺母及滾珠，將閥芯的旋轉運動轉變?yōu)榛钊闹本€運動或將活塞桿的直線運動轉變?yōu)殚y芯的旋轉運動。
6.如權利要求4所述的防噴器控制裝置，其特征在于，所述轉軸上還套設有推力軸承。
【專利摘要】本實用新型公開了一種防噴器控制裝置，包括有轉閥，所述轉閥主要由氣缸、閥體和閥芯組成，其中，所述氣缸內設有活塞及活塞桿，所述活塞桿與所述閥芯之間通過滾珠絲杠實現同軸連接。本實用新型解決了原有的防噴器控制裝置中的轉閥結構安裝復雜、占用空間大、控制靈敏度不高的問題。
【IPC分類】E21B33-06
【公開號】CN204357394
【申請?zhí)枴緾N201420872822
【發(fā)明人】陳永軍, 盧占彥
【申請人】江蘇雙鑫石油機械有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年12月27日