專利名稱：補(bǔ)償式環(huán)形防噴器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田油井井口密封的防噴器，特別是專用于油水井、油氣井起下油管、 套磨洗作業(yè)時(shí)井口油管和套管環(huán)空密封和防噴的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器。
背景技術(shù)：
在油田修井、測(cè)試作業(yè)時(shí)，一方面為了防止油管和套管環(huán)空油水氣從井口上涌或 防止井口落物掉入井中，在井口必須裝防噴器。另一方面，
為了刮去油管外壁油污和快速密封好套管環(huán)空，防止井噴意外發(fā)生，也需要在井口必 須裝防噴器?，F(xiàn)有的防噴器采用閘板防噴器結(jié)構(gòu)，閘板防噴器在防噴膠套抱緊油管的情況下， 油管不可以進(jìn)行起下作業(yè)；其二，間板防噴器只對(duì)固定形狀的管類抱緊，對(duì)不同形狀態(tài)的管 類如圓柱狀或四方或六方鉆桿類工具需要另行加工工裝。其三現(xiàn)有的防噴器對(duì)密封電纜、 鋼絲繩這些柔性體則不適應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有質(zhì)量輕、安裝和操作方便、可帶壓井口作業(yè)，適用范 圍廣，帶壓密封效果好的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，它包括上法蘭、密封缸體和 環(huán)形防噴膠套，其特征是防噴膠套套接在密封缸體內(nèi)，防噴膠套構(gòu)成內(nèi)密封體，密封缸體 構(gòu)成外密封體，內(nèi)密封體和外密封體共同構(gòu)成密封缸體形成環(huán)形沖液空間，密封缸體上部 與上法蘭下部固定連接。所述的上法蘭是圓環(huán)形，外圓大小與配套的井口法蘭一致，圓環(huán)形上法蘭的中間 有油管、工具過孔，過孔內(nèi)有第一內(nèi)螺紋，上法蘭的上表面有鋼圈槽，上法蘭上端有繞上法 蘭圓環(huán)一周均勻分布的上法蘭螺栓孔，上法蘭底端的上法蘭下凸圓柱體內(nèi)側(cè)有第二內(nèi)螺 紋。所述的上法蘭的外沿厚度為40mm 55mm，圓環(huán)形上法蘭的高度在10(Tl50 mm。所述的密封缸體是由上部的圓柱缸體和下部外沿構(gòu)成的中空、上部無蓋的禮帽型 結(jié)構(gòu)，密封缸體上部外沿有外螺紋，在圓柱缸體部分的中部?jī)蓚?cè)有一個(gè)或兩個(gè)密封介質(zhì)進(jìn) 口，密封介質(zhì)進(jìn)口與密封介質(zhì)管道連接；在密封缸體下部外沿的邊沿，有繞密封缸體一周均 勻分布的螺栓孔，在密封缸體內(nèi)部的底端，有密封凹槽，密封缸體內(nèi)孔的直徑比與之相配套 的防噴膠套密封外徑一致。所述的防噴膠套在上部外圓有下墜密封邊沿，下墜密封邊沿的下墜部分內(nèi)圓與防 噴膠套中間圓環(huán)主體有一定的間隙，防噴膠套下部外沿上有密封唇邊和圓環(huán)形的密封凸臺(tái)。所述的防噴膠套是空心圓柱狀，由高強(qiáng)度耐磨彈性材料聚氨酯材料制成的，防噴 膠套內(nèi)孔圓周直徑除上下入口處有大倒角外，其余內(nèi)孔直徑一致。
所述的防噴膠套下部置有下凸的圓環(huán)形凸臺(tái)，防噴膠套的下部入口處有防噴膠 套下圓環(huán)入口，防噴膠套下圓環(huán)入口的外徑小于套管環(huán)空或井口大四通或防噴器內(nèi)通徑 5 IOmm0所述的圓環(huán)形上法蘭的中間開口內(nèi)置有兩半式圓環(huán)形壓環(huán)，兩半式環(huán)環(huán)形壓環(huán)的 外圓上有外螺紋，內(nèi)圓無螺紋。所述的防噴膠套中置有兩半式密封膠套，上法蘭的中間開口內(nèi)置有兩半式圓形壓 蓋，兩半式密封膠套外圓直徑不大于防噴膠套內(nèi)孔直徑。所述的上法蘭與井口上法蘭連接，密封缸體的螺栓孔與單閘板防噴器或井口下法 蘭或井口大四通連接。本發(fā)明的有益效果是通過外部提供液壓油進(jìn)入密封缸體和防噴膠套之間形成的 環(huán)形沖液空間內(nèi)，擠壓放噴膠套中部向內(nèi)收縮，進(jìn)而使防噴膠套抱緊油管，起到密封套管環(huán) 空的作用。本發(fā)明不僅具有防噴器的功能，而且還有閘板防噴器所不具有的特點(diǎn)。其一，在 防噴膠套抱緊油管的情況下，油管照樣可以進(jìn)行起下作業(yè)；其二，由于膠套具有高強(qiáng)度、高 彈性，所以能夠抱緊圓柱狀管類或四方、六方鉆桿類工具。特別是配合兩半式密封膠套，還 可以密封電纜、鋼絲繩、抽油桿等工具。這兩點(diǎn)是其它閘板防噴器都不具備的特點(diǎn)。另外， 本發(fā)明還可以與自封封井器配合使用，在沒有液壓力的情況下，利用自封膠套自身抱緊油 管的特性，對(duì)油管與套管環(huán)空進(jìn)行低壓密封，或在井內(nèi)環(huán)空有井壓時(shí)，自封膠套下部抱緊油 管起到自密封作用。本發(fā)明與已有的技術(shù)相比具有質(zhì)量輕、安裝和操作方便、可帶壓井口下作業(yè)，適用 范圍廣，帶壓密封效果好。環(huán)形防噴膠套采用耐磨且強(qiáng)度高的彈性材料，可有效延長(zhǎng)使用壽 命和提高防噴突發(fā)事故。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明在密封電纜、鋼絲繩時(shí)安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圓環(huán)形上法蘭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是兩半式圓形壓蓋結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是兩半式圓形壓蓋俯視圖； 圖6是密封缸體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是環(huán)形防噴膠套結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8兩半式密封膠套中心截面示意圖； 圖9是兩半式密封膠套俯視圖示意圖； 圖10是本發(fā)明與自封封井器相連示意圖； 圖11是本發(fā)明與閘板防噴器相連示意圖； 圖12是本發(fā)明與井口下法蘭連接示意圖； 圖13是本發(fā)明與井口大四通連接示意圖。圖中1、上法蘭；2、兩半式環(huán)形壓環(huán)；3、密封缸體；4、防噴膠套；5、鋼圈槽；6、第 一內(nèi)螺紋；7、上法蘭螺栓孔；8、上法蘭下凸圓柱體；9、第二內(nèi)螺紋；10、外螺紋；11、密封缸體上部外螺紋；12、圓柱缸體；13、密封介質(zhì)進(jìn)口 ； 14、螺栓孔；15、密封凹槽；16、密封缸體下 部外沿；17、下墜密封邊沿；18、防噴膠套中間圓環(huán)主體；19、密封唇邊；20、密封凸臺(tái)；21、防 噴膠套下部外沿；22、防噴膠套下面圓環(huán)形凸臺(tái)；23、防噴膠套下圓環(huán)入口 ；24、單閘板防噴 器；25、井口下法蘭；26、井口大四通；27、兩半式密封膠套；28、兩半式圓形壓蓋；29、自封封 井器壓蓋；30、自封封井器膠套。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1的本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖所示，它包括上法蘭1、密封缸體3和環(huán)形防噴膠套4，防噴 膠套4套接在密封缸體3內(nèi)，防噴膠套4構(gòu)成內(nèi)密封體，密封缸體3構(gòu)成外密封體，內(nèi)密封 體和外密封體共同構(gòu)成密封缸體形成環(huán)形沖液空間，密封缸體3上部與上法蘭1下部固定 連接。實(shí)施例2
上述實(shí)施例中所述的圓環(huán)形上法蘭1結(jié)構(gòu)如圖3所示，上法蘭1是圓環(huán)形，上法蘭1外 圓大小與配套的井口法蘭一致，上法蘭1的外沿厚度為40mm 55mm，圓環(huán)形上法蘭1的高 度在10(T150 mm，上法蘭1的中間有油管、工具過孔，過孔內(nèi)有第一內(nèi)螺紋6，上法蘭1的中 間過孔尺寸決定著防噴器的有效通徑，防噴器的有效通徑一般不大于井口下法蘭下部連接 的套管內(nèi)徑；在上法蘭1的上表面，有一個(gè)鋼圈槽5，可與配套的井口上法蘭配合鋼圈起到 密封作用。上法蘭1上端有繞上法蘭1圓環(huán)一周均勻分布的上法蘭螺栓孔7，本實(shí)施例為 十二個(gè)上法蘭螺栓孔7，可與井口上法蘭配合連接；上法蘭1底端的上法蘭下凸圓柱體8內(nèi) 側(cè)有第二內(nèi)螺紋9，用于與密封缸體3上部密封體上部外螺紋11連接。實(shí)施例3
實(shí)施例1中所述的密封缸體3的結(jié)構(gòu)如圖6所示，密封缸體3是由上部的圓柱缸體12 和下部外沿16構(gòu)成的中間凸起且中空、上部無蓋、中部有圓柱圓環(huán)、下部有外沿的禮帽型 結(jié)構(gòu)；在密封缸體3上部外沿有外螺紋11，用于與圓環(huán)形上法蘭1下部的第二內(nèi)螺紋9連 接，在圓柱缸體部分12的中部?jī)蓚?cè)有一個(gè)或兩個(gè)密封介質(zhì)進(jìn)口 13，密封介質(zhì)可以是液體， 密封介質(zhì)進(jìn)口 13與密封介質(zhì)管道連接；在密封缸體3下部外沿16的邊沿，有繞密封缸體3 一周均勻分布的螺栓孔14，密封缸3的螺栓孔14可通過螺栓把密封缸體3和井口下法蘭或 防噴器上法蘭或井口大四通相連接；在密封缸體3內(nèi)部的底端，有一個(gè)密封凹槽15，可與防 噴膠套4的圓環(huán)形密封凸臺(tái)20配合起到密封作用；密封缸體3內(nèi)孔的直徑比與之相配套的 防噴膠套4密封外徑一致。實(shí)施例4
實(shí)施例1中所述的防噴膠套4的結(jié)構(gòu)如圖7所示，防噴膠套4是空心圓柱狀，由高強(qiáng)度 耐磨彈性材料聚氨酯材料制成的，內(nèi)孔圓周直徑除上下入口處有大倒角外，其余內(nèi)孔直徑 一致；防噴膠套4在上部外圓有下墜密封邊沿17，下墜密封邊沿17的下墜部分內(nèi)圓與防噴 膠套中間圓環(huán)主體18有一定的間隙，以便緊貼密封缸體3的上端內(nèi)壁起到密封作用；防噴 膠套下部外沿21上有密封唇邊19和圓環(huán)形的密封凸臺(tái)20，防噴膠套下部與密封缸體3配 合的密封唇邊19與密封缸體3下部?jī)?nèi)側(cè)相應(yīng)的側(cè)面配合，圓環(huán)形密封凸臺(tái)20和密封凹槽 15配合，密封缸體3和防噴膠套4通過上述密封連接后，使得在密封缸體3內(nèi)壁和防噴膠套4外壁之間形成一個(gè)密封環(huán)形空間。實(shí)際上防噴膠套4構(gòu)成內(nèi)密封體，密封缸體3構(gòu)成 外密封體，內(nèi)密封體和外密封體共同構(gòu)成密封缸體。當(dāng)通過密封介質(zhì)進(jìn)口 13向所述的空腔 注入介質(zhì)時(shí)，內(nèi)密封體向內(nèi)收縮，進(jìn)而使防噴膠套4抱緊油管，使密封體固定的油管管道上 下兩端進(jìn)行密封隔離。在防噴膠套4下部置有下凸的圓環(huán)形凸臺(tái)22，圓環(huán)形凸臺(tái)22與井口下法蘭的密封 凹槽配合，在防噴器與井口通過螺栓連接的情況下，防噴膠套下面圓環(huán)形凸臺(tái)22能夠起到 防噴器與井口密封的作用，防噴膠套4的下部入口處有防噴膠套下圓環(huán)入口 23，防噴膠套 下圓環(huán)入口 23的外徑小于套管環(huán)空或井口大四通或防噴器內(nèi)通徑5 10mm。實(shí)施例5
本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于圓環(huán)形上法蘭1的中間開口內(nèi)裝配有兩 半式圓環(huán)形壓環(huán)2，兩半式圓環(huán)形壓環(huán)2的外圓上有外螺紋10，內(nèi)圓無螺紋，見圖4、圖5，通 過外螺紋10與圓環(huán)形上法蘭1的中間開口處的第一內(nèi)螺紋6連接，兩半式圓環(huán)形壓環(huán)2起 到一個(gè)護(hù)圈作用，兩半的目的是便于在有油管的情況時(shí)安裝到圓形上法蘭上部?jī)?nèi)螺紋中； 起到防護(hù)作用，避免油管、工具碰撞上法蘭的內(nèi)螺紋。實(shí)施例6
本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于如圖2所示本發(fā)明在密封電纜、鋼絲繩 時(shí)，將防噴膠套4中置有兩半式密封膠套27，上法蘭1的中間開口內(nèi)置有兩半式圓形壓蓋 28，兩半式密封膠套27裝入防噴器中部的防噴膠套4中合并成一個(gè)圓柱狀時(shí)，其外圓直徑 不大于防噴膠套4內(nèi)孔直徑。如圖8、9所示為圓柱形的兩半式密封膠套27，該圓柱形上面直徑大、下面直徑小 且中間沿圓心軸線帶通孔的圓柱體，并從中間切開成兩半，在防噴器需要密封電纜、鋼絲繩 時(shí)，把兩半式密封膠套27裝入到防噴膠套中間，并將兩半式圓環(huán)型壓蓋28擰到圓環(huán)形上法 蘭中部，兩半式密封膠套27用強(qiáng)度高、耐磨、彈性好的非金屬聚氨酯材料制成。實(shí)施例7
本發(fā)明上法蘭可與井口上法蘭連接，也可與輕便式自封封井器配合使用，如圖10所 示，把輕便自封封井器裝到本裝置的上部，輕便自封封井器的自封封井器壓蓋29通過自封 封井器膠套30裝配到本防噴器的上部，并通過輕便自封封井器底部凸起置于本發(fā)明的鋼 圈槽5內(nèi)實(shí)現(xiàn)密封，輕便自封封井器配合本發(fā)明能更好的起到防噴作用。圖11、圖12、圖13分別是與單閘板防噴器24、井口下法蘭25、井口大四通26連接 示意圖，本發(fā)明通過螺栓孔14和防噴膠套下面圓環(huán)形凸臺(tái)22實(shí)現(xiàn)密封連接，具有環(huán)形密封 井口和補(bǔ)償增壓密封防噴功能。本防噴器在不更換防噴膠套4的情況下，通過增添兩半式密封膠套27就可密封電 纜、鋼絲繩和抽油桿等，將兩半式密封膠套27由下向上裝于密封缸體3內(nèi)，上部擰上圓形上 法蘭1，再把兩半式圓形壓蓋28擰到圓形上法蘭1中部。在作業(yè)過程中，一旦井內(nèi)發(fā)生井涌現(xiàn)象，需要防噴膠套密封油管或全封時(shí)，外部可 提供液壓油進(jìn)入密封缸體3和防噴膠套4之間形成的環(huán)形沖液空間內(nèi)，擠壓放噴膠套4中 部向內(nèi)收縮，進(jìn)而使防噴膠套抱緊油管，起到密封套管環(huán)空的作用。在防噴膠套4全封或僅密封油管即半封的情況下，井內(nèi)壓力會(huì)向上推擠防噴膠套 4的下部，這樣，防噴膠套4下部上移，防噴膠套4與密封缸體3之間的環(huán)型空間就會(huì)減少，環(huán)空內(nèi)的液體受到擠壓，膠套就會(huì)進(jìn)一步抱緊油管，即使在外部不繼續(xù)給防噴器提供壓力 的情況下，僅靠井內(nèi)壓力的提升就可同時(shí)間接增大防噴器抱緊壓力，起到補(bǔ)償作用。補(bǔ)償式多用途環(huán)形防噴方法相對(duì)于常規(guī)的閘板防噴器體積小、重量輕、密封效果 好、用途廣泛、操作方便，成本大大降低。補(bǔ)償式多用途環(huán)形防噴方法不僅具有閘板防噴器的功能，而且，還有閘板防噴器 所不具有的特點(diǎn)；其一，在防噴膠套抱緊油管的情況下，油管照樣可以進(jìn)行起下作業(yè)；其 二，由于膠套具有高強(qiáng)度、高彈性，所以能夠抱緊圓柱狀管類或四方、六方鉆桿類工具。特 別是配合兩半式補(bǔ)芯27，還可以密封電纜、鋼絲繩、抽油桿等工具。這兩點(diǎn)是任何間板防噴 器都不具備的特點(diǎn)。另外，補(bǔ)償式多用途環(huán)形防噴方法還可以與自封封井器配合使用(如圖 10)，在補(bǔ)償式多用途環(huán)形防噴方法內(nèi)部沒有液壓力的情況下，利用自封膠套自身抱緊油管 的特性，對(duì)油管與套管環(huán)空進(jìn)行低壓密封，或在井內(nèi)環(huán)空有井壓時(shí)，自封膠套下部抱緊油管 起到自密封作用。本發(fā)明與已有的技術(shù)相比，補(bǔ)償式多用途環(huán)形防噴方法比閘板防噴器質(zhì)量輕、安 裝和操作方便、可帶壓起下作業(yè)，也比自封封井器適用范圍廣，帶壓密封效果好。環(huán)形防噴 膠套采用耐磨且強(qiáng)度高的彈性材料，可有效延長(zhǎng)使用壽命和提高防噴突發(fā)事故。
權(quán)利要求
補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，它包括上法蘭(1)、密封缸體(3)和環(huán)形防噴膠套(4)，其特征是防噴膠套(4)套接在密封缸體(3)內(nèi)，防噴膠套(4)構(gòu)成內(nèi)密封體，密封缸體(3)構(gòu)成外密封體，內(nèi)密封體和外密封體共同構(gòu)成密封缸體形成環(huán)形沖液空間，密封缸體(3)上部與上法蘭(1)下部固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的上法蘭(1)是圓環(huán)形， 外圓大小與配套的井口法蘭一致，圓環(huán)形上法蘭(1)的中間有油管、工具過孔，過孔內(nèi)有第 一內(nèi)螺紋(6 )，上法蘭(1)的上表面有鋼圈槽(5 )，上法蘭(1)上端有繞上法蘭(1)圓環(huán)一周 均勻分布的上法蘭螺栓孔(7)，上法蘭(1)底端的上法蘭下凸圓柱體(8)內(nèi)側(cè)有第二內(nèi)螺紋 (9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的上法蘭(1)的外沿厚度 為40mm 55mm，圓環(huán)形上法蘭(1)的高度在100 150 mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的密封缸體(3)是由上部 的圓柱缸體(12)和下部外沿(16)構(gòu)成的中空、上部無蓋的禮帽型結(jié)構(gòu)，密封缸體(3)上部 外沿有外螺紋(11 )，在圓柱缸體(12)部分的中部?jī)蓚?cè)有一個(gè)或兩個(gè)密封介質(zhì)進(jìn)口( 13)，密 封介質(zhì)進(jìn)口(13)與密封介質(zhì)管道連接；在密封缸體(3)下部外沿(16)的邊沿，有繞密封缸 體(3) —周均勻分布的螺栓孔(14)，在密封缸體(3)內(nèi)部的底端，有密封凹槽(15)，密封缸 體(3)內(nèi)孔的直徑比與之相配套的防噴膠套(4)密封外徑一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的防噴膠套(4)在上部 外圓有下墜密封邊沿(17)，下墜密封邊沿(17)的下墜部分內(nèi)圓與防噴膠套中間圓環(huán)主體 (18)有一定的間隙，防噴膠套下部外沿(21)上有密封唇邊(19)和圓環(huán)形的密封凸臺(tái)(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的防噴膠套(4)是空心圓 柱狀，由高強(qiáng)度耐磨彈性材料聚氨酯材料制成的，防噴膠套(4)內(nèi)孔圓周直徑除上下入口處 有大倒角外，其余內(nèi)孔直徑一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的防噴膠套(4)下部置有 下凸的圓環(huán)形凸臺(tái)(22)，防噴膠套(4)的下部入口處有防噴膠套下圓環(huán)入口(23)，防噴膠 套下圓環(huán)入口(23)的外徑小于套管環(huán)空或井口大四通或防噴器內(nèi)通徑5 10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的圓環(huán)形上法蘭(1)的中 間開口內(nèi)置有兩半式圓環(huán)形壓環(huán)(2)，兩半式環(huán)環(huán)形壓環(huán)(2)的外圓上有外螺紋(10)，內(nèi)圓 無螺紋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的防噴膠套(4)中置有兩 半式密封膠套(27)，上法蘭(1)的中間開口內(nèi)置有兩半式圓形壓蓋(28)，兩半式密封膠套 (27)外圓直徑不大于防噴膠套(4)內(nèi)孔直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，其特征是所述的上法蘭(1)與井口上 法蘭連接，密封缸體(3)的螺栓孔(14)與單閘板防噴器(24)或井口下法蘭(25)或井口大 四通(26)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及油田油井井口密封的防噴器，特別是專用于油水井、油氣井起下油管、套磨洗作業(yè)時(shí)井口油管和套管環(huán)空密封和防噴的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器，它包括上法蘭、密封缸體和環(huán)形防噴膠套，其特征是防噴膠套套接在密封缸體內(nèi)，防噴膠套構(gòu)成內(nèi)密封體，密封缸體構(gòu)成外密封體，內(nèi)密封體和外密封體共同構(gòu)成密封缸體形成環(huán)形沖液空間，密封缸體上部與上法蘭下部固定連接。它提供了一種具有質(zhì)量輕、安裝和操作方便、可帶壓井口作業(yè)，適用范圍廣，帶壓密封效果好的補(bǔ)償式環(huán)形防噴器。
文檔編號(hào)E21B33/06GK101984214SQ20101058729
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者孫永鵬, 孫虎, 李巨才, 李志忠, 胡慧婷, 陳存慧, 雷寬成, 馬能平, 高淮偉 申請(qǐng)人:西安福安創(chuàng)意咨詢有限責(zé)任公司