一種油管自封裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種油管自封裝置，屬于在可控不壓井作業(yè)過程中用于起下油管的作業(yè)裝置領(lǐng)域，該油管自封裝置包括法蘭，法蘭具有沿軸向設(shè)置的法蘭腔體，在法蘭腔體內(nèi)設(shè)置有剪切環(huán)、壓蓋和自封膠芯，剪切環(huán)的外壁面與法蘭腔體的內(nèi)壁面接觸，剪切環(huán)通過至少一個(gè)剪切銷釘固接于法蘭上，壓蓋呈筒狀并套裝于剪切環(huán)的內(nèi)壁上，自封膠芯呈筒狀且能沿徑向外擴(kuò)，自封膠芯的上端套裝于法蘭腔體的內(nèi)壁上，并且抵緊在壓蓋的底端，該油管自封裝置能夠有效防止大直徑工具在油管自封裝置處突然卡阻事故。
【專利說明】
一種油管自封裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于在可控不壓井作業(yè)過程中用于起下油管的作業(yè)裝置領(lǐng)域，特別涉及一種油管自封裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在油井的井下作業(yè)中，為防止作業(yè)過程中壓井液對油層的污染損害，經(jīng)常采用可控不壓井的作業(yè)方式。可控不壓井作業(yè)技術(shù)就是利用井下管柱封堵工具和井口不壓井設(shè)備，在不壓井狀態(tài)下進(jìn)行起下管柱作業(yè)的一種井下作業(yè)技術(shù)。但是在可控不壓井的過程中，由于地層本身、生產(chǎn)措施和施工操作等各種各樣的原因，有時(shí)會發(fā)生井口溢流、處理不當(dāng)，會進(jìn)一步發(fā)展為井噴事故，給油層、油井、設(shè)備及人員帶來極大的傷害和損失。因此，該技術(shù)要求在起下油管作業(yè)時(shí)使用油管自封裝置來保持油套環(huán)空的動密封，實(shí)現(xiàn)有效防噴，保證作業(yè)安全。油管自封裝置在井下作業(yè)中的作用主要為:在不壓井起下作業(yè)時(shí)，密封油套環(huán)空，承受油套環(huán)空上頂?shù)囊欢▔毫?起下作業(yè)時(shí)，扶正油管，防止小物件掉入井內(nèi)，同時(shí)可以刮掉油管外的油污，保持施工清潔;在沖砂、沖洗魚頂、鉆塞、套銑等施工時(shí)，密封油套環(huán)空，避免浪費(fèi)洗井液，減少井場環(huán)境污染。
[0003]現(xiàn)有的油管自封裝置存在如下問題:結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，作業(yè)成本高；而且操作復(fù)雜，使用非常不方便，效率低，不能完全滿足不壓井作業(yè)中各個(gè)實(shí)施工序?qū)τ诰丶胺绹姷男枰?br>[0004]針對上述問題，專利號為ZL201420681535.5的實(shí)用新型專利提出了一種油管自封裝置，如圖1、圖2所示，上述油管自封裝置包括法蘭腔體I和自封組合件10兩部分，其中，自封組合件1通過大螺紋安裝在法蘭腔體I上，自封組合件1包括內(nèi)環(huán)3、外環(huán)2、自封膠芯5、銷釘4等部分，上述裝置依靠井內(nèi)油套環(huán)空的壓力和自封膠芯5的伸張力使自封膠芯5擴(kuò)張，起到密封油套環(huán)空的作用，使管柱和井下工具能夠順利的下入和起出。上述自封裝置通過法蘭腔體與井口防噴器的螺紋連接，實(shí)現(xiàn)了自封裝置快速、方便的安裝，簡化了操作過程、提高了工作效率。但是該油管自封裝置也存在有不可克服的缺陷:在進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)，如果起下的是正常直徑的油管和接箍，這些油管和接箍可順利通過油管自封裝置，但是如果起下的是封隔器等大直徑工具時(shí)，這些大直徑卻無法通過順利通過油管自封裝置，容易出現(xiàn)封隔器等大直徑工具突然卡阻于油管自封裝置的安全事故。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠有效防止封隔器等大直徑工具在自封裝置處突然卡阻事故的油管自封裝置。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種油管自封裝置，包括法蘭，所述法蘭具有沿軸向設(shè)置的法蘭腔體，其中，在所述法蘭腔體內(nèi)設(shè)置有剪切環(huán)、壓蓋和自封膠芯，所述剪切環(huán)的外壁面與所述法蘭腔體的內(nèi)壁面接觸，且所述剪切環(huán)通過至少一個(gè)剪切銷釘固接于所述法蘭上，所述壓蓋呈筒狀并套裝于所述剪切環(huán)的內(nèi)壁上，所述自封膠芯呈筒狀且能沿徑向外擴(kuò)，所述自封膠芯的上端套裝于所述法蘭腔體的內(nèi)壁上，并且抵緊在所述壓蓋的底端。
[0007]如上所述的油管自封裝置，其中，所述壓蓋上端的外壁上具有沿徑向凸出的凸臺，所述法蘭腔體的內(nèi)壁面上設(shè)有與所述凸臺對位配合的限位凹槽，所述凸臺搭接在所述限位凹槽上，所述凸臺的外壁面與所述法蘭腔體的內(nèi)壁面之間設(shè)有所述剪切環(huán)。
[0008]如上所述的油管自封裝置，其中，所述剪切環(huán)的外壁面上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述法蘭上具有沿徑向設(shè)置的第一安裝孔，所述第一安裝孔與所述環(huán)形凹槽對位配合，所述剪切銷釘貫穿所述第一安裝孔并插入所述環(huán)形凹槽內(nèi)。
[0009]如上所述的油管自封裝置，其中，所述剪切銷釘與所述法蘭螺紋連接。
[0010]如上所述的油管自封裝置，其中，所述剪切環(huán)和所述法蘭間還設(shè)有至少一個(gè)安全銷釘，所述法蘭上具有沿徑向設(shè)置的第二安裝孔，所述第二安裝孔與所述環(huán)形凹槽對位配合，所述安全銷釘貫穿所述第二安裝孔并插入所述環(huán)形凹槽內(nèi)。
[0011]如上所述的油管自封裝置，其中，所述安全銷釘與所述法蘭螺紋連接，所述安全銷釘背向所述剪切環(huán)的一端的端面上設(shè)有一字型開口。
[0012]如上所述的油管自封裝置，其中，所述安全銷釘?shù)拈L度小于所述第二安裝孔的長度。
[0013 ]如上所述的油管自封裝置，其中，所述壓蓋與所述剪切環(huán)螺紋連接。
[0014]如上所述的油管自封裝置，其中，所述自封膠芯呈漏斗形。
[0015]如上所述的油管自封裝置，其中，所述法蘭的外形為工型結(jié)構(gòu)，所述法蘭的頂端和底端均設(shè)有螺栓孔。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0017]本實(shí)用新型提出的油管自封裝置，壓蓋和自封膠芯通過剪切環(huán)與法蘭連接，當(dāng)大直徑工具如封隔器等接觸自封膠芯后，上述大直徑工具頂?shù)钟谧苑饽z芯的底端，如果上提的拉力大于剪切銷釘?shù)募魯嗔?，剪切銷釘就會被剪斷，剪切環(huán)與法蘭脫離，這樣，大直徑工具便和自封膠芯、壓蓋及剪切環(huán)一起被提出井口，有效防止了油管起下過程中大直徑工具突然卡阻事故的發(fā)生。本實(shí)用新型提出的油管自封裝置特別適用于井下為常溫低壓環(huán)境的可控不壓井作業(yè)中。
【附圖說明】
[0018]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實(shí)用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實(shí)用新型的理解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本實(shí)用新型。
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)油管自封器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)油管自封器的自封組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型油管自封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022 ]圖4為圖3中沿A-A方向的剖視圖；
[0023]圖5為本實(shí)用新型中法蘭的主視圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]I 法蘭腔體； 2 外環(huán)；
[0026]3內(nèi)環(huán)；4 銷釘；
[0027]5自封膠芯；10自封組合件；
[0028]100油管自封裝置；
[0029]HO法蘭；111法蘭腔體；
[0030]112限位凹槽；113第一安裝孔；
[0031]114第二安裝孔；115螺栓孔；
[0032]120剪切環(huán)；121環(huán)形凹槽；
[0033]130壓蓋；131 凸臺；
[0034]140自封膠芯；150剪切銷釘；
[0035]160安全銷釘。
【具體實(shí)施方式】
[0036]結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0037]請參考圖3、圖4，其中，圖3為本實(shí)用新型油管自封裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖3中沿A-A方向的剖視圖。
[0038]如圖3所示，本實(shí)用新型提出的油管自封裝置100包括法蘭110，法蘭110具有沿軸向設(shè)置的法蘭腔體111，在法蘭腔體111內(nèi)設(shè)置有剪切環(huán)120、壓蓋130和自封膠芯140。如圖3所示，剪切環(huán)120的外壁面與法蘭腔體111的內(nèi)壁面接觸，剪切環(huán)120通過至少一個(gè)剪切銷釘150固接于法蘭110上，壓蓋130呈筒狀并套裝于剪切環(huán)120的內(nèi)壁上，自封膠芯140呈筒狀且能沿徑向外擴(kuò)，自封膠芯140的上端套裝于法蘭腔體111的內(nèi)壁上，并且抵緊在壓蓋130的底端。
[0039]本實(shí)用新型的原理和效果如下:將本實(shí)用新型提出的油管自封裝置100安裝在井口防噴器上；自封膠芯140通過自身的彈性向外擴(kuò)張完成油管接箍，并利用自封膠芯140橡膠部分抱住油管，從而實(shí)現(xiàn)了對油套環(huán)空(這里的油套環(huán)空指的是油管和套管之間空間)的動密封;完成接箍和密封后，即可進(jìn)行不壓井作業(yè)，正常起下油管。如果井下具有封隔器等大直徑工具，在起下油管的過程中，大直徑工具接近自封膠芯140，并和自封膠芯140的底端相接觸；當(dāng)上提的拉力大于剪切銷釘150的剪斷力時(shí)，該上提的拉力就能夠剪斷剪切銷釘150，這樣封隔器等大直徑工具就可以和自封膠芯140、壓蓋130和剪切環(huán)120—起被提出井口，有效防止了突然卡阻事故的發(fā)生，保證了不壓井作業(yè)的安全性，也進(jìn)一步提高了作業(yè)效率。
[0040]另外，本實(shí)用新型提出的油管自封裝置的主要部件為法蘭、剪切環(huán)、壓蓋和自封膠芯，其結(jié)構(gòu)緊湊、連接關(guān)系簡單、制造和使用成本低廉，并且其整體高度低、安裝十分方便，同時(shí)還具有功能全、安全可靠、適應(yīng)性強(qiáng)和效率高的特點(diǎn)。
[0041]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選的例子中，如圖3所示，壓蓋130上端的外壁上具有沿徑向凸出的凸臺131，法蘭腔體111的內(nèi)壁面上設(shè)有與凸臺131對位配合的限位凹槽112，凸臺131搭接在限位凹槽112上，在凸臺131的外壁面與法蘭腔體111的內(nèi)壁面之間設(shè)有剪切環(huán)120。這樣，剪切環(huán)120的定位和安裝也就更加方便，提高了油管自封裝置100的安裝效率。
[0042]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選的例子中，如圖3、圖4所示，剪切環(huán)120的外壁面上設(shè)有環(huán)形凹槽121，法蘭110上具有沿徑向設(shè)置的第一安裝孔113，第一安裝孔113與環(huán)形凹槽121對位配合，剪切銷釘150貫穿第一安裝孔113并插入環(huán)形凹槽121內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)剪切銷釘150將剪切環(huán)120固接于法蘭110。
[0043]進(jìn)一步的，剪切銷釘150與法蘭110通過螺紋連接，以便于剪切銷釘150的安裝。當(dāng)然，剪切銷釘150與法蘭110也可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它方式實(shí)現(xiàn)固定連接。
[0044]進(jìn)一步的，如圖4所示，在法蘭110上設(shè)有兩個(gè)剪切銷釘150，上述兩個(gè)剪切銷釘150對稱設(shè)置，剪切銷釘150的剪斷力為It(噸)，當(dāng)大直徑工具上提的拉力大于這兩個(gè)剪切銷釘150的剪斷力之和，S卩2t(噸)時(shí)，兩個(gè)剪切銷釘150均被剪斷，剪切環(huán)120與法蘭110分離，這樣，封隔器等大直徑工具便可以和自封膠芯140、壓蓋130及剪切環(huán)120—同被提出井口。
[0045]在本實(shí)用新型的一個(gè)可選的例子中，如圖3、圖4所示，剪切環(huán)120和法蘭110間還設(shè)有至少一個(gè)安全銷釘160，法蘭110上具有沿徑向設(shè)置的第二安裝孔114，第二安裝孔114與環(huán)形凹槽121對位配合，安全銷釘160貫穿第二安裝孔114并插入環(huán)形凹槽121內(nèi)。在進(jìn)行正常直徑的油管起下時(shí)，由安全銷釘160將剪切環(huán)120牢固的固定于法蘭110上，防止因誤操作導(dǎo)致剪切銷釘150的意外剪斷，進(jìn)一步提高了油管自封裝置100的安全性和可靠性，保證了井下作業(yè)的正常進(jìn)行。當(dāng)封隔器等大直徑工具接近井口時(shí)，提前將安全銷釘160取出，僅由剪切銷釘150固定剪切環(huán)120，仍由自封膠芯140抱住油管進(jìn)行起下。如果大直徑工具接觸自封膠芯后，當(dāng)上提拉力大于剪切銷釘150的剪斷力時(shí)，剪切銷釘150被剪斷，封隔器等大直徑工具便和自封膠芯140、壓蓋130及剪切環(huán)120—同被提出井口。
[0046]進(jìn)一步的，如圖4所示，在法蘭110上設(shè)有4個(gè)安全銷釘160，上述四個(gè)安全銷釘160沿周向均布。安全銷釘160與法蘭110螺紋連接，使得安全銷釘160的安裝更加快速、方便;在安全銷釘160背向剪切環(huán)120的一端的端面上設(shè)有一字型開口，用于螺絲刀工具的連接口，進(jìn)一步方便安全銷釘160的拆裝，簡化操作，提高效率。
[0047]進(jìn)一步的，圖3、圖4所示，安全銷釘160的長度小于第二安裝孔114的長度，這樣，當(dāng)安全銷釘160背向剪切環(huán)120的一端旋出法蘭110的外壁面時(shí)，安全銷釘160插入環(huán)形凹槽121的一端也同時(shí)退出環(huán)形凹槽121，便于操作人員識別和操作，進(jìn)一步方便安全銷釘160的拆裝，簡化操作，提高效率。
[0048]在本實(shí)用新型一個(gè)可選的例子中，壓蓋130通過大螺紋與剪切環(huán)120連接，使壓蓋130與剪切環(huán)120之間的連接和安裝更加快速、方便。
[0049]在本實(shí)用新型一個(gè)可選的例子中，如圖3所示，自封膠芯140與壓蓋130硫化為一體；自封膠芯140呈漏斗形，其密封范圍大，更加有助于實(shí)現(xiàn)井壓助封，增加密封性。
[0050]在本實(shí)用新型一個(gè)可選的例子中，如圖5所示，法蘭110外形為工型結(jié)構(gòu)，如圖4、圖5所示，法蘭110的頂端和底端均設(shè)有螺栓孔115，法蘭110的頂端和底端還均設(shè)有鋼圈槽，螺栓孔115和鋼圈槽均為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，以便于與其他設(shè)備連接和安裝。油管自封裝置100可以通過上述螺栓孔115和鋼圈槽與井口防噴器法蘭或其他作業(yè)設(shè)備連接，使其安裝更加快速、操作也更加方便。當(dāng)然，如圖4所示，在法蘭110上開設(shè)的第一安裝孔113和第二安裝孔114均需避開螺栓孔115。如圖3所示，法蘭腔體111為圓柱形空腔，法蘭腔體111的圓柱形空腔上部安放剪切環(huán)120，法蘭腔體111的圓柱形空腔下部為自由空間。
[0051]本實(shí)用新型的工作過程如下:
[0052]進(jìn)行安裝:將已經(jīng)硫化為一體的自封膠芯140和壓蓋130通過螺紋連接與剪切環(huán)120連接組成自封組件；之后將上述自封組件設(shè)置在法蘭110的法蘭腔體111內(nèi)，凸臺131搭接在限位凹槽112上，環(huán)形凹槽121分別與第一安裝孔113和第二安裝孔對位配合;隨后將剪切銷釘150放入第一安裝孔113內(nèi)并旋緊螺紋，使剪切銷釘150的末端插入環(huán)形凹槽121內(nèi)，將安全銷釘160放入第二安裝孔114內(nèi)并旋緊螺紋，使安全銷釘160的末端插入環(huán)形凹槽121內(nèi)，以完成剪切環(huán)120與法蘭110的固定連接;最后，將組裝完成的油管自封裝置100通過法蘭結(jié)構(gòu)安裝在井口防噴器上。
[0053]正常使用:安裝完成后的油管自封裝置100，其自封膠芯140通過彈性形變外擴(kuò)完成過油管接箍和對油套環(huán)空的動密封;此時(shí)，即可正常起下油管，進(jìn)行各種不壓井作業(yè)。
[0054]處理卡阻:當(dāng)井下封隔器等大直徑工具接近井口時(shí)，用螺絲刀插入安全銷釘160的一字型開口中，將安全銷釘160旋出；當(dāng)安全銷釘160背向剪切環(huán)120的一端旋出法蘭110的外壁面時(shí)，安全銷釘160插入環(huán)形凹槽121的一端也同時(shí)退出環(huán)形凹槽121，此時(shí)，僅由剪切銷釘150固定剪切環(huán)120，自封膠芯140仍可抱住油管進(jìn)行起下。如果大直徑工具接觸自封膠芯140后，上提拉力大于剪切銷釘150的剪斷力，剪切銷釘150被剪斷，大直徑工具便和自封膠芯140、壓蓋130及剪切環(huán)120—同被提出井口。
[0055]針對上述各實(shí)施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對本實(shí)用新型進(jìn)行解釋，以便于能夠更好地理解本實(shí)用新型，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本實(shí)用新型的限制，特別是，在不同的實(shí)施方式中描述的各個(gè)特征也可以相互任意組合，從而組成其他實(shí)施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個(gè)實(shí)施方式中，而并不僅局限于所描述的實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油管自封裝置，包括法蘭，所述法蘭具有沿軸向設(shè)置的法蘭腔體，其特征在于，在所述法蘭腔體內(nèi)設(shè)置有剪切環(huán)、壓蓋和自封膠芯，所述剪切環(huán)的外壁面與所述法蘭腔體的內(nèi)壁面接觸，且所述剪切環(huán)通過至少一個(gè)剪切銷釘固接于所述法蘭上，所述壓蓋呈筒狀并套裝于所述剪切環(huán)的內(nèi)壁上，所述自封膠芯呈筒狀且能沿徑向外擴(kuò)，所述自封膠芯的上端套裝于所述法蘭腔體的內(nèi)壁上，并且抵緊在所述壓蓋的底端。2.如權(quán)利要求1所述的油管自封裝置，其特征在于，所述壓蓋上端的外壁上具有沿徑向凸出的凸臺，所述法蘭腔體的內(nèi)壁面上設(shè)有與所述凸臺對位配合的限位凹槽，所述凸臺搭接在所述限位凹槽上，所述凸臺的外壁面與所述法蘭腔體的內(nèi)壁面之間設(shè)有所述剪切環(huán)。3.如權(quán)利要求1所述的油管自封裝置，其特征在于，所述剪切環(huán)的外壁面上設(shè)有環(huán)形凹槽，所述法蘭上具有沿徑向設(shè)置的第一安裝孔，所述第一安裝孔與所述環(huán)形凹槽對位配合，所述剪切銷釘貫穿所述第一安裝孔并插入所述環(huán)形凹槽內(nèi)。4.如權(quán)利要求3所述的油管自封裝置，其特征在于，所述剪切銷釘與所述法蘭螺紋連接。5.如權(quán)利要求3所述的油管自封裝置，其特征在于，所述剪切環(huán)和所述法蘭間還設(shè)有至少一個(gè)安全銷釘，所述法蘭上具有沿徑向設(shè)置的第二安裝孔，所述第二安裝孔與所述環(huán)形凹槽對位配合，所述安全銷釘貫穿所述第二安裝孔并插入所述環(huán)形凹槽內(nèi)。6.如權(quán)利要求5所述的油管自封裝置，其特征在于，所述安全銷釘與所述法蘭螺紋連接，所述安全銷釘背向所述剪切環(huán)的一端的端面上設(shè)有一字型開口。7.如權(quán)利要求5所述的油管自封裝置，其特征在于，所述安全銷釘?shù)拈L度小于所述第二安裝孔的長度。8.如權(quán)利要求1所述的油管自封裝置，其特征在于，所述壓蓋與所述剪切環(huán)螺紋連接。9.如權(quán)利要求1所述的油管自封裝置，其特征在于，所述自封膠芯呈漏斗形。10.如權(quán)利要求1所述的油管自封裝置，其特征在于，所述法蘭外形為工型結(jié)構(gòu)，所述法蘭的頂端和底端均設(shè)有螺栓孔。
【文檔編號】E21B33/03GK205532438SQ201620207437
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】于雷, 萬桂鋒, 楊軍輝, 朱承綱, 冷泓穎, 趙南京, 張?jiān)獋? 歐陽濤, 王延全, 李洪斌
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司