[实用新型]防喷器液缸增压装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻采设备中的防护装置，特别涉及一种油气田防喷器的液缸增压装置。

背景技术

在石油勘探的钻井现场出现紧急和危及人身、设备的安全，又不能及时处理的情况下，会使用一种叫剪切闸板防喷器的设备把钻杆剪断的方法，以切断井内的流体通道。

防喷器液缸是在液压的作用下活塞运动产生推力，带动闸板来实现防喷器的开关动作。液缸推力的大小，在液压控制系统压力不变的条件下，取决于液缸活塞面积的大小。在保证防喷器正常开关符合使用的条件下，设计者是考虑到了不能将液缸面积设计制造得太大，将会加大防喷器的体积，从而增加制造成本、加工难度和造成资源的浪费。

按照美国石油学会API 16A的要求，目前所使用的防喷器的液缸，在工厂出厂前，都已经作过31.5MPa的压力检验(额定工作压力的1.5倍试压检验)。也就是说目前使用的防喷器的液缸都能承受31.5MPa的液压力。

当前所使用的液压控制系统的额定压力为21MPa，常规液缸推动压力一般采用8.5～10.5MPa。为应付突发情况只要打开旁通阀，就可以获得比正常操作压力多一倍即21MPa的控制油压。因此，美国石油学会(API)在其16A的标准中，就推荐所设计的防喷器安装剪切闸板，在常规设计液缸面积足够的情况下，满足系统压力低于21MPa能剪断直径为5英寸、名义重量为19.5磅/米的G级及S-135级钻杆。

但随着石油勘探不断深入发展，油、气井就越钻越深，G级及S-135级钻杆的强度达不到钻探深井和超深井的要求，因而出现了更高强度的S-145～S-155的钻杆(冲击值在100焦耳以上)，采用这样高强度的钻杆进行钻探。原来设计的大液缸活塞面积(13.5～14``的液缸)在21MPa的压力下所产生的压力是无法剪断大于100焦耳以上的高强度钻杆的。因而在钻井过程中将带来安全隐患。

在这种情况下，防喷器的生产厂家，试图用改变原来设计防喷器液缸的面积，来增加液缸推力。但是，再增大液缸面积带来的是，防喷器体积增大和制造成本、加工难度的加大。另一种解决方法，就是在原液缸外再增加一个辅助液缸来增加防喷器剪切闸板的剪切能力。这两种方法是可行的，但是受到许多制约，如增加辅助液缸的同时，防喷器的长度也会大大增加。而且这种辅助液缸工厂直接在出厂设备上增加还行，但针对现在已经投入钻探现场使用的防喷器来讲就非常困难，要达到剪断高强度钻杆的能力，就必须对现有使用的防喷器进行改造。防喷器改造带来的将会是增加改造成本，时间久，操作不便和增加体积的弊病。而现有的防喷器再拿去进行改造也非常困难，在现实生产实际中是不可能办到的。

在国外，通常采用“加大液缸直径和在主液缸后增设助推液缸”这两种方法予以解决。但是这两种方法需要投入较大的外汇资金，制造加工难度大、生产工艺复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的不能剪断高强度钻杆或是为剪断高强度钻杆而增大设备体积、耗费资金、增加成本的问题，针对生产现场使用的防喷器，提供一种防喷器液缸增压装置，按照原来的方法安装剪切闸板，在液压控制系统的额定压力21MPa的压力值范围内，不改变防喷器液缸面积，对现有的防喷器及液压系统不做改动，以实现瞬间增加防喷器液缸的推力，达到剪断高强度钻杆，消除安全隐患的目的。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

防喷器液缸增压装置，包括一个受系统压力控制的压控阀组，一个由该压控阀组控制大活塞腔与系统压力油之间的油路通断的增压缸。

所述压控阀组包括先导控制阀和增压控制阀，先导控制阀的工作油口与增压控制阀的控制油口连通。

所述增压装置还包括顺序阀，顺序阀的出油口与增压缸的出油口、增压剪切压力表连通；顺序阀的进油口连通有正常关闭压力表，且与增压控制阀的一个工作油口连通。

所述顺序阀的进油口与油箱之间连通有第一压力阀。

所述顺序阀的出油口与油箱之间连通有第二压力阀。

本实用新型采用压控的先导控制阀对系统压力进行探测，在系统压力大于先导控制阀的调设压力时，先导控制阀开启，打开增压控制阀的控制油口与系统压力油之间的油路，从而使增压控制阀内的进出油口通断切换，使系统压力油进入增压缸的大活塞腔，使增压缸输出增大的压力，由于增压缸出油口与防喷器液缸的进油口连通(防喷器进油口原来已经与系统压力油连通)，使剪切闸板在短时间内获得更强的剪切力，以剪断高强度的钻杆。正常情况下，先导控制阀关闭，系统压力油通过增压控制阀直接进入防喷器液缸，不影响正常使用。