[发明专利]汽驱井油管内防喷专用工具

说明书

涉及领域

本发明涉及一种适用于油田的蒸汽驱井作业中防止油管内井喷的工具，尤其是汽驱井油管内防喷专用工具。

背景技术

目前，油管(钻杆)内防喷工具广泛地应用于油井作业中，油管(钻杆)内防喷工具具有提升起吊管柱和控制油管内流的作用，是用于封闭管柱内部的防喷工具；油管内防喷工具由上部提升短接和下部连接的油管旋塞阀组成；方钻杆旋塞阀，属钻杆内防喷工具，通常有上旋塞阀和下旋塞阀两种，与井口防喷器组配套使用，装在钻具管串上，在钻具内井喷紧急情况下，用来封闭钻具的中心通孔；这种方钻杆旋塞阀具有用做方钻杆旋塞阀的左旋钻杆扣和用做下方钻杆旋塞阀的右旋钻杆扣连接形式，方钻杆下旋塞阀连接于方钻杆下端；方钻杆上旋塞阀连接于方钻杆上端和高压水龙头下端之间；使用中，方钻杆旋塞阀的中孔畅通，不影响泥浆的正常循环，联合使用上、下旋塞阀时，无论方钻杆处于任何位置，都有一个可以使用，即当一个发生故时，另一个可起作用；当发生井喷时，一方面用井口防喷器组封闭进口环形空间，同时根据需要情况关闭方钻杆上旋塞阀或下旋塞阀；旋塞阀的外连接形式为油管(或者钻杆)右旋或左旋螺纹，根据其规格可连接各部对应规格的油管(或者钻杆)，当管柱内防喷工具的外连接形式为油管右旋或左旋螺纹时，即为油管内防喷工具；此时，下部的旋塞阀称为油管旋塞阀；当外连接形式为钻杆右旋或左旋螺纹时，即为方钻杆旋塞阀；但其井口内防喷工具，耐温耐压差，在汽驱井口作业的高温高压的条件下，普通的井口内防喷工具就不好使用，甚至不能使用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种汽驱井油管内防喷专用工具，适用于汽驱井口作业，其耐高温球形密封，而且其外形结构为内置式开关。

本发明的目的是这样实现的：汽驱井油管内防喷专用工具具有提升起吊汽驱井油管和控制汽驱井油管内流的作用，是用于封闭汽驱井油管内部的防喷工具；汽驱井油管内防喷专用工具由上部提升短节和下部连接汽驱井油管的旋塞阀组成；汽驱井油管内防喷专用工具的旋塞阀属于汽驱井油管内防喷工具，与汽驱井口防喷器组配套使用，装在汽驱井油管上，在汽驱井油管井喷紧急情况下，用来封闭汽驱井油管的中心通孔；汽驱井油管内防喷专用工具的旋塞阀由主体、限位开关、密封圈、波形弹簧、下阀座、球体、内挡环、上阀座、隔环、外挡环、挡圈构成；主体为空心圆管形结构，其下端为公扣结构，公扣结构的外周上为公螺蚊结构，其公扣结构及其公螺蚊结构的规格根据具体与其对应的汽驱井油管口的母扣结构及其母螺蚊的规格确定，使其与汽驱井油管口的母扣结构连接相吻合，而主体的上端的内周面上为母螺蚊结构，也为母扣结构，其内部中间为空心腔结构，从下至上，依次为下阀座腔、中间球体连接阀座腔、外挡环凹槽，其中间球体连接阀座腔的中间周壁上有穿透中间球体连接阀座腔的圆形开关孔，其开关孔上侧的中间球体连接阀座腔的内壁周面上依次分别有内挡环槽和密封圈凹槽，其主体的中间球体连接阀座腔密封圈凹槽上安装连接密封圈；其公扣结构的中心线、下阀座腔的中心线、中间球体连接阀座腔的中心线、外挡环凹槽的中心线与主体的中心线在同一直线上，中间球体连接阀座腔的中间圆形开关孔的中心线与主体的中心线垂直相交；其公扣结构的内直径小于下阀座腔的内直径，下阀座腔的内直径小于中间球体连接阀座腔的内直径，内挡环凹槽的内直径大于中间球体连接阀座腔的内直径，其密封圈凹槽及外挡环凹槽的内直径均大于中间球体连接阀座腔的内直径；公扣结构的内壁周面与下阀座腔的内壁周面之间有环形平面连接，其环形平面与主体的中心线垂直，其内挡环凹槽、密封圈凹槽及外挡环凹槽的各自的槽侧面分别与主体的中心线垂直；下阀座为大、小圆环侧向连接的结构，其大、小圆环的内直径相同，且其大、小圆环的中心线在同一直线上，其外侧小圆环的外直径与主体的下阀座腔的内直径相同，外侧小圆环的外周上有凹环槽，其凹环槽的中心线与下阀座中心线在同一直线上，大圆环的外直径与中间球体连接阀座腔的内直径相同，其小圆环及大圆环的高度根据需要来确定，其内侧小圆环的口面内侧有凹下口槽，其凹下口槽的内口面外周与凹下口槽的侧槽壁周面内周相交连接，凹下口槽的内周与下阀座的内壁周面相交连接，其凹下口槽的内口面与下阀座中心线垂直，凹下口槽的侧槽壁周面外周与内侧小圆环的口面相交连接，其内口面圆中心线与下阀座中心线在同一直线上，其凹下口槽的侧槽壁周面的中心线与下阀座中心线在同一直线上，其凹下口槽上固定连接密封圈，其密封圈的内壁周面与其密封圈外口面之间有密封面连接，其密封面的规格大小根据球体的直径大小规格确定；球体为球形结构，球体中间有一穿通球体的圆直孔，球体的球心在圆直孔的中心线上，其球体外表面上有凹槽，其凹槽的槽底面与圆直孔的中心线平行，其两槽侧面相互平行与槽底面垂直，且与球体的圆直孔的中心线垂直，且两个槽侧面的深度、长度相同，其球心与凹槽的中间横切面在同一平面上，其球体的凹槽两侧的球体表面为平面，其两平面在同一平面上，且分别与凹槽的槽侧面垂直相交；上阀座为环形结构，上阀座为大、小圆环侧向连接的结构，其两个圆环的内直径相同，且其两圆环的中心线在同一直线上，其大圆环的外直径与主体的中间球体连接阀座腔的内直径相同，小圆环的外直径小于中间球体连接阀座腔的内直径，其小圆环及大圆环的高度根据需要来确定，其小圆环的口面内侧为凹下口槽，其凹下口槽的内口面外周与凹下口槽的侧槽壁周面相交连接，凹下口槽的内口面内周与上阀座的内壁周面相交连接，凹下口槽的侧槽壁面外周与内侧小圆环的口面相交连接，其内口面与上阀座中心线垂直，其内口面圆中心线与上阀座中心线在同一直线上，其凹下口槽的侧槽壁周面的中心线与上阀座中心线在同一直线上，其凹下口槽上固定连接密封圈，其密封圈的内壁周面与其密封圈的外口面之间有密封面连接，其密封面的规格大小根据球体的直径大小规格确定；限位开关由内顶扣、中间限位盘、外端转体构成，内顶扣为长条形，两侧面分别与中间限位盘的内面垂直相交，其中间限位盘的内面在同一平面上，其中间限位盘的周面由大圆弧面与两个切面及小角弧面相互连接构成，其小角弧面所占的弧度为90度，其小角弧面的圆中心线与限位开关的外端转体的圆中心线在同一直线上，其大圆弧面的弧的圆中心线与小角弧面的圆中心线在同一直线上，其大圆弧面的直径大于小角弧面的直径，其大圆弧面与小角弧面之间分别有切面柤连，其两个切面分别与小角弧面相切，两个切面之间为90度，其内顶扣的两侧面分别至外端转体的圆中心线的垂直距离相等，限位盘的两个切面的其中一个与内顶扣的两侧面垂直，另一个与内顶扣的两侧面平行，其大圆弧面及小角弧面的半径根据需要确定，其外端转体为圆柱形结构，其外面向内凹出空心柱体，其空心柱体内的相邻的各侧面之间相交成一定角度，一般为内六方，其扳手对应为外六方，以使扳手伸进其空心柱体内吻合以转动其外端转体，外端转体的周面有密封凹槽，其密封凹槽的中心线与外端转体的中心线在同一直线上，外端转体的外直径与主体的中间球体连接阀座腔的开关孔的内直径相等；内挡环是为了控制限位开关而设制的，内挡环由两个或两个以上的内挡块拼接组合而成的圆环形结构，一般为四个内挡块相互连接而成，其内挡环的外周直径与主体的中间球体连接阀座腔的内挡环凹槽的内直径相同，其内周直径与上阀座的小圆环的外直径相同；而内挡环的内直径与上阀座的小圆环外直径相等，汽驱井口油管内防喷专用工具的旋塞阀装配完成后，其内挡环的下侧面与限位开关的小角弧面相靠连；隔环为圆环形结构，而其外挡环由两个或两个以上的外挡块拼接组合而成的圆环形结构，一般为四个外挡块相互连接而成，其外挡环的外周直径与主体的外挡环凹槽的内直径相同，其内周直径大于上阀座的大圆环的内直径，其外挡环中间内周面上有挡圈槽；汽驱井口油管内防喷专用工具的旋塞阀的母扣结构，根据汽驱井口作业需要及汽驱井口油管的规格，可直接连接提升短节或直接连接汽驱井口油管，也可连接接头，再通过接头连接汽驱井口油管或通过接头连接提升短节，具体根据实际汽驱井口作业需要及汽驱井口油管的规格确定，当然其母扣结构的规格大小也根据具体的要求相适应来确定；其提升短节为空心圆管结构，其一端为管头，另一端为管尾，中间为管体，管头、管尾、管体的中心线在同一直线上，其管头的外直径大于管体的外直径，管头的内直径大于管体的内直径，管尾的内直径与管体的内直径相同，管头为母扣结构，即管头内壁为母螺蚊结构，而管尾为公扣结构，其外周面有公螺蚊结构，其公螺蚊结构的规格根据具体需要设定，即将公扣结构连接安装于旋塞阀的主体的母扣结构上相互吻合连接，其提升短节母扣结构根据具体需要连接安装汽驱井油管或其它公扣结构，其根据汽驱井油管或其他连接公扣结构的规格来设定其规格，以使其适合连接安装于汽驱井油管及其他连接公扣结构上相互吻合连接，汽驱井油管内防喷专用工具的旋塞阀的外连接型式为汽驱井油管右旋或左旋螺纹，根据其规格可连接各部对应规格的汽驱井油管，即其汽驱井油管内防喷工具的外连接形式为汽驱井油管右旋或左旋螺纹；这样，先就将O型密封圈连接于下阀座的密封凹槽内，把波形弹簧装进主体的中间球体连接阀座腔内，把下阀座安装于主体内，使下阀座的小圆环形结构安装进主体的下阀座腔内，使其波形弹簧两端分别与主体的中间球体连接阀座腔的内口面及下阀座的大圆环形结构的内口面连接，将限位开关通过主体中间球体连接阀座腔内开关孔安装连接，其限位开关的转体的密封凹槽上嵌入O型密封圈，限位开关的转体的外周面与主体中间球体连接阀座腔开关孔的内周面相靠连，其开关内六角孔敞口向外，其内顶扣、中间限位盘安装在其主体中间球体连接阀座腔内，再将球体从主体的上端口内放入中间球体连接阀座腔内，其球体外表的凹槽插入限位开关公扣中相互吻合连接，再将内挡环安装进中间球体连接阀座腔内壁上的内挡环凹槽内，其内挡环的内侧面与限位开关的内环的小角弧的周面相靠连，其主体的中间球体连接阀座腔的开关孔上侧的中间球体连接阀座腔的内壁周面上的密封圈凹槽上嵌入O型密封圈，其把上阀座套入主体的中间球体连接阀座腔内，其内口面上的密封圈与球体的球形周面相靠连，其小圆环的外周面与内挡环的内周面相靠连，再将外挡环安装进外挡环凹槽内，中间套入隔环，使隔环紧压于上阀座上，将弹性挡圈嵌入外挡环的内周面的挡圈凹槽内，使上阀座挡在中间球体连接阀座腔内；汽驱井口油管内防喷专用工具的旋塞阀就装配完成，形成完整的汽驱井口油管内防喷专用工具的旋塞阀；汽驱井口油管内防喷专用工具的旋塞阀采用经耐腐蚀耐冲刷特殊处理的球阀结构，因而其耐腐蚀、耐冲刷，且开关力距小；油管旋塞阀靠波形弹簧的弹力使金属球与上下阀座的密封面紧密贴合，建立起初始密封，并在介质的压力作业下实现助封；阀的球体与上、下阀座之间采用硬质合金钢性密封，其油管旋塞阀使用寿命长；独特的内定位结构由数控设备控制加工精度，其能保证开关过程中旋转不会超过90度，确保阀处于全开或全关的位置，其开启和关闭采用手动方式，使用专用扳手旋转90度即实现开关，其密封件均为耐高温材料制成，具有结构紧凑，开关轻便，密封可靠，使用安全、耐高温、耐高压、环境适应性强；而其限位开关的转体不突出于油管旋塞阀主体的周面外，通过内六角转动其转体，采用了内置式开关；当汽驱井口发生溢流或其它异常需要关闭汽驱井油管时，将汽驱井油管内防喷专用工具的旋塞阀的母扣结构安装连接于汽驱井油管口上，由于汽驱井通常的温度、压力都很高，其汽驱井油管内防喷专用工具耐高温、耐高压，正适用于汽驱井油口的作业，用来控制汽驱井油管内流，在发生井喷时，一方面用井口防喷器组封闭汽驱井进口环形空间，同时根据需要情况关闭汽驱井油管内防喷专用工具的旋塞阀，从而其控制汽驱井油管内流，又由于其采用了内置式开关，结构合理，其汽驱井油管内防喷专用工具就适用于汽驱井口作业，其耐高温球形密封，而且其外形结构为内置式开关，从而达到本发明的目的。