[发明专利]油井断杆防喷装置

说明书

技术领域

本发明涉及油井断杆防喷装置。

背景技术

目前油田游梁式抽油机抽油均采用光杆上下往复运动将石油举升到地面，在实际生产中光杆的上部与悬绳器相连接的地方会因为疲劳而产生断裂的情况。一旦光杆断裂就会竖直下落掉入井管之中，随后由于井内回压压力就会使含石油的井液从井口喷出造成井喷的重大事故。为了防止光杆断裂后造成井喷事故，人们也想了很多自动封堵的办法，比如公告号CN2440974Y的名为抽油井断光杆密封器，平常光杆正常运行时，钢球一端顶着光杆，另一端受弹簧的推力，当光杆断裂后，钢球受弹簧弹力向光杆一侧运动，并在油液压力作用下迅速顶入光杆活动室的顶部空间，将顶部通道密封，防止井喷事故的发生。但是在光杆未断裂的时候，理论状态下钢球和光杆是滚动摩擦，实际上由于受弹簧弹力挤推和油污的影响，钢球并不会转动，造成钢球和光杆二者之间因摩擦造成损坏。由于光杆每天往复运行达到上万次，光杆与钢球之间的磨损就会非常厉害。不是光杆被光球磨损而使之与井口密封件（盘根）无法良好密封，就是光杆将钢球磨出豁口，在一旦发生井喷时井液仍然会从豁口喷出，因此达不到封堵井喷的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供油井断杆防喷装置，能够有效解决现有抽油井断杆防喷装置存在损坏光杆或者密封钢球因为磨损而无法达到密封效果的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：油井断杆防喷装置，包括与盘根盒对接的壳体，所述壳体上开有供光杆穿过的通孔，所述壳体内设有与通孔相通的封堵腔，所述封堵腔内设有封堵通孔的钢球，所述钢球后方的封堵腔内设有将钢球弹出的第一弹性部件，所述壳体内设有当光杆正常运行时阻止钢球与光杆接触的控制装置。

优选的，所述控制装置包括设置在光杆和钢球之间的防磨块，所述防磨块上设有供光杆穿过的中孔；在光杆未发生断裂时将光杆与钢球隔离开防止磨损。

进一步，所述防磨块的后部上下两端分别开有使中孔与防磨块后部所在封堵腔相通的第一导流槽；所述防磨块的前部开有使中孔与防磨块前部所在封堵腔相通的第二导流槽；当中孔与通孔重合面积越来越小时，下方通孔上来的油将会经过下方的第一导流槽流入右侧的腔室内，然后再通过上方的第一导流槽流向上方通孔，此时将会给防磨块一个推力，抵消因中通孔与上下通孔重合面积减小而带来的阻力，便于防磨块将位置让出使钢球能封堵井口，第二导流槽使防磨块头部的封堵腔内压力能和油井内压力平衡，防止防磨块头部所在封堵腔内压力过大妨碍防磨块移动。

进一步，所述防磨块后部内设有伸入到中孔内与光杆接触的第一滚轮，所述中孔后方的防磨块上设有容纳第一滚轮的凹槽，所述防磨块由左块和右块组成，所述左块和右块上均开有供第一滚轮轴穿过的沉孔，所述第一滚轮轴沿轴线左右两端均开有螺纹孔；设置为滚动摩擦，减小磨损，在第一滚轮轴上开螺纹孔，既可以固定滚轮，又可以将左块和右块固定住，同时沉孔可以方便将螺栓头部藏在其中。

可选的，所述通孔的下部设有防止漏油的密封圈，所述控制装置包括侧壁上设有一圈与封堵腔相适配凸台的推杆，所述推杆设置在钢球与第一弹性部件之间，所述封堵腔内设有台阶，所述推杆、凸台、台阶和封堵腔侧壁围成封闭的压力室，所述壳体上开有使压力室与密封圈下方通孔相通的压力通道，所述第一弹性部件压缩时对推杆产生的推力与进入压力室内油液对凸台产生推力相等，所述第一弹性部件压缩时推杆前端距离光杆的距离大于钢球的直径；利用井内的压力来抑制钢球的推入，在光杆正常工作时，钢球处于自由状态，不会与光杆产生摩擦，在光杆断裂后，因为失压推球组件将把钢球推出封堵通孔，有效的避免井喷事故的发生。

可选的，所述控制装置包括设置在壳体内与通孔相通的控制腔、穿设进封堵腔的销钉、设置在控制腔内控制销钉撤出封堵腔的触发机构；利用触发机构与光杆接触，通过控制销钉来调整钢球射出时机。

进一步，所述销钉设置在控制腔与封堵腔之间的阶梯孔内，所述阶梯孔开口较小的一端与封堵腔相通，所述阶梯孔开口较大的一端与控制腔相通，所述销钉中部设有定位凸檐，所述定位凸檐与阶梯孔内的阶梯之间设有第二弹性部件；利用销钉伸入封堵腔来阻止钢球运行，同时在触发机构动作后销钉能撤出封堵腔，让钢球能及时进入通孔封堵。

进一步，所述触发机构包括设置在控制腔内的杠杆、设置在杠杆一端与光杆接触的第二滚轮、设置在杠杆另一端顶住销钉头部的阻挡板；通过杠杆原理控制销钉来达到控制钢球的目的，使用滚轮能有效提高本装置的寿命同时保护光杆不被磨损。