專利名稱：井控帶壓換閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種井控作業(yè)的裝置，特別涉及一種井控帶壓換閥的裝置。
技術(shù)背景石油行業(yè)的采油、采氣樹，在現(xiàn)場長期使用的過程中，由于設(shè)備的質(zhì)量、性能及密 封件的老化，以及井內(nèi)流體中的H2S和C02含腐蝕性的物質(zhì)會加大對閥門的腐蝕、磨損，以致 造成閥門的滲漏，閥門的螺桿、螺母長期使用的磨損都可能造成損壞，在這種情況下就必須 更換(檢修)閥門。在過去的數(shù)十年中，油氣田在采油(氣)樹發(fā)生總閥門損壞后的換閥作業(yè)，往往都是采 用安裝井架，以及進行這項工作配套的一系列輔助設(shè)施。上一套鉆井設(shè)備采取壓井的方法， 通過相應(yīng)的設(shè)備向井內(nèi)注入一定比重的泥漿，使井內(nèi)壓力與液柱壓力平衡后，才能進行更換 或檢修閥門。這種傳統(tǒng)方法需要大量的人力、物力、財力和時間。在國外，為了解決閥門損壞的更換(檢修)問題，是在油管褂上設(shè)計了一個叫BPV閥的 聯(lián)接口，當(dāng)總閥損壞時用一種專用工具，可以在常壓情況下去堵塞(送入)或取出的辦法來 完成對總閥的更換(檢修)工作。但是，由于長期生產(chǎn)過程中的磨損，以及流體中的H2S和 C02的腐蝕性物質(zhì)的腐蝕，也會出現(xiàn)油管褂內(nèi)的BPV閥螺紋磨損、腐蝕和封閉不嚴而產(chǎn)生滲漏 ，而使BPV閥無法安裝其它專用裝置的安裝基礎(chǔ)以及密封之處無法封堵井內(nèi)流體壓力。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)不易更換油氣田井口設(shè)備損壞的閥門或更換過程費時 、費力、財物耗費大的問題，提供一種井控帶壓換閥裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、既經(jīng) 濟又節(jié)約操作時間和人工的優(yōu)點。本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)井控帶壓換閥裝置，包括液壓操控系統(tǒng)，可設(shè)置在井口上方的底架總成；設(shè)置在底架總 成上方并與之連接的舉升液壓支架，舉升液壓支架的上端連接有橫梁，舉升液壓支架與液壓 操控系統(tǒng)連接；設(shè)置在舉升液壓支架上方的堵塞器總成，堵塞器總成包括有穿過舉升液壓支架的橫梁的提升桿以及套在提升桿外的堵塞桿外殼，提升桿的下端外套有密封環(huán)；套裝在堵 塞桿外殼外的自封頭總成；連接在自封頭總成的下端并與之相通的雙法蘭短節(jié)總成。所述堵塞器總成安裝在橫梁上，還包括可安裝在橫梁上的支架螺栓，連接在支架螺栓之 間的小橫梁，上端穿過小橫梁并由固定螺母安裝在小橫梁上的堵塞器機體，設(shè)置在堵塞器機 體下部的提升液缸，提升液缸下端通過卡箍總成與提升桿的上端可拆卸連接，提升液缸與液 壓操控系統(tǒng)連接，提升桿上部設(shè)置有螺紋，該螺紋外套有與其相匹配的扶正螺母。所述底架總成包括支撐絲桿，設(shè)置在支撐絲桿上端并與之連接的支撐板，支撐板上面設(shè) 置有補芯板，補芯板上面設(shè)置有小壓板，支撐板的邊沿設(shè)置有穿過小壓板的調(diào)整螺栓，小壓 板中部開有可調(diào)節(jié)孔徑的穿孔。所述雙法蘭短節(jié)總成的下端法蘭上安裝有與自封頭總成相通的導(dǎo)管和壓力監(jiān)控表。 所述舉升液壓支架的下端與底架總成的上端面為可轉(zhuǎn)動連接，并配備有液缸支撐架。 所述堵塞桿外殼的下部且位于密封環(huán)的上方處設(shè)置有直徑小于其桿徑的頸狀交手聯(lián)接處 ，上述小壓板中部的穿孔的孔徑與該交手聯(lián)接處的直徑相匹配。本實用新型采用在井口油管褂上方設(shè)置底架總成，將舉升液壓支架安裝在其上面，再將 堵塞器總成安裝在舉升液壓支架的橫梁上面，通過堵塞器總成的提升液缸將提升桿提起，使 其下部的密封環(huán)膨脹堵住油管褂的內(nèi)徑，通過自封頭總成和雙法蘭短節(jié)總成使提升桿外部的 堵塞桿外殼被密封，通過雙法蘭短節(jié)總成上的壓力監(jiān)控表監(jiān)測堵塞壓力與井底壓力之間的大 小關(guān)系?？梢?，采用上述結(jié)構(gòu)的本實用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以很方便將油管褂內(nèi)徑封堵住 ，將井底壓力傳送到底架總成和提升桿的密封環(huán)上，然后可以方便地拆卸掉與油管褂直接連 接的損壞閥門，實現(xiàn)快速、節(jié)約、經(jīng)濟地更換閥門，并具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便的優(yōu)點，可 適用于油氣田的井口進行帶壓更換損壞閥門的作業(yè)中。


圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中的堵塞器總成的上部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型堵塞住井口后的換裝示意圖；圖4是本實用新型中的舉升液壓支架和堵塞器總成的下部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本實用新型堵塞住井口后的換裝示意圖；圖中標(biāo)號，l是堵塞器總成，2是自封頭總成，3是雙法蘭短節(jié)總成，4是底架總成，5是 五號閥門，6是二號閥門，7是油管褂，8是三號閥門，9是六號閥門，IO是一號閥門，ll是四號閥門，12是導(dǎo)管，13是壓力監(jiān)控表，14是橫梁，15是扶正螺母，16是卡箍總成，17是支架 螺栓，18是固定螺母，19是小橫梁，20是安裝螺母，21是舉升液壓支架，22是堵塞桿外殼， 23是密封環(huán)，24是提升桿，25是提升液缸，26是液缸支撐架，27是交手聯(lián)接處，28是補芯板 ，29是支撐絲桿，30是小壓板，31是堵塞器機體。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，井控帶壓換閥裝置包括堵塞器總成l、舉升液壓支架21、自封頭總成2、雙 法蘭短節(jié)總成3、可設(shè)置在油管褂7上的底架總成4和液壓操控系統(tǒng)。底架總成4包括設(shè)置在油管褂7周圍的數(shù)根支撐絲桿29，以及設(shè)置在支撐絲桿29上端并與 之連接的支撐板，支撐板上面設(shè)置有補芯板28，補芯板28上面設(shè)置有小壓板30，支撐板的邊 沿設(shè)置有穿過小壓板30的調(diào)整螺栓，小壓板30中部開有可調(diào)節(jié)孔徑的穿孔。兩根舉升液壓支架21與底架總成4的上端面可轉(zhuǎn)動連接，舉升液壓支架21的上端具有螺 紋，穿過橫梁14的兩端，由安裝螺母20與橫梁14安裝在一起。舉升液壓支架21與液壓操控系 統(tǒng)連接并受其控制。雙法蘭短節(jié)總成3是兩端具有法蘭的一節(jié)短管，其下端法蘭上安裝有與自封頭總成2相通 的導(dǎo)管12和壓力監(jiān)控表13。雙法蘭短節(jié)總成3的上端法蘭與自封頭總成2連通，自封頭總成2是由殼體及設(shè)置在殼體 內(nèi)的活塞、膠芯、底壓板、密封件、吊環(huán)等零件組成。如圖l、圖2、圖4所示，堵塞器總成1可拆卸安裝在橫梁14的中部。堵塞器總成l包括有 穿過橫梁14中部的提升桿24以及套在提升桿24外的堵塞桿外殼22，提升桿24的下端外套有密 封環(huán)23。橫梁14上安裝有堵塞器總成1的支架螺栓17，支架螺栓17之間連接有小橫梁19。堵 塞器總成1還包括上端穿過小橫梁14并由固定螺母18安裝在小橫梁14上的堵塞器機體31，以 及設(shè)置在堵塞器機體31下部的提升液缸25，提升液缸25的下端通過卡箍總成16與提升桿24的 上端可拆卸連接，提升液缸25與液壓操控系統(tǒng)連接，提升桿24上部設(shè)置有螺紋，該螺紋外套 有與其相匹配的扶正螺母15，堵塞桿外殼22的下部且位于密封環(huán)23的上方處設(shè)置有直徑小于 其桿徑的頸狀交手聯(lián)接處27，上述小壓板30中部的穿孔的孔徑與該交手聯(lián)接處27的直徑相匹 配。為便于在換閥作業(yè)中將舉升液壓支架21傾斜以取下自封頭總成2和雙法蘭短節(jié)總成3，井 控帶壓換閥裝置還配備有液缸支撐架26。本實用新型的工作場合及工作原理如下如圖1所示，在油氣田的井口作業(yè)中，如四號閥門ll損壞需要更換，可以關(guān)閉一號閥門IO進行作業(yè)；如五號閥門5損壞需要更換，可以關(guān)閉二號閥門6進行作業(yè)；如六號閥門9損壞需要更換，可以關(guān)閉三號閥門8進行作業(yè)?？墒侨绻惶栭y門IO、 二號閥門6、三號閥門8損 壞需要更換時，由于這三個閥門都直接與油管褂7連接，也就是直接與井底壓力相通，則必 須采取措施才能更換，這時本實用新型的井控帶壓換閥裝置就可以派上用場，特別適用于帶 壓換取一號閥門IO。作業(yè)時，利用套管頭的上端面閥蘭和連接螺栓安裝聯(lián)接補芯板28，組裝支撐板、支撐絲 桿29、小壓板30等零部件構(gòu)成底架總成4。調(diào)整支撐絲桿29到位、鎖緊固定，就形成了工作 平臺，而工作平臺與井口設(shè)備套管頭成為一個整體結(jié)構(gòu)，與井口成水平狀態(tài)，支撐絲桿29分 散了工作平臺和其他部件的重量，并保持了工作平臺的穩(wěn)固和平衡。將與液壓操控系統(tǒng)連接的舉升液壓支架21安裝在支撐板上，使其與支撐板保持垂直的固 定位置，穿好基座固定插銷使其上述的垂直狀態(tài)。將橫梁14兩端的穿孔扣入舉升液壓支架21 的上端螺紋處，用安裝螺母20旋入該螺紋，使橫梁14安裝在舉升液壓支架21上部。將堵塞器總成1的提升桿24及其外部的堵塞桿外殼22—起向下穿過連通的自封頭總成2、 雙法蘭短節(jié)總成3，雙法蘭短節(jié)總成3的下端法蘭與四號閥門11的上端法蘭連接，提升桿24及 其外部的堵塞桿外殼22插入至四號閥門11關(guān)閉的上閥板處。開啟液壓操控系統(tǒng)，通過雙法蘭 短節(jié)總成3的導(dǎo)管12向自封頭總成2注入液體加壓，自封頭總成2充壓抱住堵塞桿外殼22及提 升桿24并扶正，扶正后操控舉升液壓支架21至垂直于支撐板狀態(tài)，并根據(jù)情況舉升或下降其 位置。把堵塞器總成1的支架螺栓17安裝在橫梁14上，將堵塞器總成1的其它部件安裝在橫梁14 上方。提升桿24的上端向上穿過橫梁14的中部，用扶正螺母15連接牢固后。 然后進行如下操作① 、操縱換向閥打開自封頭總成2，向自封頭總成2內(nèi)灌滿清水，然后向自封頭總成2力口 壓，抱住堵塞桿外殼22;② 、從雙法蘭短節(jié)總成3的壓力表考克處，向四號閥門ll上部容積充壓，觀察壓力監(jiān)控 表13的讀數(shù)，使四號閥門ll上部壓力略大于下部壓力(即油管內(nèi)的壓力)；③ 、緩慢開啟四號閥門，觀察雙法蘭短節(jié)總成3的壓力監(jiān)控表13的壓力讀數(shù)，調(diào)整自封 頭總成2的控制壓力與井口上頂壓力的平衡，而且不影響提升桿24上下移動的靈活性；④ 、用卡箍總成16將提升桿24的上端部與提升液缸25聯(lián)接，松開扶正螺母15; 、舉升液壓支架21緩慢向下移動至套管頭油管褂7內(nèi)的適當(dāng)位置，這時應(yīng)注意測量和觀察堵塞器膠筒到達油管褂內(nèi)進行堵塞的確切位置；◎、用手動液壓泵向提升液缸25加壓，提升桿24向上移動使密封環(huán)23擴漲密封住油管褂 7，旋緊(鎖緊)提升桿24上端的扶正螺母15;⑦、從雙法蘭短節(jié)總成3的壓力表考克處緩慢泄壓，觀察壓力監(jiān)控表13的變化來確定堵 塞器的密封可靠性，確認雙法蘭總成3的壓力完全泄荷后，壓力監(jiān)控表13無壓力顯示的前提 下方可進入下一步的工序。然后進行閥門的拆卸更換作業(yè)① 、更換損壞的一號閥門10之前，泄掉自封頭總成2的內(nèi)在控制壓力。② 、拆卸一號閥門IO與油管帽的聯(lián)接螺拴。③ 、連同一號閥門ll、雙法蘭短節(jié)總成3、自封頭總成2向上緩慢起吊，當(dāng)露出堵塞桿外 殼22的交手聯(lián)接處27時，固定不動。④ 、小壓板30夾住堵塞桿外殼22的交手聯(lián)接處27，將其聯(lián)接壓緊在補芯板28的上端面。 若補芯板28的上端面和小壓板30的下端面存在間隙，根據(jù)實際情況調(diào)整，通過調(diào)整支撐板上 的調(diào)整螺栓的螺母來消除間隙達到壓緊，把井下的上頂力傳遞到小壓板30上。在這種狀態(tài)下，舉升液壓支架21、堵塞器總成l穩(wěn)定不動，不得采用堵塞器總成l軸向上 下移動的方法調(diào)整間隙，只能采取調(diào)節(jié)螺母消除間隙，小壓板30必須牢固聯(lián)接壓緊在補芯板 28的端面上。 、拆卸堵塞器總成1的提升桿24的上端部與橫梁14之間的聯(lián)接螺母32，該螺母位于扶 正螺母15下面，舉升液壓支架21向上移動使堵塞器總成1的上部分和橫梁14脫離至適當(dāng)位置 ，偏轉(zhuǎn)舉升液壓支架21和橫梁14，使舉升液壓支架21偏移垂直線30。位置。◎、卸掉堵塞器總成l的上部分組件，松開卡箍總成16，使之與提升桿24分離，然后卸掉 提升桿24與橫梁14的聯(lián)接螺母32。⑦ 、將舉升液壓支架21向上升起，使橫梁14脫離堵塞器總成l的外殼10mm以上。⑧ 、將舉升液壓支架21和橫梁14慢慢傾倒在液缸支撐架26上(垂直偏移3(T位置固定)⑨ 、取下(吊出)已拆離油管褂的一號閥門IO、四號閥門11和自封頭總成2、雙法蘭短 節(jié)總成3。拆卸過程全部完成。離線維修或更換工作完成后進入下一步安裝程序。 最后進行新閥的換裝作業(yè)1)準(zhǔn)備好經(jīng)過試壓檢驗合格的新閥門，檢驗壓力應(yīng)是該井實際壓力的1.5倍。2) 將堵塞器桿套入到新的閥門與自封頭總成2和雙法蘭短節(jié)總成3內(nèi)。3) 扶正舉升液壓支架21和橫梁14，并把提升桿24上的聯(lián)接螺母32與堵塞器總成1的上部 分連接好。4) 操作舉升液壓支架21緩慢下行，在交手聯(lián)接處27位于小壓板30位置時，感覺到松弛 后停止，并撤下小壓板30。5) 下放新閥門和自封頭總成2、雙法蘭短節(jié)總成3并與油管帽法蘭聯(lián)接密封好；將新閥 門下端面法蘭和油管帽上端面法蘭的螺栓聯(lián)接牢固，確保無滲漏。6) 向自封頭總成2內(nèi)充壓讓自封頭總成2密封住堵塞桿外殼22。7) 向雙法蘭短節(jié)總成3的下端法蘭上的導(dǎo)管12充壓至自封頭總成2內(nèi)的壓力與井內(nèi)壓力 平衡，檢査閥門法蘭聯(lián)接密封是否良好。8) 微微上下活動提升桿24后向提升液缸25充壓提升并卸松扶正螺帽15讓堵塞器總成1解 封(是否解封可通過從雙法蘭短節(jié)總成3上卸壓的壓力監(jiān)控表13上觀察到)。9) 向自封頭總成2內(nèi)充壓，讓自封頭總成2抱住并密封堵塞桿外殼22，提升液缸25緩慢 加壓向上移動，密切觀察雙法蘭短節(jié)總成3的壓力監(jiān)控表13的讀數(shù)變化，松開扶正螺母15， 下放提升液缸25，使密封環(huán)23恢復(fù)，消除堵塞器總成1對油管褂7內(nèi)孔的擴漲力，注意調(diào)整自 封頭總成2壓力與井口上頂壓力的平衡，而且不影響堵塞器總成l上下移動的靈活性。10) 加壓使舉升液壓支架21緩慢上升至提升桿24位于閥門閘板之上端部，關(guān)閉閥門，從 雙法蘭短節(jié)總成3上泄壓至零后拆卸提升液缸25與堵塞器總成1的卡箍總成16，拆下橫梁14上 的聯(lián)接螺母32，舉升液壓支架21傾斜于垂直線30。固定。11) 打開自封頭總成2，提出(吊出)堵塞器總成l。12) 按順序分別拆除專用設(shè)備各部件。13) 安裝采油(氣)樹上部的閥門組。14) 在總閥關(guān)閉的情況下，分別對上部聯(lián)接進行試壓，合格后交付使用。
權(quán)利要求1. 井控帶壓換閥裝置，包括液壓操控系統(tǒng)，其特征在于還包括，可設(shè)置在井口上方的底架總成(4)；設(shè)置在底架總成(4)上方并與之連接的舉升液壓支架(21)，舉升液壓支架(21)的上端連接有橫梁(14)，舉升液壓支架(21)與液壓操控系統(tǒng)連接；設(shè)置在舉升液壓支架(21)上方的堵塞器總成(1)，堵塞器總成(1)包括有穿過舉升液壓支架(21)的橫梁(14)的提升桿(24)以及套在提升桿(24)外的堵塞桿外殼(22)，提升桿(24)的下端外套有密封環(huán)(23)；套裝在堵塞桿外殼(22)外的自封頭總成(2)；連接在自封頭總成(2)的下端并與之相通的雙法蘭短節(jié)總成(3)。
2.權(quán)利要求2如權(quán)利要求l所述井控帶壓換閥裝置，其特征在于所述堵塞器總 成(1)安裝在橫梁(14)上，還包括可安裝在橫梁(14)上的支架螺栓(17)，連接在支 架螺栓(17)之間的小橫梁(19)，上端穿過小橫梁(14)并由固定螺母(18)安裝在小橫 梁(14)上的堵塞器機體(31)，設(shè)置在堵塞器機體(31)下部的提升液缸(25)，提升液 缸(25)下端通過卡箍總成(16)與提升桿(24)的上端可拆卸連接，提升液缸(25)與液 壓操控系統(tǒng)連接，提升桿(24)上部設(shè)置有螺紋，該螺紋外套有與其相匹配的扶正螺母( 15)。
3.權(quán)利要求3如權(quán)利要求2所述井控帶壓換閥裝置，其特征在于所述底架總成 (4)包括支撐絲桿(29)，設(shè)置在支撐絲桿(29)上端并與之連接的支撐板，支撐板上面 設(shè)置有補芯板(28)，補芯板(28)上面設(shè)置有小壓板(30)，支撐板的邊沿設(shè)置有穿過小 壓板(30)的調(diào)整螺栓，小壓板(30)中部開有可調(diào)節(jié)孔徑的穿孔。
4.權(quán)利要求4如權(quán)利要求3所述井控帶壓換閥裝置，其特征在于所述雙法蘭短 節(jié)總成(3)的下端法蘭上安裝有與自封頭總成(2)相通的導(dǎo)管(12)和壓力監(jiān)控表(13)5如權(quán)利要求4所述井控帶壓換閥裝置，其特征在于所述舉升液壓 支架(21)的下端與底架總成(4)的上端面為可轉(zhuǎn)動連接，并配備有液缸支撐架(26)。6如權(quán)利要求5所述井控帶壓換閥裝置，其特征在于所述堵塞桿外 殼(22)的下部且位于密封環(huán)(23)的上方處設(shè)置有直徑小于其桿徑的頸狀交手聯(lián)接處( 27)，上述小壓板(30)中部的穿孔的孔徑與該交手聯(lián)接處(27)的直徑相匹配。
專利摘要井控帶壓換閥裝置，屬于一種井控作業(yè)的裝置，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)不易更換油氣田井口設(shè)備損壞的閥門或更換過程費時、費力、財物耗費大的問題，包括液壓操控系統(tǒng)，可設(shè)置在井口上方的底架總成；設(shè)置在底架總成上方并與之連接的舉升液壓支架，舉升液壓支架的上端連接有橫梁，舉升液壓支架與液壓操控系統(tǒng)連接；設(shè)置在舉升液壓支架上方的堵塞器總成，堵塞器總成包括有穿過舉升液壓支架的橫梁的提升桿以及套在提升桿外的堵塞桿外殼，提升桿的下端外套有密封環(huán)；套裝在堵塞桿外殼外的自封頭總成；連接在自封頭總成的下端并與之相通的雙法蘭短節(jié)總成?？蛇m用于油氣田的井口進行帶壓更換損壞閥門的作業(yè)中。
文檔編號E21B23/06GK201087709SQ20072020089
公開日2008年7月16日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者王伸龍, 王鵬程, 秦世寬, 勇 黃 申請人:廣漢川油井控裝備有限公司