專利名稱：適用于失控油氣井的搶裝止回閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種適用于失控油氣井的搶裝止回閥裝置，用于石油天然氣鉆井過程中發(fā)生井噴 失控的初期搶裝止回閥，屬于鉆井過程的井控設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在鉆井過程中，由于地下油氣儲(chǔ)集層的儲(chǔ)量不能在地面完全掌握， 因此，在實(shí)施鉆井工程的過程中，遇到儲(chǔ)量和壓力較大的儲(chǔ)集層時(shí)，就會(huì)發(fā)生井涌，對(duì)井涌 處置不當(dāng)，或者處理不及時(shí)，還會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的井噴事故，甚至造成對(duì)設(shè)備和人員的嚴(yán)重傷 害；當(dāng)發(fā)生井涌的初期，或者井噴噴勢(shì)較弱時(shí)，為了控制更嚴(yán)重的井涌或者井噴，現(xiàn)場(chǎng)操作 人員通常能夠靠近井口，采用簡(jiǎn)易的工具成功的搶裝止回閥；但是，如噴勢(shì)較大時(shí)，操作人 員就無法靠近井口，特別是在有硫化氫的天然氣井口，一旦發(fā)生井下氣體涌出井口，就不能 靠近井口搶裝止回閥，結(jié)果必然會(huì)造成井噴失控的嚴(yán)重勢(shì)態(tài)；目前，由于沒有專用的遠(yuǎn)距離 遙控?fù)屟b止回閥裝備，一旦發(fā)生上述情況，由于井下壓力較大，瞬間就使井口周邊陷入嚴(yán)重 危險(xiǎn)狀態(tài)，即使操作人員為了保護(hù)財(cái)產(chǎn)，在有防護(hù)的情況下，冒險(xiǎn)到井口也無法完成搶裝止 回閥的任務(wù)，因此，一旦發(fā)生井噴，就會(huì)造成嚴(yán)重井噴失控或者著火災(zāi)難性事件，事故帶來 的損失也是十分慘重的，有的事故不但造成經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成人員的傷亡事件，對(duì)周邊環(huán) 境的污染也會(huì)十分嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決在發(fā)生井涌或者井噴初期及時(shí)搶裝止回閥的問題， 采用預(yù)先設(shè)置，及時(shí)啟動(dòng)的方案，設(shè)計(jì)了一種可以在發(fā)生井涌或者井噴初期立即使用的適 用于失控油氣井的搶裝止回閥裝置。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括行走機(jī)構(gòu)、升降伸縮機(jī)構(gòu)和搶裝機(jī)構(gòu)， 其特征在于行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu)的升降柱10的下端，搶裝機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī) 構(gòu)的伸縮臂7的前端；行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在齒輪箱15中，行走機(jī)構(gòu)由液馬達(dá)20、齒輪軸16、行走齒輪17、軌道 18和軌道齒條19組成，行走齒輪17與軌道齒條19相咬合，軌道齒條19設(shè)置在軌道18中 間的凹槽內(nèi)，液馬達(dá)20通過齒輪軸16與行走齒輪17結(jié)合，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu) 的下端；升降伸縮機(jī)構(gòu)由升降柱10、伸縮臂7構(gòu)成，在升降柱10上設(shè)置有升降軌道12，伸 縮臂7的前端連接搶裝機(jī)構(gòu)，伸縮臂7的后端裝在伸縮軌道8內(nèi)，伸縮軌道8的尾端安裝在 升降軌道12內(nèi)，伸縮軌道8由升降液缸14推動(dòng)；搶裝機(jī)構(gòu)由旋緊裝置和頂針裝置組成，旋緊裝置由蝸桿液馬達(dá)22和蝸桿6構(gòu)成， 旋緊裝置由旋緊短接4和渦輪5構(gòu)成，渦輪5套裝在旋緊短接4的外圓上，渦輪5的齒與蝸 桿6的齒相嚙合，旋轉(zhuǎn)短接4的中間是貫通的通孔，在旋轉(zhuǎn)短接4的下端設(shè)置有連接絲扣； 頂針裝置包括小液缸1、連接臂2和頂針3，頂針3的上端由連接臂2與小液缸1連接，頂針 3的下端穿過旋轉(zhuǎn)短接4 ；
3[0009]所述軌道18由螺栓設(shè)置在鉆臺(tái)上；所述行走齒輪17是由液馬達(dá)20帶動(dòng)的；所述行走機(jī)構(gòu)的齒輪箱15的上端與升降伸縮機(jī)構(gòu)的升降柱10連接，下端扣在軌 道18的兩邊；所述頂針裝置固定連接在旋緊裝置的前端；所述旋轉(zhuǎn)短接4中間通孔的直徑與止回閥13相適應(yīng)；使用時(shí)，先在鉆臺(tái)上設(shè)定安裝位置，然后將升降柱10固定在鉆臺(tái)上，然后將本裝 置退至后端，并事先在旋轉(zhuǎn)短接4的絲扣上連接好止回閥13，以備使用；在發(fā)生井噴時(shí)，操 作人員立即離開井口，通過遠(yuǎn)程液壓控制操作，行走齒輪17在軌道齒條19上運(yùn)動(dòng)，使本裝 置行走至轉(zhuǎn)盤邊緣，再控制升降液缸14和伸縮液缸9將止回閥13送至井口的正上方，然后 由升降液缸14向下移動(dòng)將止回閥與井口鉆具的螺紋對(duì)接后啟動(dòng)旋緊機(jī)構(gòu)，由于止回閥13 的閥門在頂針3的擠壓下是打開的，所以將止回閥13移動(dòng)到鉆具上方時(shí)，井下噴出的液體 可以通過，然后啟動(dòng)升降液缸14向下加壓，再啟動(dòng)蝸桿6和渦輪5，帶動(dòng)旋緊短接4旋轉(zhuǎn)，完 成對(duì)止回閥13的上扣任務(wù)后，啟動(dòng)頂針裝置的小液缸1向上升，頂針3退出止回閥13，使止 回閥13的閥門關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)控制油氣的噴流。本實(shí)用新型的有益效果和優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置的失控井搶裝止回閥裝置是在遠(yuǎn)距離控制 下有液壓完成工作的，所以，操作人員可以遠(yuǎn)離井口操作，可以降低搶險(xiǎn)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)；由于 本實(shí)用新型的裝置是在事先安裝在井口的，所以當(dāng)井噴失控發(fā)生后，人員可以盡快離開井 口，并操作本裝置實(shí)施井控程序，可以快速阻止事故的蔓延和擴(kuò)大，防止人員傷亡，減少財(cái) 產(chǎn)損失、環(huán)境污染，由于能夠快速控制井噴失控，還可以有效的保護(hù)地下的油氣資源。

圖1是本實(shí)用新型的局部剖視正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型圖1的右側(cè)局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的實(shí)施例本實(shí)用新型包括行走機(jī)構(gòu)、升降伸縮機(jī) 構(gòu)和搶裝機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)由液馬達(dá)20、齒輪軸16、行走齒輪17、軌道18和軌道齒條19組成， 行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu)的下端，軌道18由螺栓設(shè)置在鉆臺(tái)上，軌道18的中間有一道 凹槽，軌道齒條19設(shè)置在凹槽內(nèi)，由液馬達(dá)20帶動(dòng)的行走齒輪17與軌道齒條19相咬合， 行走機(jī)構(gòu)安裝在齒輪箱15中，齒輪箱15的上端與升降伸縮機(jī)構(gòu)的升降柱10連接，下端扣 在軌道18的兩邊；升降伸縮機(jī)構(gòu)由升降柱10、伸縮臂7構(gòu)成，在升降柱10上設(shè)置有升降軌道12，伸 縮臂7的前端連接搶裝機(jī)構(gòu)，伸縮臂7的后端裝在伸縮軌道8內(nèi)，伸縮軌道8的尾端安裝在 升降軌道12內(nèi)，伸縮軌道8由升降液缸14推動(dòng)升降；搶裝機(jī)構(gòu)由旋緊裝置和頂針裝置組成，旋緊裝置由旋緊短接4和渦輪5構(gòu)成，渦輪5套裝在旋緊短接4的外圓上，渦輪5 的齒與蝸桿6的齒相嚙合，在蝸桿6的帶動(dòng)下，渦輪5帶動(dòng)旋緊短接4旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)短接4的中間是貫通的通孔，通孔的直徑與止回閥13相適應(yīng)，在旋轉(zhuǎn)短接4的下端設(shè)置有連接絲扣； 頂針裝置固定連接在旋緊裝置的前端，頂針裝置包括小液缸1、連接臂2和頂針3，頂針3的 上端由連接臂2與小液缸1連接，頂針3的下端穿過旋轉(zhuǎn)短接4中間貫通的通孔； 使用時(shí)，在鉆臺(tái)預(yù)先安裝失控井搶裝止回閥裝置，方法是先在鉆機(jī)的鉆臺(tái)上設(shè)定 安裝的位置，然后前后移動(dòng)升降柱10，使軌道18上的螺栓孔21先后露出來，再將固定螺栓 插入螺栓孔21，旋緊后就裝好了軌道18，然后將本裝置退至后端，并事先在旋轉(zhuǎn)短接4的絲 扣上連接好止回閥13，以備使用；在鉆井過程中如果內(nèi)防噴器失效發(fā)生井噴時(shí)，操作人員 立即遠(yuǎn)離井口通過遠(yuǎn)程液壓控制操作，失控井搶裝止回閥裝置在液馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下，通過液 馬達(dá)20的動(dòng)力，由齒輪軸16將動(dòng)力傳給行走齒輪17，行走齒輪17在軌道齒條19運(yùn)動(dòng)，使 本實(shí)用新型行走至轉(zhuǎn)盤邊緣，再通過控制升降液缸14調(diào)整高度，通過伸縮液缸9調(diào)整伸縮 臂7伸出的長(zhǎng)度，將止回閥13送至井噴井口的正上方，然后控制升降液缸14向下移動(dòng)，將 止回閥13與噴口鉆具螺紋對(duì)接后啟動(dòng)旋緊機(jī)構(gòu)，由于止回閥13的閥門在頂針3的擠壓下 是打開的，所以將止回閥13移動(dòng)到鉆具上方時(shí)，井下噴出的液體可以通過，不會(huì)造成太大 的壓力，然后啟動(dòng)升降液缸14向下加壓，再啟動(dòng)蝸桿液馬達(dá)22，在蝸桿6的帶動(dòng)下，使渦輪 5轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)旋緊短接4旋轉(zhuǎn)，完成對(duì)止回閥13的上扣任務(wù)，在上扣完成后，啟動(dòng)頂針裝置 的小液缸1向上升，在連接臂2的帶動(dòng)下，頂針3退出止回閥13，失去抵壓的止回閥13的閥 門關(guān)閉，從而控制油氣噴流；圖號(hào)11是升降柱蓋。
權(quán)利要求一種適用于失控油氣井的搶裝止回閥裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、升降伸縮機(jī)構(gòu)和搶裝機(jī)構(gòu)，其特征在于行走機(jī)構(gòu)由液馬達(dá)、齒輪軸、行走齒輪、軌道和軌道齒條構(gòu)成；升降伸縮機(jī)構(gòu)由升降柱、伸縮臂構(gòu)成；搶裝機(jī)構(gòu)由旋緊裝置和頂針裝置組成；行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu)的升降柱的下端，搶裝機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮臂的前端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于失控油氣井的搶裝止回閥裝置，其特征在于在所述 升降柱上設(shè)置有升降軌道。
專利摘要一種適用于失控油氣井的搶裝止回閥裝置，屬于鉆井過程的井控設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，包括行走機(jī)構(gòu)、升降伸縮機(jī)構(gòu)和搶裝機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu)的升降柱的下端，搶裝機(jī)構(gòu)設(shè)置在升降伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮臂的前端；本實(shí)用新型采用先設(shè)置，后啟動(dòng)的方案，設(shè)計(jì)了一種在發(fā)生井涌或者井噴初期可以立即投入使用的失控井搶裝止回閥裝置，具有遠(yuǎn)距離控制完成內(nèi)防噴器搶裝工作的任務(wù)，可以降低搶險(xiǎn)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B34/02GK201599004SQ20102010926
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者劉偉, 周文彬, 李紅兵, 李艷豐, 楊令瑞, 羅園, 謝意湘 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司鉆采工藝技術(shù)研究院