本發(fā)明涉及一種環(huán)形防噴器及其工作方法，屬于石油鉆井設備裝置。

背景技術：

1、防噴器用于石油鉆井的過程中關閉井口，防止井噴事故的發(fā)生，現(xiàn)有環(huán)形防噴器在關井工作時，來自液壓系統(tǒng)的壓力油進入關閉油缸，推動活塞向上運動，膠芯受到活塞的擠壓向井口中心運動，環(huán)抱鉆具，從而密封井口。當井口無鉆具時，膠芯向井口中心擠壓，直至填滿整個井口通道，防止高壓井液噴出。當需要打開環(huán)形防噴器時，壓力油進入開啟油缸，推動活塞向下運動，膠芯受到活塞的擠壓力消失，隨即向外伸張，井口打開。現(xiàn)有環(huán)形防噴器通過液壓系統(tǒng)驅動活塞的上下移動，再帶動膠芯實現(xiàn)井口的關閉和開啟，導致體積大、結構復雜、運輸和維護成本高，液壓油泄漏還會污染環(huán)境，而且采用液壓控制，難以準確定位膠芯開啟或閉合的程度。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種環(huán)形防噴器及其工作方法，其結構緊湊、響應速度快、安全高效，加入數(shù)字化控制和監(jiān)測系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術存在裝置體積大、結構復雜、運輸和維護成本高、響應速度慢、有液壓油泄漏污染環(huán)境，行程控制難等問題。

2、本發(fā)明采用的技術方案如下：

3、一種環(huán)形防噴器，包括底座殼體，所述底座殼體的頂部設置有與之相匹配的頂蓋，所述頂蓋和底座殼體裝配后內部形成容腔，所述頂蓋的頂部以及底座殼體的底部設置有連通容腔的管口，所述底座殼體設置有活塞，所述頂蓋內部容腔內設置有密封芯，所述活塞通過電動驅動裝置可上下移動，所述密封芯位于活塞的頂部或上方。

4、進一步的，所述密封芯的外緣為錐形或球面，且與頂蓋的內表面配合。

5、進一步的，在所述活塞的作用下，當所述活塞向上移動時，所述密封芯隨活塞的頂升向上移動；當所述活塞向下移動時，所述活塞脫離密封芯，所述密封芯在自重作用下下移，或者，所述密封芯與活塞頂部連接，并隨所述活塞向下移動。

6、進一步的，所述底座殼體與頂蓋匹配處所在腔體且位于活塞的外側還設置有擋泥環(huán)，所述擋泥環(huán)的頂部與頂蓋底部匹配，所述擋泥環(huán)的底部與活塞配合。

7、進一步的，所述電動驅動裝置為驅動電機，所述驅動電機包括定子和轉子，所述定子與底座殼體固定連接，所述轉子帶動活塞上下移動。

8、進一步的，所述轉子為中空結構，其套設于活塞的外側，且通過螺旋副與活塞裝配，通過螺旋副的作用使活塞可上下移動。

9、進一步的，在所述螺旋副所在的轉子下方還設置有推力軸承。

10、進一步的，所述底座殼體與頂蓋通過螺柱連接，所述底座殼體與頂蓋連接處設置有主密封圈，所述螺柱的頂部還設置有蓋型螺母，所述蓋型螺母與頂蓋之間還設置有螺母密封圈。

11、進一步的，所述擋泥環(huán)與活塞之間設置有第一密封圈，所述擋泥環(huán)與頂蓋之間設置有第二密封圈，所述擋泥環(huán)與底座殼體之間設置有第三密封圈，所述活塞與底座殼體之間設置有第第四密封圈。

12、一種環(huán)形防噴器的工作方法，應用于上述的環(huán)形防噴器，通過外加控制系統(tǒng)控制驅動電機的正反轉，當驅動電機正轉時，通過螺旋副帶動活塞向上運動，活塞擠壓密封芯，使密封芯沿頂蓋的內表面向井口中心運動并密封井口通道，實現(xiàn)井口的關閉；

13、當需要打開井口時，控制系統(tǒng)控制所述驅動電機反轉，所述螺旋副帶動所述活塞向下運動，所述活塞不再擠壓密封芯，所述密封芯向外展開離開井口中心，井口開啟。

14、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

15、1、本發(fā)明的一種環(huán)形防噴器，采用電機驅動活塞的上下運動，從而實現(xiàn)膠芯對井口的關閉和開啟。電驅環(huán)形防噴器因取消了液壓系統(tǒng)，降低了占地面積，減少了機械維護和運輸?shù)某杀荆梢詫崿F(xiàn)遠程控制，提高操作的安全性和便捷性，有利于實現(xiàn)數(shù)字化控制。采用電驅，易于配備智能監(jiān)測系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，響應速度更快，啟閉井口更精準，能夠在發(fā)現(xiàn)異常情況時迅速封閉井口。

16、2、本發(fā)明的一種環(huán)形防噴器的工作方法，在操作的設計上，主要是采用電控的方式并通過驅動電機控制防噴器的開啟和閉合，其工作原理以及要求實現(xiàn)了整個結構的優(yōu)化，解決了現(xiàn)有技術存在裝置體積大、結構復雜、運輸和維護成本高、響應速度慢、有液壓油泄漏污染環(huán)境等問題。

技術特征：

1.一種環(huán)形防噴器，其特征在于：包括底座殼體，所述底座殼體的頂部設置有與之相匹配的頂蓋，所述頂蓋和底座殼體裝配后內部形成容腔，所述頂蓋的頂部以及底座殼體的底部設置有連通容腔的管口，所述底座殼體設置有活塞，所述頂蓋內部容腔內設置有密封芯，所述活塞通過電動驅動裝置可上下移動，所述密封芯位于所述活塞的頂部或上方。

2.如權利要求1所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述密封芯的外緣為錐形或球面，且與所述頂蓋的內表面配合。

3.如權利要求1或2所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：在所述活塞的作用下，當所述活塞向上移動時，所述密封芯隨活塞的頂升向上移動；當所述活塞向下移動時，所述活塞脫離密封芯，所述密封芯在自重作用下下移，或者，所述密封芯與活塞頂部連接，并隨所述活塞向下移動。

4.如權利要求3所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述底座殼體與頂蓋匹配處所在腔體且位于活塞的外側還設置有擋泥環(huán)，所述擋泥環(huán)的頂部與所述頂蓋底部匹配，所述擋泥環(huán)的底部與所述活塞配合。

5.如權利要求1所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述電動驅動裝置為驅動電機，所述驅動電機包括定子和轉子，所述定子與底座殼體固定連接，所述轉子帶動所述活塞上下移動。

6.如權利要求5所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述轉子為中空結構，其套設于所述活塞的外側，且通過螺旋副與所述活塞裝配，通過所述螺旋副的作用使所述活塞可上下移動。

7.如權利要求6所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：在所述螺旋副所在的所述轉子下方還設置有推力軸承。

8.如權利要求4所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述底座殼體與頂蓋通過螺柱連接，所述底座殼體與頂蓋連接處設置有主密封圈，所述螺柱的頂部還設置有蓋型螺母，所述蓋型螺母與頂蓋之間還設置有螺母密封圈。

9.如權利要求4所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述擋泥環(huán)與活塞之間設置有第一密封圈，所述擋泥環(huán)與頂蓋之間設置有第二密封圈，所述擋泥環(huán)與底座殼體之間設置有第三密封圈，所述活塞與底座殼體之間設置有第四密封圈。

10.一種環(huán)形防噴器的工作方法，應用于權利要求1-9任一項所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：通過外加控制系統(tǒng)控制所述驅動電機的正反轉，當所述驅動電機正轉時，通過所述螺旋副帶動所述活塞向上運動，所述活塞擠壓所述密封芯，使所述密封芯沿所述頂蓋的內表面向井口中心運動并密封井口通道，實現(xiàn)井口的關閉；

技術總結
本發(fā)明公開了一種環(huán)形防噴器及其工作方法，屬于石油鉆井設備裝置技術領域；該裝置包括底座殼體，所述底座殼體的頂部設置有與之相匹配的頂蓋，所述頂蓋和底座殼體裝配后內部形成容腔，所述頂蓋的頂部以及底座殼體的底部設置有連通容腔的管口，所述底座殼體設置有活塞，所述頂蓋內部容腔內設置有密封芯，所述活塞通過電動驅動裝置可上下移動，所述密封芯位于活塞的頂部或上方；本發(fā)明主要是采用電控的方式并通過驅動電機控制防噴器的開啟和閉合，其工作原理以及要求實現(xiàn)了整個結構的優(yōu)化，解決了現(xiàn)有技術存在裝置體積大、結構復雜、運輸和維護成本高、響應速度慢、有液壓油泄漏污染環(huán)境，行程控制難等問題。

技術研發(fā)人員：朱驊,羅權,龍科,梅昌茂,田德高,張藝豪
受保護的技術使用者：四川宏華石油設備有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19