專利名稱：石油礦井及管道組合自動開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油礦井及輸油管道進行連鎖控制的自動開關(guān)。
目前在鉆井時先用鉆頭鉆至巖層再開始下套管。但一旦發(fā)生井噴會造成火災(zāi)等事故，危及人身安全。在海灣戰(zhàn)爭期間，大多數(shù)油井受破壞就是有人將炸彈順油井投入毀壞油井，致使油井嚴重損壞甚至報廢。
本實用新型的目的是針對上述已有技術(shù)中存在的問題而設(shè)計的一種自動開關(guān)。它可以連鎖控制石油礦井及輸油管道，在天然氣輸氣管道被損壞，油汽泄漏時，該裝置能自動關(guān)閉。
本實用新型的目的是由下述方案來實現(xiàn)主要由地面控制器、地下防爆開關(guān)、卡制器鎖、地下開關(guān)組成的石油礦井及管道組合自動開關(guān)，上述構(gòu)件按照順序由上而下軸向裝于一體，并與礦井管道并列連接。
以下結(jié)合附圖對本申請詳細說明圖1為總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為地面控制器；圖3為地下防爆開關(guān)；圖4為卡制器鎖；圖5為地下開關(guān)；圖6為油道玻璃管盲頭。


1～地面控制器，2～地下防爆開關(guān)，3～卡制器鎖，4～地下開關(guān)，5～殼體，6～失壓器往復(fù)套，7～感溫螺栓，8～油道玻璃管盲頭，9～液壓器推桿，10～橡膠皮碗，11～螺栓，12～壓力彈簧，13～封閉膠碗，14～皮碗堵塞，15～螺母，16～封閉膠墊，17～螺栓，18～尼龍棒，19～三通殼體，20～防爆堵塞，21～壓力彈簧，22～鋼絲繩，23～螺母，24～滑輪，25～傳動管，26～殼體，27～鎖塊，28～彈簧，29～鎖塊殼體，30～鎖塊螺母，31～齒條桿，32～封閉螺栓，33～凹形齒輪，34～殼體，35～轉(zhuǎn)子軸。
在本實用新型中，主要由地面控制器1、地下防爆開關(guān)2、卡制器鎖3、地下開關(guān)4按照由上至下的順序軸向安裝在一起，并整體與礦井管道并列連接。其中地面控制器裝于地面之上，其它部件全部伸入地下。
地面控制器主要包括殼體5，失壓器往復(fù)套6，感溫螺栓7，油道玻璃管盲頭8。殼體5內(nèi)縱向加工有孔以及加工有縱向與橫向的油道?？v向孔中裝有液壓器推桿9。液壓器推桿上端軸向裝有兩個橡膠皮碗10，橡膠皮碗通過螺栓11將其壓緊。殼體的頭部徑向加工有安裝失壓器往復(fù)套6的孔，與之相對的殼體頭部位置加工有注油孔道。失壓器往復(fù)套由壓力彈簧12，封閉膠碗13及皮碗堵塞14組成。皮碗堵塞14的結(jié)構(gòu)為“十”字型。一頭套裝壓力彈簧12，另一頭的凹槽處裝有橡膠圈。殼體5的桿部圓周方向上270度內(nèi)均勻加工有安裝感溫螺栓7的油道，感溫螺栓共9個，并三個一組上下排列。在殼體桿部的上方，靠近殼體的頭部開有安裝螺母15的孔。油道玻璃管盲頭8由封閉膠墊16、螺栓17、尼龍棒18組成，它裝于殼體桿部下方一側(cè)的孔中，參照圖6，油道玻璃管盲頭8為“T”型，“T”型的上下兩面均裝有封閉膠墊16，封閉膠墊下有螺栓17，油道玻璃管盲頭的底部垂直裝有尼龍棒18，并通過封閉螺栓32緊固。
地下防爆開關(guān)2由三通殼體19、防爆堵塞20、彈簧21、鋼絲繩22、螺母23、滑輪24、傳動管25構(gòu)成。三通殼體19與地面控制器殼體5相連。三通殼體內(nèi)孔中軸向裝有傳動管25。鋼絲繩22一端與傳動管25相連，并經(jīng)過殼體口徑上的滑輪24與防爆堵塞20連接。防爆堵塞加工成兩段軸徑不同的圓柱，橫向裝于三通殼體與礦井管道殼體之間。軸徑大端裝于礦井管道內(nèi)，軸徑小端與鋼絲繩的一頭相連。防爆堵塞的中部裝有壓力彈簧21。
卡制器鎖3由殼體26、彈簧28、鎖塊27、鎖塊殼體29組成。在殼體26內(nèi)裝有鎖塊殼體29。在殼體26與鎖塊殼體29的兩側(cè)加工有安裝鎖塊27的槽與孔。鎖塊27加工成半圓型凸輪塊，上端通過彈簧28固定在鎖塊殼體上。鎖塊螺母30用來連接卡制器鎖與地下開關(guān)4。
地下開關(guān)4由齒條桿31、凹形齒輪33、殼體34、轉(zhuǎn)子軸35組成。轉(zhuǎn)子軸35加工成兩段軸徑不同的圓柱軸，其粗徑軸軸向方向的中間加工有通孔。凹形齒輪33的內(nèi)孔與齒條桿31的外徑相吻合并裝在一起。
本自動開關(guān)是當(dāng)油氣井受到意外破壞，發(fā)生火災(zāi)時，即使一切電源被切斷，又無管理人員在現(xiàn)場的情況下，不需任何外加動力就能自動關(guān)閉。
當(dāng)需要開啟該開關(guān)時，先拆掉地面控制器及地面其它連接部分，用專用開啟工具打開地下卡制器鎖塊27，將傳動管往下推，然后拉出開啟工具再裝上地面控制器，接通失壓管道。先將螺母15擰入殼體上孔中，用注塞注油泵通過殼體5上的注油孔道向內(nèi)注油。在油壓作用下，液壓器推桿9向下推。液壓器推桿的推力帶動傳動管25軸向向下位移，傳動管的位移帶動鋼絲繩向右拉動防爆堵塞20，致使礦井管道開啟。這時所有的彈簧均處于壓縮狀態(tài)。同時齒條桿31受力位移導(dǎo)致凹形齒輪32轉(zhuǎn)動一定角度，并帶動轉(zhuǎn)子軸35轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子軸上的通孔正好與礦井管道相通使管道全部打開。
當(dāng)開啟到位時，感溫螺栓7中的一個螺栓由于處于常開位置，并與油缸直接相通，到位后將液壓油流出而保持準確的開啟位置。礦井管道開啟后，礦井在地面管道形成壓力時，將殼體5上的螺母15擰出，失壓控制器開始工作。
當(dāng)發(fā)生火災(zāi)和地面控制器遭到破壞時，油缸內(nèi)液壓油外流進入失壓過程(即關(guān)閉過程)，全部彈簧向上延伸，并推動液壓器推桿9上升。此時齒條桿31帶動凹形齒輪33和轉(zhuǎn)子軸35轉(zhuǎn)動一定角度，將礦井管道關(guān)閉，卡制器鎖塊27也回位卡死在鎖塊殼體中，防止重新開啟。此時防爆堵塞20也在彈簧的作用下回位切斷礦井管道。
感溫螺栓7的體內(nèi)為空芯，裝有低溫材料，在溫差的作用下，主體內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生變化流出體外，給地面控制器的液體外流造成通道。地面控制器在所有彈簧的作用下開始失壓，并導(dǎo)致全體開關(guān)進入關(guān)閉油氣過程。感溫螺栓內(nèi)的低溫材料，可根據(jù)地區(qū)的最高溫差進行選擇，如松香、硫黃、鉛等等。
由于本方案是一種連鎖的失壓自動關(guān)閉裝置，所以能使整體裝置內(nèi)的部件相互形成連鎖關(guān)系，在油氣井受到意外破壞，或發(fā)生火災(zāi)時自動關(guān)閉礦井管道。在鉆井過程中可有效地控制井噴，對財產(chǎn)和人身安全起保護作用。當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備遭到破壞時(如戰(zhàn)爭期間)，由于采用地下防爆開關(guān)也能保護地下礦井的不致被破壞。如果去掉中間的地下防爆開關(guān)與卡制器鎖兩部件，將管道上直接安裝地面控制器，可以組成管道開關(guān)，對管道內(nèi)有害氣體和可燃氣體的泄漏能及時自動切斷。
權(quán)利要求1.石油礦井及管道組合自動開關(guān)，其特征在于由地面控制器1、地下防爆開關(guān)2、卡制器鎖3、地下開關(guān)4組成，上述構(gòu)件按照順序由上而下軸向安裝成一體并整體與礦井管道并列連接。
2.如權(quán)利要求1所述的自動開關(guān)，其特征在于地面控制器由殼體5、失壓器往復(fù)套6、感溫螺栓7、油道玻璃管盲頭8組成，殼體5內(nèi)縱向加工有孔和縱向與橫向的油道，縱向孔內(nèi)裝有液壓器推桿9、推桿上端軸向裝有兩個橡膠皮碗10，皮碗上通過螺栓11，將其壓緊，殼體的頭部徑向加工有裝失壓器往復(fù)套6的孔，與之相對殼體頭部徑向加工有注油孔道；失壓器往復(fù)套由壓力彈簧12、封閉膠碗13及皮碗堵塞14組成，皮碗堵塞的結(jié)構(gòu)為“十”字型，上面套裝壓力彈簧12，一端凹槽處裝有橡膠圈；殼體桿部圓周方向上270度內(nèi)均勻加工有安裝感溫螺栓7的油道，在殼體桿部上方，靠近殼體頭部開有安裝螺母15的孔，油道玻璃管盲頭，由封閉膠墊16，螺栓17、尼龍棒18組成，油道玻璃管盲頭為“T”型，“T”型的上下兩面裝有封閉膠墊16，封閉膠墊下有螺栓17，尼龍棒18垂直于盲頭底部安裝，并通過封閉螺栓32緊固。
3.如權(quán)利要求1所述的自動開關(guān)，其特征在于地下防爆開關(guān)由三通殼體31、防爆堵塞20、彈簧21、鋼絲繩22、螺母23、滑輪24、傳動管25構(gòu)成，三通殼體內(nèi)孔中軸向裝有傳動管25。鋼絲繩一端與傳動管相連，并經(jīng)過殼體口經(jīng)上的滑輪24與防爆堵塞20相連；防爆堵塞加工成兩段軸頸不同的圓柱，橫向裝于三通殼體與礦井管道殼體之間。
4.如權(quán)利要求1所述的自動開關(guān)，其特征在于卡制器鎖3由殼體26、彈簧28、鎖塊27、鎖塊殼體29組成，在殼體26內(nèi)裝鎖塊殼體29，在殼體26和鎖塊殼體29上加工有凹槽，安裝鎖塊27，鎖塊27上通過彈簧28固定在鎖塊殼體的兩側(cè)，下部用螺母29與地下開關(guān)4相連。
5.如權(quán)利要求1所述的自動開關(guān)，其特征在于地下開關(guān)4由齒條桿31、凹形齒輪33、殼體34、轉(zhuǎn)子軸35組成，轉(zhuǎn)子軸加工成兩段軸頸不同的圓軸，其粗軸頸處加工有通孔，凹形齒輪內(nèi)孔與齒條桿的外徑相吻合。
專利摘要本實用新型涉及一種石油礦井管道用的組合自動開關(guān)。它由地面控制器、地下防爆開關(guān)、卡制器鎖、地下開關(guān)組成，并與礦井管道并列連接。本方案主要用于石油氣井受到破壞時，或發(fā)生火災(zāi)時，即使一切電源被切斷又無管理人員在場的情況下，無需任何外加動力，即能實現(xiàn)自動關(guān)閉礦井管道。
文檔編號E21B33/00GK2152073SQ9321050
公開日1994年1月5日 申請日期1993年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月24日
發(fā)明者王佐華 申請人:王佐華