远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置.pdf

本发明属于石油钻探设备中远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，其包括机械控制单向阀总成、锁紧液缸总成、电感式显示装置；机械控制单向阀总成分别与防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路连接，锁紧液缸总成与防喷器闸板连接，电感式显示装置位于锁紧液缸总成一侧。本发明与传统防喷器相比，具有如下优点：1.整个操作远程控制；2.同一开启或关闭油路，在机械控制单向阀总成的控制下，完成依次两个顺序的动作，在第一个动作完成后，第二个动作才开始进行；3.采用电感式远程显示装置，无需人工近距离观察。

1、  远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，其特征是包括机械控制单向阀总成(2)、锁紧液缸总成、电感式显示装置(9)；机械控制单向阀总成(2)分别与防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路连接，锁紧液缸总成与防喷器闸板连接，电感式显示装置(9)位于锁紧液缸总成一侧。

2、  根据权利要求1所述的远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，其特征是锁紧液缸总成包括锁紧液缸(5)，在锁紧液缸(5)外套有缸套(4)且两者之间留有防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路；主活塞(3)安装在锁紧液缸(5)内并且一端与防喷器闸板连接，另外一端连接有主活塞锁紧轴(6)；锁紧液缸(5)外端安装有侧门(1)，在侧门(1)与锁紧液缸下端盖(7)之间以及锁紧液缸上端盖(11)上安装有与防喷器远程控制装置开启油路连接的机械控制单向阀总成(2)；锁紧液缸(5)内端装有锁紧活塞(8)，电感式显示装置(9)装在锁紧液缸(5)上并位于锁紧活塞(8)的活塞孔中。

3、  根据权利要求1所述的远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，其特征是所述的机械控制单向阀总成(2)由弹簧(16)、封堵头(12)、阀座(13)、压杆(14)、阀盖(15)组成，压杆(14)穿过阀座(13)和阀盖(15)将其连接，弹簧(16)抵靠在封堵头(12)并且一起位于压杆(14)一端。

4、  根据权利要求1所述的远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，其特征是所述的电感式远程显示装置(9)由电感式接近开关(18)和安装座(17)及相应的连接件组成，电感式接近开关(18)用安装座(17)固定在锁紧液缸(5)端部并位于锁紧活塞(8)的活塞孔中。

远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置
技术领域
本发明属于石油钻井控装备技术领域，适用于石油钻井过程中防喷器闸板远程关闭及锁紧、解锁与开启，以及闸板是否完全打开的远程控制及观察。
背景技术
闸板防喷器的闸板，是靠液压来关闭和开启，需长期关闭时，传统的方法是由人工到闸板防喷器前用工具将其锁紧，锁紧后的闸板开启前，仍需由人工先解锁，再由液压打开闸板；闸板开启后，是否完全退回到预定位置，也是由人工到闸板防喷器前观察确定。其缺点是：必须由人工到防喷器跟前去亲自操作，在发生井喷或井内喷出有毒有害气体等紧急情况时，由于人无法到跟前操作，可能导致设备失控。
还有一种方法，是在主液缸的尾部加上一个与之垂直的锁紧液缸，通过安装在主液缸及锁紧液缸的液压顺序阀来实现关闭锁紧和解锁开启；由于液压顺序阀不是单向封闭的，在闸板开启和关闭时，液压油在进入主液缸的同时，也通过液压顺序阀的开放式小针孔进入锁紧液缸，在主液缸压力达到设定数值时，阀被液压压力打开，其缺点有两个：一、当主活塞克服锁紧液缸锁紧活塞的横向推力前行时，锁紧液缸锁紧活塞的横向推力使锁紧活塞与主活塞尾部锁紧杆挤在一起，容易将主活塞尾部锁紧杆拉伤；二、若主活塞由于各种原因在液缸内卡住，未走到预定位置，主液缸及锁紧液缸内的压力达到平衡后，会同时升高，此时，主活塞尾部的锁紧轴未离开锁紧液缸内的锁紧活塞的孔，锁紧液缸锁紧活塞的横向推力有可能将主活塞尾部的锁紧轴顶弯，而无法从锁紧液缸内拆出。
发明内容
本发明目的是设计一种远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，解决闸板在关闭锁紧和解锁开启的过程中，主活塞尾部的锁紧轴被拉伤顶弯的问题，以及闸板是否完全打开的远程观察问题。
具体地说，远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，其包括机械控制单向阀总成、锁紧液缸总成、电感式显示装置；机械控制单向阀总成分别与防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路连接，锁紧液缸总成与防喷器闸板连接，电感式显示装置位于锁紧液缸总成一侧。
锁紧液缸总成包括锁紧液缸，在锁紧液缸外套有缸套且两者之间留有防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路；主活塞安装在锁紧液缸内并且一端与防喷器闸板连接，另外一端连接有主活塞锁紧轴；锁紧液缸外端安装有侧门，在侧门与锁紧液缸下端盖之间以及锁紧液缸上端盖上安装有与防喷器远程控制装置开启油路连接的机械控制单向阀总成；锁紧液缸内端装有锁紧活塞，电感式显示装置装在锁紧液缸上并位于锁紧活塞的活塞孔中。
所述的机械控制单向阀总成由弹簧、封堵头、阀座、压杆、阀盖组成，压杆穿过阀座和阀盖将其连接，弹簧抵靠在封堵头并且一起位于压杆一端。
所述的电感式远程显示装置由电感式接近开关和安装座及相应的连接件组成，电感式接近开关用安装座固定在锁紧液缸端部并位于锁紧活塞的活塞孔中。
本发明有益效果是解决了闸板在关闭锁紧和解锁开启的过程中，主活塞尾部的锁紧轴被拉伤顶弯的问题，同时解决了闸板是否完全打开的远程观察问题。
本发明装置与传统防喷器相比，具有如下优点：1、整个操作远程控制；2、同一开启或关闭油路，在机械控制单向阀总成的控制下，完成依次两个顺序的动作，在第一个动作完成后，第二个动作才开始进行；3、采用电感式远程显示装置，无需人工近距离观察。
附图说明
图1为本发明装置的装配结构示意图。
图2为机械控制单向阀总成的结构示意图。
图3为电感式远程显示装置的结构示意图。
图号说明：1-侧门、2-机械控制单向阀总成、3-活塞、4-缸套、5-锁紧液缸、6-主活塞锁紧轴、7-锁紧液缸下端盖、8-锁紧活塞、9-电感式远程显示装置、10-固定活塞、11-锁紧液缸上端盖、12-封堵头、13-阀座、14-压杆、15-阀盖、16-弹簧、17-安装座、18-电感式接近开关。
图中圆圈内数字为油路编号。
具体实施方式
如附图1-3所示，该实用新型远程控制式防喷器闸板液压锁紧装置，包括机械控制单向阀总成2、锁紧液缸总成、电感式显示装置9；机械控制单向阀总成2分别与防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路连接，锁紧液缸总成与防喷器闸板连接，电感式显示装置9位于锁紧液缸总成一侧。锁紧液缸总成包括锁紧液缸5，在锁紧液缸5外套有缸套4且两者之间留有防喷器远程控制装置开启油路和防喷器远程控制装置关闭油路；主活塞3安装在锁紧液缸5内并且一端与防喷器闸板连接，另外一端连接有主活塞锁紧轴6；锁紧液缸5外端安装有侧门1，在侧门1与锁紧液缸下端盖7之间以及锁紧液缸上端盖11上安装有与防喷器远程控制装置开启油路连接的机械控制单向阀总成2；锁紧液缸5内端装有锁紧活塞8，电感式显示装置9装在锁紧液缸5上并位于锁紧活塞8的活塞孔中。所述的机械控制单向阀总成2由弹簧16、封堵头12、阀座13、压杆14、阀盖15组成，压杆14穿过阀座13和阀盖15将其连接，弹簧16抵靠在封堵头12并且一起位于压杆14一端。所述的电感式远程显示装置9由电感式接近开关18和安装座17及相应的连接件组成，电感式接近开关18用安装座17固定在锁紧液缸5端部并位于锁紧活塞8的活塞孔中
本发明闸板防喷器通过高压管与防喷器远程控制装置相连，每一组闸板的开启和关闭，分别由两根高压管来控制，一根为开启油路，另一根为关闭油路。
机械控制单向阀总成，可以安装在侧门1上、主活塞3上、主缸套4上，也可以安装在锁紧液缸6、锁紧液缸锁紧液缸下端盖7、锁紧液缸锁紧液缸上端盖11、锁紧活塞8、固定活塞10上等任何适合需要的位置。
控制单向阀总成中弹簧16可以是金属的，也可以是非金属的弹性材料，可以是圆形或其它任何形状的金属丝或非金属绕成的，也可以是由金属或非金属的片状的单片或数片叠加在一起的；封堵头12不局限于图2中所示圆形球体，也可以是圆柱体、锥形体等其它任何形状及其组合体，其材料可以是金属的，也可以是非金属的。阀座13不局限于图2中所示，也可以是圆柱体、锥形体等其它任何形状及其组合体，其内部及外部可以开多个圆形或其它形状的孔，其材料可以是金属的，也可以是非金属的；它与外部连接，可以是螺纹的、螺栓的，也可以无连接直接安放。压杆14、阀盖15也可以是圆柱体、锥形体等其它任何形状及其组合体，其材料可以是金属的，也可以是非金属的；阀盖15与外部连接，可以是螺纹、螺栓等。
电感式远程显示装置作用是当主活塞锁紧轴尾部接近电感式接近开关所设定的距离或接触时，即可发出信号到钻台，该开关可交流电控制、直流电控制、亦可由干电池等电信号控制。电感式接近开关18，可以安装在安装座17上，也可以直接安装在锁紧液缸上，还可以安装在主活塞锁紧轴上，外形不局限于图中所示的长圆柱体加螺纹，可以是其它的如锥形体或带螺纹以及其它任何形状及其组合体；可满足防爆，既适合陆地，也适合水上平台及水下平台；安装座17可以是钢板组焊、钢板折弯、圆柱体加工的，也可以是其它任何形状组合体，外形不局限于图中所示的外形，可以是任何形状及其组合体。
如附图1所示。其工作过程为：
一、闸板关闭时
当司钻操纵关闭控制手柄时，防喷器远程控制装置中的液压油迅速通过与之相连的高压油管进入闸板防喷器的关闭油路，然后经侧门1上的油孔①、缸套4上的油孔③、锁紧液缸5上的油孔⑥进入腔体④，推动活塞3向闸板关闭方向(图1中示意方向)运动，此时，该液压油也同时由侧门1上的油孔①进入安装在侧门1上机械控制单向阀总成3(见图2)中的油孔进入阀体13的内腔[注：在液压油未进入阀体13，活塞3也未与压杆14接触时，封堵头12靠弹簧16的力量压在阀体13内腔的密封面上，使压杆14的一部分伸出阀盖]，弹簧16加上液压油的压力，使封堵头12与阀体13内腔的密封面挤的更紧，形成金属密封；当活塞3运动到与压杆14接触后，主活塞锁紧轴6已完全从锁紧活塞8的孔⑨中退出，压杆14在活塞3的推动下，克服弹簧16的力量，使封堵头12与阀体13内腔的密封面脱开，阀体13内腔的液压油，迅速经过孔及进入锁紧活塞8的内腔⑩，推动锁紧活塞8向下运动，挡在主活塞锁紧轴6的后部，使主活塞锁紧轴6不能回退，闸板被关闭锁紧。
二、闸板开启时
从防喷器远程控制装置开启油路过来的液压油，由侧门1上开启油路⑤、⑦进入腔体⑧，此时，该液压油也同时由机械控制单向阀总成2(见图2)中的油孔进入阀体13的内腔[注：在液压油未进入进入阀体13、锁紧活塞8也未与压杆14接触时，封堵头12靠弹簧16的力量压在阀体13内腔的密封面上，使压杆14的一部分伸出锁紧液缸上端盖11，弹簧16加上液压油的压力，使封堵头12与阀体13内腔的密封面挤的更紧，形成金属密封；当锁紧活塞8在液压油推动下向上运动到与压杆14接触时，压杆14在锁紧活塞的推动下，克服弹簧16的力量，将封堵头12与阀体13内腔的密封面脱开，阀体13内腔的液压油，迅速经过孔进入腔体②，推动主活塞3向闸板开启方向运动，直到主活塞锁紧轴6完全进入锁紧活塞8的孔⑨中，闸板被打开。
三、电感式远程显示装置
电感式远程显示装置9(见图3)，由电感式接近开关18和安装座17组成，当主活塞锁紧轴6完全进入锁紧活塞8的孔⑨后，主活塞锁紧轴6的尾部，与设置在锁紧液缸端部的电感式显示装置9上安装的电感式接近开关18的前端接近到一定距离(此距离可以根据需要设定在零到规定范围内)，会感应到主活塞尾部锁紧杆的位置，将信号反馈到司钻房或值班房的操作面板上，无需人工近距离观察。