液压自锁快速安装防喷装置及方法技术领域
本发明涉及采油（气）井井口防喷装置，尤其是一种液压自锁快速安装防喷装置。
背景技术
在油田开发过程中，一旦发生井喷事故，将会造成环境污染、重大财产损失，甚至人身伤亡。1972～2010年，全球前15名重大事故中，井喷占50%，损失巨大。建国以来，我国发生1000余起井喷事故；2003年12月23日重庆开县井喷，中毒死亡243人，受伤4000余人，搬迁10万多人；井喷事故，造成大面积污染和财产损失。
目前，处理井喷事故劳动强度大，抢喷时间长；环境极端危险，易发生人身伤亡。
国内还没有较为成熟的快速安装防喷装置。
发明内容
本发明的目的在于提供液压自锁快速安装防喷装置及方法，不需要人站在井口安装防喷器，采用机械化快速安装井口的防喷装置，为采油（气）井抢喷赢得时间。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，液压自锁快速安装防喷装置，包括防喷器总成、中心管、放喷管，所述防喷器总成下端连接中心管，中心管上分支出一个放喷管，所述中心管下端连接一个上法兰盘，该上法兰盘与井口下法兰盘配合对应，还包括空间旋转微调控制机构、液压自动锁紧机构，所述防喷器总成上端与空间旋转微调控制机构相连，所述中心管外侧还套接一个液压自动锁紧机构，该机构向上勾住并锁紧井口下法兰盘，实现上法兰盘与井口下法兰盘的无螺栓快速卡紧连接。
所述空间旋转微调控制机构由碗头和球头组成，上述两者均为中空结构，向下依次连通防喷器总成与中心管，所述球头置于碗头内部。
所述球头置于碗头内部能相互万向旋转，旋转自由度为1-2°小角度旋转。
所述液压自动锁紧机构包括压盖、液压驱动机构、锁紧爪，所述压盖和液压驱动机构同时套在中心管上，所述锁紧爪上端铰接在压盖上，下端设置有向内侧弯的挂钩，位于压盖下方的液压驱动机构带动锁紧爪进行上下移动。
所述液压驱动机构包括缸套、活塞，所述缸套内设置活塞，位于活塞上下两侧的缸套壁分别开设有上进出液孔和下进出液孔，所述缸套上下端分别设置有上导向套和下导向套。
所述活塞与缸套之间设置密封圈，所述上、下导向套与中心管之间也设置有密封圈。
所述锁紧爪前端与压盖之间还连接有自锁液缸，所述自锁液缸一端铰接在压盖径向端部，另一端铰接在锁紧爪前端外侧，所述自锁液缸使锁紧爪径向缩放自如，从而实现锁紧爪顺利通过井口下法兰盘。
所述上法兰盘套在法兰接头上，法兰接头连接在中心管前端，在法兰接头内侧下方连接有对中导向头，实现中心管自动定位导向。
为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，液压自锁快速安装防喷方法，其步骤为，在井喷时，将井口上法兰盘以上装置拆除的情况下，把液压自锁快速安装防喷装置吊装至井口，由对中导向头实现中心管自动定位导向，将其引导放置于下法兰盘上方，若上下法兰盘不平行及不对中时，调整由碗头和球头组成的空间旋转微调控制机构，使上下法兰盘平行、对中；从下进液孔打压，液压缸下行，带动压盖、锁紧爪、自锁液缸所组成的导向自锁系统下行，自动导向，顺利通过下法兰盘，继续下行至下法兰盘下方时，锁紧爪自动收回，这时，从上进液孔打压，推动液压缸上行，锁紧爪锁紧下法兰盘，实现上下法兰盘的无螺栓卡紧连接，最后关闭防喷器总成，实现快速防喷。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明是一种适用于采油（气）井井喷抢喷时，实现井口快速安装防喷装置。用来解决油（气）井井喷时，井口可以不上人的情况下，快速安装抢喷装置，实现防喷。空间旋转微调控制机构，解决装井口时上下法兰盘不平行及对中的问题；防喷器总成、放喷管实现封井并提供洗井通道；对中导向头实现中心管自动定位导向；锁紧爪实现法兰自动导向；液压锁紧机构、锁紧爪实现该装置与井口下法兰盘的无螺栓快速卡紧连接，从而实现快速抢喷。
由碗头和球头组成的空间旋转微调控制机构，采用中空球头状关节连接，旋转机构实现空间一定角度旋转微调，进行旋转角度的限位，绕三个轴的旋转自由度1-2°小角度旋转，解决装井口时上下法兰盘不平行及对中的问题。
压盖与自锁液缸上端及锁紧爪上端采用铰支连接，自锁液缸下端与锁紧爪下端亦采用铰支连接，压盖与自锁液缸及锁紧爪组成的导向自锁系统，能使锁紧爪径向缩放自如，从而实现法兰自动导向，锁紧爪顺利通过下法兰盘。对中导向头实现中心管定位导向。
活塞缸焊接在中心管上，与缸套之间形成动密封；上下导向套与缸套采用螺纹连接，分别与中心管之间形成动密封；缸套上下各有一个进（出）液孔；上下导向套、活塞缸与缸套所组成的液压系统，能使锁紧爪上下移动和径向缩放，实现与下法兰盘的无螺栓快速卡紧连接。
上法兰接头与中心管为螺纹连接，上法兰盘套装在上法兰接头上，上法兰接头下端与对中导向头为螺纹连接，法兰盘可转动，方便实现上下法兰盘螺栓孔对接。
附图说明
图1为本发明的液压自锁快速安装防喷装置的结构图。
图中：1、碗头，2、球头，3、防喷器总成，4、放喷管、5、压盖，6、密封圈，7、上导向套，8、上进出液孔，9、活塞，10、缸套，11、下进出液孔，12、下导向套，13、中心管，14、锁紧爪，15、自锁液缸，16、上法兰盘，17、法兰接头，18、对中导向头。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
如图1所示，液压自锁快速安装防喷装置，包括防喷器总成3、中心管13、放喷管4，所述防喷器总成下端连接中心管，中心管上分支出一个放喷管，所述中心管下端连接一个上法兰盘16，该上法兰盘与井口下法兰盘配合对应，还包括空间旋转微调控制机构、液压自动锁紧机构，所述防喷器总成上端与空间旋转微调控制机构相连，所述中心管外侧还套接一个液压自动锁紧机构，该机构向上勾住并锁紧井口下法兰盘，实现上法兰盘与井口下法兰盘的无螺栓快速卡紧连接。所述空间旋转微调控制机构由碗头1和球头2组成，上述两者均为中空结构，向下依次连通防喷器总成与中心管，所述球头置于碗头内部。所述球头置于碗头内部能相互万向旋转，旋转自由度为1-2°小角度旋转。所述上法兰盘套在法兰接头17上，法兰接头连接在中心管前端，在法兰接头内侧下方连接有对中导向头18，实现中心管自动定位导向。
所述液压自动锁紧机构包括压盖5、液压驱动机构、锁紧爪14，所述压盖和液压驱动机构同时套在中心管上，所述锁紧爪上端铰接在压盖5上，下端设置有向内侧弯的挂钩，位于压盖下方的液压驱动机构带动锁紧爪进行上下移动。所述液压驱动机构包括缸套10、活塞9，所述缸套内设置活塞，位于活塞上下两侧的缸套壁分别开设有上进出液孔8和下进出液孔11，所述缸套上下端分别设置有上导向套7和下导向套12。所述活塞与缸套之间设置密封圈，所述上、下导向套与中心管之间也设置有密封圈6。所述锁紧爪前端与压盖之间还连接有自锁液缸15，所述自锁液缸一端铰接在压盖径向端部，另一端铰接在锁紧爪前端外侧，所述自锁液缸使锁紧爪径向缩放自如，从而实现锁紧爪顺利通过井口下法兰盘。
对中导向头18将该装置定位导向，放至井口下法兰盘上。由碗头1和球头2组成的空间旋转微调控制机构，采用中空球头状关节连接，该机构实现空间一定角度旋转微调，进行旋转角度的限位，绕三个轴的旋转自由度1-2°小角度旋转，解决装井口时上下法兰盘不平行及对中的问题。
压盖5与自锁液缸15及锁紧爪14组成的系统，使锁紧爪14径向缩放自如，从而实现法兰自动导向，锁紧爪14顺利通过井口下法兰盘。上导向套7、活塞缸9、下导向套12与缸套10组成液压系统，从缸套10上的下进出液孔11打压，液压系统下行，锁紧爪14向下移动，通过井口下法兰盘后自动收回；从缸套10上进出液孔8打压，液压系统上行，锁紧爪14向上移动，实现与井口下法兰盘的无螺栓快速卡紧连接。法兰盘与井口下法兰盘连接好后，关闭防喷器总成3，实现快速防喷。
液压自锁快速安装防喷装置的快速安装防喷工艺为：
在井喷时，将井口上法兰盘以上装置拆除的情况下，把液压自锁快速安装防喷装置吊装至井口，由对中导向头实现中心管自动定位导向，将其引导放置于下法兰盘上方，若上下法兰盘不平行及不对中时，调整由碗头和球头组成的空间旋转微调控制机构，使上下法兰盘平行、对中。从下进液孔打压，液压缸下行，带动压盖、锁紧爪、自锁液缸所组成的导向自锁系统下行，自动导向，顺利通过下法兰盘，继续下行至下法兰盘下方时，锁紧爪自动收回，这时，从上进液孔打压，推动液压缸上行，锁紧爪锁紧下法兰盘，实现上下法兰盘的无螺栓卡紧连接，最后关闭防喷器总成，实现快速防喷。封井器、放喷管实现封井并提供洗井通道。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。