井口装置带压更换主控阀的方法及所用堵塞器.pdf

该发明属于采油(气)井口装置带压更换主控阀的方法及所用堵塞器，其方法包括装堵塞器本体、堵塞油管头出油道、转换螺管固定部位、卸下主控阀、换装新阀；其所用堵塞器则包括带固定头、壳体、轴承及螺母套、手轮座的堵塞器本体，螺管及卡槽、胀圈调节杆及胀圈，测压、卸压机构，含固定杆组及固定座、固定板的过渡性固定架、固定卡。该发明具有换阀操作方便、安全可靠，适用范围广、可在任何压力状态下施工且时间短、费用低，不需压井停产，亦不会造成地层孔隙堵塞等特点。克服了背景技术或需压井停产、易造成地层孔隙堵塞等后遗症；或安全性差、操作困难且只能在低压井口装置上使用；或只能用于对主控阀局部维修，而不能进行换阀等弊病。

1、  一种井口装置带压更换主控阀的方法；其特征在于该方法包括：
A、安装堵塞器本体：在关闭待换主控阀的情况下卸下其法兰盖或与之连接的生产阀；将堵塞器螺管及胀圈插入主控阀出流道内、同时将堵塞器法兰固定头与主控阀出口端法兰密封紧固连接；
B、堵塞油管头出流道：开启主控阀，通过螺管将胀圈及胀圈压头送至油管头出流道内后，转动胀圈调节杆，使胀圈径向膨胀以密封出流道；然后开启卸压、测压机构中的针阀将主控阀内的残压放空；
C、转换螺管固定部位；
a、安装固定架并紧固螺管：将固定杆组一端可拆式紧固于油管头上，另一端则通过固定板将其与螺管紧固成一体；
b、装固定卡：卸下主控阀与油管头法兰连接螺栓并通过转动螺纹套将主控阀拉离油管头，然后将固定卡环形卡入螺管上的固定槽后用螺栓将其紧固于油管头上，以将对螺管的轴向固定部位转移至主控阀与油管头之间；
D、卸下待换主控阀：拆除固定板，将堵塞器本体与主控阀一同或拆出两者的连接后先后从螺管上卸下；
E、换装新阀：将处于开启状态的新阀与卸下的堵塞器法兰固定头密封紧固成一体后套入螺管上，再通过固定板将螺管与各固定杆紧固成一体；然后逆向操作，即：取下固定卡→将新阀密封紧固于油管头法兰上→松开胀圈并将其退至新阀出流道→检测其压力后关闭新阀→开启针阀放空残压→拆除固定架及堵塞器本体与新阀的连接并将螺管和胀圈从新阀中退出→装上新阀法兰盖或生产阀，即成。

2、  按权利要求1所述更换主控阀的方法所用堵塞器，包括带法兰固定头、壳体、轴承组及螺母套、手轮座在内的堵塞器本体，螺管及设于其内的带胀圈压头的调节螺杆，胀圈，卸压、测压机构，手轮；其特征在于该堵塞器还包括含固定杆组及固定座、固定板在内的过渡性固定架，可将螺杆紧固于油管头上的固定卡；在螺管上靠近胀圈部位还设有一环形卡槽；固定杆组的两端分别与固定座及固定板可拆卸紧固连接，固定卡环形卡于螺管上的卡槽内后通过螺栓与油管头出口端法兰紧固连接。

3、  按权利要求2所述堵塞器；其特征在于所述固定座为设有两面法兰连接孔的油管头本体。

4、  按权利要求2所述堵塞器；其特征在于固定杆组为3～4根两端均为螺纹，其一端可与油管头两面法兰连接螺孔紧固配合的直杆。

5、  按权利要求2所述堵塞器；其特征在于所述固定卡为两个半圆环形的对开式板体。

井口装置带压更换主控阀的方法及所用堵塞器
技术领域
本发明属于油(气)田采油(气)井口装置在工作状态下更换其主控制阀的方法及采用该方法所需的堵塞器。尤其适合在高压状态下对其主控阀进行更换；亦可用于地下水采集的井口装置中对其闸阀的更换、维修。
背景技术
油(气)田采油(气)井口装置，是采油(气)井井口的总开关，它由油管头，小四通及若干闸阀组成。其中位于油管头出口部的最关键的主控制阀(一般为1、2、3号阀)若发生泄漏，无论是阀体、阀盖还是密封环泄漏，均会使整个井口处于无控制状态、重则造成井口事故，威胁井场和人身安全，轻则造成地下资源浪费、污染环境。由于井口装置是直接控制处于高至近100MPa高压状态的井内油(气)的采集(通、断)，一经安装好，即处于工作状态，因而对主控阀的维修、更换极为困难。目前一般采用的方法是压井换阀或维修，即在换阀、维修前，先向井内注入泥浆，并使泥浆柱压力略大于井内油(气)压力，待保持稳定后再进行换阀处理。采用该方法既要动用大量人力、物力，又必须停产进行，且压井后由于施工中泥浆杂质堵塞地层孔隙，往往要降低油(气)产量，甚至造成低产井变成死井。此外，亦有采用卡瓦定位卡点换阀或维修，该方法靠卡瓦牙啮合于管头内壁某固定点密封；但由于油管头流道因长期工作遭受酸性介质腐蚀，其内壁往往凹凸不平、卡点位置的选择较难，卡头与内壁啮合的可靠性差、安全又无保障，而换阀后取出又较难，因此，该方法一般只限于井压低于20MPa的油、气井井口装置上使用。针对上述弊病，申请人在专利号为ZL97210149.7的专利文献中，公开了一种《井口装置闸阀维修用内孔堵塞器》，该堵塞器包括带法兰固定头、壳体、轴承组及螺母套、手轮在内的堵塞器本体，螺管及设于螺管内带胀圈压头的调节螺杆，胀圈，测压、卸压机构，手轮。而维修主控制阀的方法是以主控阀的进流道为堵塞区域，即首先将待修的主控阀关闭、取下该阀体出口端法兰盖或生产阀，然后将堵塞器密封紧固于出口端的法兰上，并通过推进螺管将堵塞头送入阀体出口流道内，再将阀门开启同时将堵头穿过阀体中心送至阀体进口通道内后、转动胀圈控制杆以挤压胀圈，使之径向膨胀将进流道堵塞，从而截断井下高压流体；此时便可对闸阀进行包括更换阀盖、闸板、密封环等的维修处理，处理完后反向操作即可使该闸阀恢复工作。该堵塞器及堵塞方法虽然具有不需压井、停产、省时，可有效避免压井维修的后遗症并可用于对高压井口装置主控阀的维修等特点。但由于该堵塞器固定于主控阀出口端的法兰上，无法将阀体卸下，只能对主控阀进行部分维修，不能进行换阀及卸下阀体对阀座进行修复等，因而存在适用范围窄，既不能解决主控阀的更换、亦不能对整个阀体卸下进行全面维修等缺陷。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，改进设计一种井口装置带压更换主控阀的方法及所用堵塞器，以达到不停产带压更换主控阀并可在高压条件下进行，且安全、操作方便、可靠，换阀效率高、时间短、成本低等目的。从而克服背景技术存在的或必须压井停产进行，人力、物力耗费大，易降低油(气)井产量；或只能对低压井口装置进行换阀处理且操作不方便、安全性差，或只能对主控阀进行局部维修而不能换阀等弊病。
本发明的解决方案是将换阀操作中的堵塞位置移至油管头的出流道内，同时在原堵塞器的基础上增加一在卸下主控闸阀前将螺管连同胀圈调节杆、胀圈固定于油管头体上的过渡性固定架、将螺杆紧固于油管头上的固定卡，以便卸下主控阀。因此，本发明方法包括：
A、安装堵塞器本体：在关闭待换主控阀的情况下卸下其法兰盖或与之连接的生产阀；将堵塞器螺管及胀圈插入主控阀出流道内、同时将堵塞器法兰固定头与主控阀出口端法兰密封紧固连接；
B、堵塞油管头出流道：开启主控阀，通过螺管将胀圈及胀圈压头送至油管头出流道内后，转动胀圈调节杆，使胀圈径向膨胀以密封出流道；然后开启卸压、测压机构中的针阀将主控阀内的残压放空；
C、转换螺管固定部位；
a、安装固定架并紧固螺管：将固定杆组一端可拆式紧固于油管头上，另一端则通过固定板将其与螺管紧固成一体；
b、装固定卡：卸下主控阀与油管头法兰连接螺栓并通过转动螺纹套将主控阀拉离油管头，然后将固定卡环形卡入螺管上的固定槽后用螺栓将其紧固于油管头上，以将对螺管的轴向固定部位转移至主控阀与油管头之间；
D、卸下待换主控阀：拆除固定板，将堵塞器本体与主控阀一同或拆出两者的连接后先后从螺管上卸下；
E、换装新阀：将处于开启状态的新阀与卸下的堵塞器法兰固定头密封紧固成一体后套入螺管上，再通过固定板将螺管与各固定杆紧固成一体；然后逆向操作，即：取下固定卡→将新阀密封紧固于油管头法兰上→松开胀圈并将其退至新阀出流道→检测其压力后关闭新阀→开启针阀放空残压→拆除固定架及堵塞器本体与新阀的连接并将螺管和胀圈从新阀中退出→装上新阀法兰盖或生产阀，即成。
上述带压更换主控阀的方法所用堵塞器包括带法兰固定头、壳体、轴承组及螺母套、手轮座在内的堵塞器本体，螺管及设于其内的带胀圈压头的调节螺杆，胀圈，卸压、测压机构，手轮；关键在于该堵塞器还包括含固定杆组及固定座、固定板在内的过渡性固定架，可将螺杆紧固于油管头上的固定卡；在螺管上靠近胀圈部位还设有一环形卡槽；固定杆组的两端分别与固定座及固定板可拆卸紧固连接，固定卡环形卡于螺管上的卡槽内后通过螺栓与油管头出口端法兰紧固连接。所述固定座为设有两面法兰连接螺孔的油管头本体。所述固定杆组为3～4根两端均为螺纹，其一端可与油管头两面法兰连接螺孔紧固配合的直杆。而固定卡为两个半圆环形的对开式板体。
本发明由于在原堵塞器的基础上增设了过渡性固定架和固定卡，并将堵塞点设在油管头流道内，经过对螺管固定部位的转移，使待换闸阀可方便、可靠地从油管头上卸下更换或全面维修。从克服背景技术或需压井停产换阀，人力、物力耗费大，易造成对地层孔隙的堵塞、降低油(气)产量；或安全性差、操作困难、只能在低压井口装置上使用；或只能用于对主控阀进行局部维修，不能进行换阀及卸下阀体对其进行全面修复等弊病。而具有换阀操作方便、安全可靠，适用范围广，可在任何压力状态下的井口装置上使用，施工时间短、费用仅为压井换阀的十分之一，且不需压井停产，更不会造成地层孔隙堵塞的后遗症等特点。
附图及附图说明
图1为本发明堵塞器结构示意图；
图2为本发明堵塞器本体与主控阀连接及堵塞部位示意图。
图中：1、堵塞器本体，1～1、法兰固定头，1～2、壳体，1～3、轴承，1～4、螺母套，1～5、手轮座，2、螺管，2～1、键槽，2～2、卡槽，3、卸压、测压机构，4、待换主控阀，5、固定卡，6、油管头，6～1、油管头流道，7、胀圈，8、胀圈调节杆，8～1、压头，8～2、手轮座，9、平键，10～1、固定杆，10～2、固定板。
实施例
本实施例以型号为KQ70井口装置换主控阀用堵塞器及其带压换阀方法为例：
堵塞器本体1及其法兰固定头1～1、壳体1～2、轴承1～3、螺纹套1～4、手轮座1～5，卸压、测压机构3，平键9均与背景技术(ZL9721014.7)同。螺管2长1750mm其上外螺纹长1045mm，键2～1长1125mm，卡槽2～2槽底直径φ48mm，轴向长100mm，外端与固定板10～2配合处为直径φ48mm的光轴与管体行成的阶梯轴，其余与背景技术同；胀圈调节杆8长2010mm其余亦与背景技术同。与上述手轮座1～5及8～2配合的手轮采用活动手轮，使用时套上、用后即取下，以便操作。过渡性固定架中的固定杆10～1本实施例为4根长2200mm，直径φ36mm的直杆，体杆两端各设长120mm，M36的螺纹，固定板10～2直径φ480mm，厚55mm，其上每间隔90度共设4个直径φ38mm的通孔、两孔对角线距离403mm，与螺管2配合的中心孔直径φ48.5mm；本实施例采用油管头6作为过渡性固定架的固定座，即以其上双面法兰连接孔中的4个(共12个)螺孔作为固定杆连接孔。胀圈7本实施例采用一个外径φ64mm、内径34mm、轴向长45mm的丁晴橡胶圈。
本实施例以换PPF65-70主控阀为例：
A、首先关闭待换阀体4、卸下其外端的生产阀后将螺管2连同胀圈7插入阀体出流道，并用螺栓将堵塞器本体1地法兰固定头1～1与该阀法兰密封紧固成一体(图2)；
B、开启待换阀4，将手轮套于手轮座1～5转动螺母套1～4将螺管2端部及胀圈7送至油管头流道6～1内(图2)，同时转动调节杆8，压胀圈7以密封流道6～1；然后开启卸压、测压机构3中的针阀将阀体中的残压放空；
C、转换螺管2的固定部位：a、首先在油管头6的两面阀两侧每间隔两个螺栓卸下一个，共4个，并将4根固定杆分别紧固于螺孔内；再将固定板10～2套于螺管2的外端及各固定杆10～1上后，通过螺帽平衡紧固、使板体轴向紧压螺管2后；b、卸下待换阀4与油管头6的法兰连接螺栓并转动螺纹套1～4将待换阀4拉离油管头6，再将两对开式固定卡5卡于卡槽2～2后用螺栓将其紧固于油管头6上，从而将对螺管2的轴向固定转移至该部位；
D、卸下待换阀：拆除固定板10～2及法兰固定头1～1与待换阀4的法兰连接螺栓后、分别将堵塞器本体1及待换阀4从螺管2上取下；
E、换新阀：将型号为PPF65-70的新阀出流口法兰与堵塞器本体1的法兰固定头1～1紧固并开启新阀后，一同套于螺管2上；以下与前述程序逆向操作即可将新阀换上。最后将螺管2的头部及胀圈7退至新阀出流道内，关闭新阀，再经卸压、测压机构3检测、卸压后，取下堵塞器本体1，拨出螺管2及胀圈7，装上生产阀，即成。