油田井喷抢险用井口装置

技术领域

本发明涉及一种油气田井喷抢险装置及方法，特别涉及一种油田井喷抢险用井口装置。

背景技术

在石油的开采过程中，天然气井由于易喷，易爆，而对井口的要求较高，但是目前这些天然气井的井口的情况却是在原有的250井及350井井口结构的基础上，进行的简单密封，而对井口，因为高压、溢流等造成的危害，并没有根本解决，如现有的法兰盘连接结构，就无法实现在井喷时的快速连接，再如，阀门的闸板结构，无法实现气井上的气体自我锁定安全关闭，在使用中存在着很大的隐患。

因此，当出现井喷事故时，操作人员无法封井，只能任由油气从井下喷出，造成周边环境的严重污染，甚至出现工作人员伤亡的重大安全事故，无法进行快速抢险封井，更没办法进行油田作业操作。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种油田井喷抢险用井口装置，利用专用的井喷抢险安装工具快速将井喷抢险防喷器固定在井口，实现封井操作，并进一步实现了井喷抢险防喷器与井口大四通的快速对接，再安装专用的作业用自锁防喷器，进行正常的油井作业操作。

本发明提到的一种油田井喷抢险用井口装置，其技术方案是：包括井口法兰（2）和大四通（4），大四通（4）固定在井口法兰（2）上，其改进之处是：还包括井喷抢险防喷器（a）和作业用自锁防喷器（b），所述抢险专用防喷器（a）安装在大四通（4）上方，作业用自锁防喷器（b）安装在抢险专用防喷器（a）的上方，在作业用自锁防喷器（b）的顶部设有防喷过渡连接器（13），并通过固定卡箍（14）连接光杆密封器（15）；所述抢险专用防喷器（a）包括安全压帽（5）、叠合托盘（6）、锁块（7）、梯形密封垫（8）、关井液压缸（9）、井喷抢险防喷器本体（10）、关井闸板（11）和双半传力块（16），所述井喷抢险防喷器本体（10）的底部通过安全压帽（5）连接双半传力块（16）和叠合托盘（6），并在双半传力块（16）与安全压帽（5）之间安装锁块（7）；所述的井喷抢险防喷器本体（10）的中部设有关井液压缸（9），关井液压缸（9）的内侧设有关井闸板（11），通过关井闸板（11）将井喷的油井关闭；所述的井喷抢险防喷器本体（10）的顶部活动连接作业用自锁防喷器（b），所述作业用自锁防喷器（b）包括作业用自锁防喷器本体（17）、防喷盖板反转扭簧（18）、防喷盖板（19）、密封固定套（20）、防喷盖板固定销（21）、盖板旋转轴（22）、朝天密封件（23）和单向密封件（24），所述作业用自锁防喷器本体（17）的中部设有上下过液通道，在上下过液通道的上部内壁设有单向密封件（24），在单向密封件（24）的下方水平方向的圆孔，在圆孔内安设密封固定套（20）、防喷盖板固定销（21）和盖板旋转轴（22），所述防喷盖板固定销（21）的内侧设有盖板旋转轴（22），外层设有密封固定套（20），所述防喷盖板（19）的一端与盖板旋转轴（22）活动连接，且在盖板旋转轴（22）上设有防喷盖板反转扭簧（18）。

优选的，上述防喷盖板（19）的外端与朝天密封件（23）配合，所述朝天密封件（23）安设在作业用自锁防喷器本体（17）的中部的上下过液通道上，且与盖板旋转轴（22）高度相同。

优选的，上述抢险专用防喷器（a）通过井喷抢险安装器（c）连接在井口，所述井喷抢险安装器（c）包括安装器底座（c1）、压喷动力缸（c2）、防喷器固定板（c3）、固定螺栓（c4）、伸缩臂（c5）、万向滚轮（c6），所述安装器底座（c1）的底部设有多个万向滚轮（c6），在安装器底座（c1）的四个角分别设有压喷动力缸（c2）和伸缩臂（c5），在伸缩臂（c5）的顶部连接防喷器固定板（c3），防喷器固定板（c3）的下侧活动连接井喷抢险防喷器（a）。

优选的，上述叠合托盘（6）包括托盘主体（6.1）、半开连接盘（6.2）、第五连接螺栓（6.3），所述托盘主体（6.1）为两个半圆环形结构组成，在托盘主体（6.1）的一侧设有半圆环形凹槽，用于安装两个半开连接盘（6.2），且托盘主体（6.1）和半开连接盘（6.2）通过第五连接螺栓（6.3）连接，且所述的托盘主体（6.1）的外壁设有外螺纹（6.4）。

优选的，上述井喷抢险防喷器本体（10）的底部设有大四通固定端（10.1），所述大四通固定端（10.1）的外壁上设有多个锁块固定孔（10.2），在井喷抢险防喷器本体（10）的中部两侧分别设有关井液压缸安装槽（10.3），用于安装关井液压缸；在关井液压缸安装槽（10.3）内分别设有闸板安装通道（10.4）；所述井喷抢险防喷器本体（10）的顶部设有多个防喷器固定螺孔（10.6）和上密封孔（10.7）。

优选的，上述大四通固定端（10.1）的上侧设有多个燕尾槽（10.5），用于安装燕尾形的密封圈；所述的闸板安装通道（10.4）为长方形结构，所述关井液压缸安装槽（10.3）为圆柱形槽，所述锁块固定孔（10.2）为楔形孔。

优选的，上述关井闸板（11）包括连接密封轴（11.1）、关井密封板（11.2）、连接骨架（11.3），所述的连接密封轴（11.1）为圆柱形结构，在连接密封轴（11.1）的一端设有关井密封板（11.2），所述关井密封板（11.2）与连接密封轴（11.1）通过连接骨架（11.3）固定，所述的关井密封板（11.2）的外面设有密封橡胶层，连接密封轴（11.1）的另一端设有外螺纹（11.5）。

优选的，上述连接骨架（11.3）的一端设有防脱辅助架（11.4）。

优选的，上述锁块（7）为楔形结构，且在锁块（7）的粗头一端设有拆卸螺栓孔（7.1）。

优选的，上述梯形密封垫（8）包括密封垫主体（8.1）、上三角形凹槽（8.2）、下三角形凹槽（8.3），所述密封垫主体（8.1）的外形为梯形结构，密封垫主体（8.1）的上表面设有上三角形凹槽（8.2），下表面设有下三角形凹槽（8.3），所述上三角形凹槽（8.2）和下三角形凹槽（8.3）分别为环形结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：

一、本发明将专门设计的抢险专用防喷器通过专用的井喷抢险安装器快速安装在井喷的井口上，快速实现了对突发的井喷的控制；另外，在抢险专用防喷器的底部安装双半传力块和叠合托盘，并通过第五连接螺栓连接固定，之后，安装锁块，再通过安全压帽旋转固定，从而将井喷抢险防喷器本体牢固的卡在大四通上，再拆卸下井喷抢险安装器，安全方便，实现快速抢险；

二、本发明通过锁块与双半传力块的配合锁定，提供了快速操作可能，这样，就可实现快速固定抢险专用防喷器，因此，该工艺是一个高效安全的救援抢险措施；叠合托盘与双半传力块的分组式结合方式为防喷器在大四通（或井口）上的安装的加固变得变成了可能，且具有方便，安全，实用的特点；

三、关井液压缸与防喷器本体的分体式设计，使得加工变得更加方便，且节约了大量的加工费用；井喷抢险防喷器本体上的端面燕尾槽结构的设计，使得在安装时，变得更加安全，与梯形密封垫相配合，可以避免漏油漏气，使密封系统变得更加安全可靠；实现了对突发的井喷井口控制，使得环境得到了保护，节约了资源，保证了人身的安全；

四、本发明将作业用自锁防喷器安装在抢险专用防喷器上，从而可以实现油井正常作业，正常下管柱时，管柱将防喷盖板向下推开，并将关井闸板开启，在单向密封件的作用下，自行密封，安全下入管柱；当上提管柱时，当管柱提出防喷盖板时，防喷盖板会在防喷盖板反转扭簧的作用下复位关闭，与朝天密封件形成密封系统，完成上提管柱后的密封，实现油井的正常作业操作，操作安全、快速，实现了油井的快速抢修和复产。

附图说明

图1是本发明实施例1的整体安装结构示意图；

图2是本发明实施例1的抢险专用防喷器的安装示意图；

图3是叠合托盘的侧面半剖结构示意图；

图4是叠合托盘的正面结构示意图；

图5是双半传力块的侧面结构示意图；

图6是双半传力块的正面结构示意图；

图7是井喷抢险防喷器本体的结构示意图；

图8是井喷抢险防喷器本体的A-A截面示意图；

图9是关井闸板的半剖示意图；

图10是关井闸板的侧视图；

图11是关井闸板的左视图；

图12是锁块的半剖示意图；

图13是锁块的左视图；

图14是梯形密封垫的半剖示意图；

图15是梯形密封垫的左侧截面示意图；

图16是本发明的实施例2的整体安装结构示意图；

上图中：油井套管1、井口法兰2、第一连接螺栓3、大四通4、安全压帽5、叠合托盘6、锁块7、梯形密封垫8、关井液压缸9、井喷抢险防喷器本体10、关井闸板11、第三连接螺栓12、防喷过渡连接器13、固定卡箍14、光杆密封器15、双半传力块16、

作业用自锁防喷器本体17、防喷盖板反转扭簧18、防喷盖板19、密封固定套20、防喷盖板固定销21、盖板旋转轴22、朝天密封件23、单向密封件24、第二连接螺栓25，托盘主体6.1、半开连接盘6.2、第五连接螺栓6.3、外螺纹6.4，拆卸螺栓孔7.1，密封垫主体8.1、上三角形凹槽8.2、下三角形凹槽8.3，连接密封轴11.1、关井密封板11.2、连接骨架11.3、防脱辅助架11.4、外螺纹11.5，

安装器底座c1、压喷动力缸c2、防喷器固定板c3、固定螺栓c4、伸缩臂c5、万向滚轮c6、第四连接螺栓c7，

井喷抢险防喷器a、作业用自锁防喷器b、井喷抢险安装器c。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，参照图1-3，本发明提到的一种油田井喷抢险用井口装置，包括井口法兰2和大四通4，大四通4固定在井口法兰2上，其改进之处是：还包括井喷抢险防喷器a和作业用自锁防喷器b，所述抢险专用防喷器a安装在大四通4上方，作业用自锁防喷器b安装在抢险专用防喷器a的上方，在作业用自锁防喷器b的顶部设有防喷过渡连接器13，并通过固定卡箍14连接光杆密封器15；所述抢险专用防喷器a包括安全压帽5、叠合托盘6、锁块7、梯形密封垫8、关井液压缸9、井喷抢险防喷器本体10、关井闸板11和双半传力块16，所述井喷抢险防喷器本体10的底部通过安全压帽5连接双半传力块16和叠合托盘6，并在双半传力块16与安全压帽5之间安装锁块7；所述的井喷抢险防喷器本体10的中部设有关井液压缸9，关井液压缸9的内侧设有关井闸板11，通过关井闸板11将井喷的油井关闭；所述的井喷抢险防喷器本体10的顶部活动连接作业用自锁防喷器b，所述作业用自锁防喷器b包括作业用自锁防喷器本体17、防喷盖板反转扭簧18、防喷盖板19、密封固定套20、防喷盖板固定销21、盖板旋转轴22、朝天密封件23和单向密封件24，所述作业用自锁防喷器本体17的中部设有上下过液通道，在上下过液通道的上部内壁设有单向密封件24，在单向密封件24的下方水平方向的圆孔，在圆孔内安设密封固定套20、防喷盖板固定销21和盖板旋转轴22，所述防喷盖板固定销21的内侧设有盖板旋转轴22，外层设有密封固定套20，所述防喷盖板19的一端与盖板旋转轴22活动连接，且在盖板旋转轴22上设有防喷盖板反转扭簧18。

其中，上述防喷盖板19的外端与朝天密封件23配合，所述朝天密封件23安设在作业用自锁防喷器本体17的中部的上下过液通道上，且与盖板旋转轴22高度相同。

参照图2，本发明的抢险专用防喷器a通过井喷抢险安装器c连接在井口，所述井喷抢险安装器c包括安装器底座c1、压喷动力缸c2、防喷器固定板c3、固定螺栓c4、伸缩臂c5、万向滚轮c6，所述安装器底座c1的底部设有多个万向滚轮c6，在安装器底座c1的四个角分别设有压喷动力缸c2和伸缩臂c5，在伸缩臂c5的顶部连接防喷器固定板c3，防喷器固定板c3的下侧活动连接井喷抢险防喷器a。

参照图3和图4，本发明的叠合托盘6包括托盘主体6.1、半开连接盘6.2、第五连接螺栓6.3，所述托盘主体6.1为两个半圆环形结构组成，在托盘主体6.1的一侧设有半圆环形凹槽，用于安装两个半开连接盘6.2，且托盘主体6.1和半开连接盘6.2通过第五连接螺栓6.3连接，且所述的托盘主体6.1的外壁设有外螺纹6.4。

参照图7和图8，本发明的井喷抢险防喷器本体10的底部设有大四通固定端10.1，所述大四通固定端10.1的外壁上设有多个锁块固定孔10.2，在井喷抢险防喷器本体10的中部两侧分别设有关井液压缸安装槽10.3，用于安装关井液压缸；在关井液压缸安装槽10.3内分别设有闸板安装通道10.4；所述井喷抢险防喷器本体10的顶部设有多个防喷器固定螺孔10.6和上密封孔10.7。

其中，上述大四通固定端10.1的上侧设有多个燕尾槽10.5，用于安装燕尾形的密封圈；所述的闸板安装通道10.4为长方形结构，所述关井液压缸安装槽10.3为圆柱形槽，所述锁块固定孔10.2为楔形孔。

参照图9-图11，本发明的关井闸板11包括连接密封轴11.1、关井密封板11.2、连接骨架11.3，所述的连接密封轴11.1为圆柱形结构，在连接密封轴11.1的一端设有关井密封板11.2，所述关井密封板11.2与连接密封轴11.1通过连接骨架11.3固定，所述的关井密封板11.2的外面设有密封橡胶层，连接密封轴11.1的另一端设有外螺纹11.5。

优选的，上述连接骨架11.3的一端设有防脱辅助架11.4。

参照图12-图13，上述锁块7为楔形结构，且在锁块7的粗头一端设有拆卸螺栓孔7.1。

参照图14-图15，上述梯形密封垫8包括密封垫主体8.1、上三角形凹槽8.2、下三角形凹槽8.3，所述密封垫主体8.1的外形为梯形结构，密封垫主体8.1的上表面设有上三角形凹槽8.2，下表面设有下三角形凹槽8.3，所述上三角形凹槽8.2和下三角形凹槽8.3分别为环形结构。

本发明提到的一种油田井喷抢险用井口装置的使用方法，包括如下过程：

一、将抢险专用防喷器a通过井喷抢险安装器c连接在井喷的井口：

首先，将抢险专用防喷器a安装在井喷抢险安装器c上，井喷抢险安装器c的安装器底座c1的底部设有多个万向滚轮c6，在安装器底座c1的四个角分别设有压喷动力缸c2和伸缩臂c5，在伸缩臂c5的顶部连接防喷器固定板c3，防喷器固定板c3的下侧通过连接螺栓c4连接井喷抢险防喷器a；

然后，将安装抢险专用防喷器a的井喷抢险安装器c推到正在井喷的井口，通过安装器底座c1卡在井口法兰2底部，再调整喷动力缸c2和伸缩臂c5的高度，操纵压喷动力缸c2使抢险专用防喷器a位于大四通4的上部；之后，开启关井液压缸9，将关井闸板11打开伸出，将井喷的井口封住；

然后，将螺纹连接在井喷抢险防喷器本体10下端的安全压帽5旋转卸下，在井喷抢险防喷器本体10的底部安装双半传力块16和叠合托盘6，并通过第五连接螺栓6.3连接固定，之后，安装锁块7，再次将安全压帽5旋转安装好，从而将井喷抢险防喷器本体10牢固的卡在大四通4上；

最后，再调整喷动力缸c2和伸缩臂c5的高度，拆下连接螺栓c4，推走井喷抢险安装器c；

二、将作业用自锁防喷器b安装在抢险专用防喷器a的上方：

首先，在井喷抢险防喷器本体10的上端通过第二连接螺栓25连接作业用自锁防喷器b，在作业用自锁防喷器b的顶部通过第三连接螺栓12连接防喷过渡连接器13，并通过固定卡箍14连接光杆密封器15；所述的作业用自锁防喷器b的中部设有上下过液通道，在上下过液通道的上部内壁设有单向密封件24，在单向密封件24的下方水平方向的圆孔，在圆孔内安设密封固定套20、防喷盖板固定销21和盖板旋转轴22，所述防喷盖板固定销21的内侧设有盖板旋转轴22，外层设有密封固定套20，所述防喷盖板19的一端与盖板旋转轴22活动连接，且在盖板旋转轴22上设有防喷盖板反转扭簧18；

其次，作业用自锁防喷器b工作时：

当正常下管柱时，管柱将防喷盖板19向下推开，并将关井闸板11开启，在单向密封件24的作用下，自行密封，安全下入管柱；

当上提管柱时，当管柱提出防喷盖板19时，防喷盖板19会在防喷盖板反转扭簧18的作用下复位关闭，与朝天密封件23形成密封系统，完成上提管柱后的密封。

实施例2，参照图16，本发明提到的一种油田井喷抢险用井口装置，包括井口法兰2和大四通4，大四通4固定在井口法兰2上，其改进之处是：还包括井喷抢险防喷器a，所述抢险专用防喷器a安装在大四通4上方，抢险专用防喷器a的顶部设有防喷过渡连接器13，并通过固定卡箍14连接光杆密封器15；所述抢险专用防喷器a包括安全压帽5、叠合托盘6、锁块7、梯形密封垫8、关井液压缸9、井喷抢险防喷器本体10、关井闸板11和双半传力块16，所述井喷抢险防喷器本体10的底部通过安全压帽5连接双半传力块16和叠合托盘6，并在双半传力块16与安全压帽5之间安装锁块7；所述的井喷抢险防喷器本体10的中部设有关井液压缸9，关井液压缸9的内侧设有关井闸板11，通过关井闸板11将井喷的油井关闭。

本发明提到的一种油田井喷抢险用井口装置的使用方法，包括以下过程：

首先，将抢险专用防喷器a安装在井喷抢险安装器c上，井喷抢险安装器c的安装器底座c1的底部设有多个万向滚轮c6，在安装器底座c1的四个角分别设有压喷动力缸c2和伸缩臂c5，在伸缩臂c5的顶部连接防喷器固定板c3，防喷器固定板c3的下侧通过连接螺栓c4连接井喷抢险防喷器a；

然后，将安装抢险专用防喷器a的井喷抢险安装器c推到正在井喷的井口，通过安装器底座c1卡在井口法兰2底部，再调整喷动力缸c2和伸缩臂c5的高度，操纵压喷动力缸c2使抢险专用防喷器a位于大四通4的上部；之后，开启关井液压缸9，将关井闸板11打开伸出，将井喷的井口封住；

然后，将螺纹连接在井喷抢险防喷器本体10下端的安全压帽5旋转卸下，在井喷抢险防喷器本体10的底部安装双半传力块16和叠合托盘6，并通过第五连接螺栓6.3连接固定，之后，安装锁块7，再次将安全压帽5旋转安装好，从而将井喷抢险防喷器本体10牢固的卡在大四通4上；

最后，再调整喷动力缸c2和伸缩臂c5的高度，拆下连接螺栓c4，推走井喷抢险安装器c。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。