一种天然气开采井封堵装置及其封堵方法

技术领域

本发明涉及天然气开采技术领域，具体为一种天然气开采井封堵装置及其封堵方法。

背景技术

天然气的开采并不是任何地方都可以的，专业人员需要进行勘测，勘测时会打出很多的试探井用以检测是否含有天然气，这些试探井在检测完毕之后需要将其封堵起来，后续再进行开采天然气，现有的封堵方式大多是采用水泥浇筑，这种方式会存在一些问题：

1、水泥浇筑的方式需要耗时耗力，而且其在之后需要开封时拆卸还非常的麻烦，同时这种浇筑的方式只能在井口平面处进行封堵，这样无法保证在井口内壁处也进行密封处理，这样在不久就会在井口密封盖处产生天然气泄漏。

2、在封堵完毕之后井内会由于天然气上升造成井口处压力增加在，而井面封堵处还有可能在压力过大的情况下出现浇筑封盖与井面分离的情况，这样就会造成天然气泄漏甚至发生安全事故，同时在井内的气压上升时无法得知具体的气压情况，此时如果开封就会由于井内外压力差过大而产生危险，同时也不利于天然气的采集。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种天然气开采井封堵装置及其封堵方法，具备密封性好、安全性高的优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种天然气开采井封堵装置，包括封堵盖和封堵筒体，封堵盖的底部和封堵筒体的顶部固定连接，所述封堵盖顶端的中部固定安装有压力表，所述封堵盖的外围活动套接有贯穿的固定销，所述封堵盖顶部的正面和背面对称固定安装有气阀，所述封堵盖顶面的中部开设有环形槽，所述环形槽内活动套接有活动转盖，所述封堵盖底面的中部固定安装有固定杆，所述封堵筒体的低端外圈固定安装有环形气囊，所述封堵筒体的内部开设有竖直的输气管，所述输气管连通气阀和环形气囊。

优选的，所述封堵筒体的中部筒壁开设有顶出腔，所述顶出腔内活动套接有顶出块，所述固定杆的底部外圈活动套接有滑动压力套环，所述固定杆的顶部外圈固定安装有环形隔板，所述环形隔板的底部固定连接有套接在固定杆外圈的挤压弹簧，所述顶出腔的外端内壁固定安装有限位环，所述限位环靠近固定杆的一端固定连接有复位弹簧，所述封堵筒体的底部内圈开设有限位环槽。

优选的，所述环形槽的底部开设有排气口，所述活动转盖顶部的一端固定连接有节流放喷嘴，所述活动转盖顶部的另一端固定连接有集气管，所述节流放喷嘴与集气管之间的夹角为180度，所述节流放喷嘴与集气管的管口处均设有阀门。

优选的，所述固定杆的中部开设有导气环孔，所述固定杆底端的外圈固定安装有限位块，所述固定杆顶部在导气环孔的外侧开设有通气口，所述通气口的高度高于环形隔板的顶面。

优选的，所述顶出块的外端成锥角状，所述顶出块的内端的底部呈斜面，所述滑动压力套环的顶部外圈呈斜面，所述顶出块的内端斜面与滑动压力套环的顶端斜面相贴合。

优选的，所述顶出腔内腔壁开设有限位槽，所述顶出块的内端大于外端，所述顶出块的内端套接在顶出腔的限位槽内，所述顶出块内端的顶部内侧呈与滑动压力套环外圈直径相同的圆弧状。

优选的，所述排气口共开设有三个，三个所述排气口呈圆状分布，所述排气口与节流放喷嘴和集气管的孔道大小相同。

优选的，所述封堵方法的步骤为：

S1、将开采井口部位清理干净，并将封堵盖和封堵筒体安装好套接进开采井内；

S2、打开气阀通过输气管向环形气囊内灌入气体，环形气囊膨胀并顶到开采井内壁；

S3、滑动压力套环受气压向上滑动并向外侧顶动顶出块，顶出块插入开采井内壁；

S4、转动活动转盖调节节流放喷嘴和集气管的位置用以来进行泄气和集气。

本发明具备以下有益效果：

1、通过设置封堵盖和封堵筒体相配合固定安装在开采井顶部，且在封堵筒体的外侧固定安装有环形气囊，相较于现有技术来说，这种封堵结构方便安装和拆卸，节省了人力和时间，同时利用封堵筒体套接在开采井内壁上，并通过气阀和输气管向环形气囊内充气，利用气囊的膨胀性顶到开采井的内壁并紧贴住，可以有效的增加井口内壁处的密封性。

2、通过在封堵筒体的内部活动套接有滑动压力套环且在内壁开孔并套接有顶出块，在顶部还设置有活动转盖，相较于现有技术来说，当滑动压力套环收到变大的气压时就会向上滑动并向外顶动顶出块，顶出块向外顶出并插入到井壁内，这样整个封堵装置与开采井之间的牢固性能就增加了，即使在高气压下也能保证不会向上顶出去脱离井体，保证了密封的同时还能保证安全性，而且采用的活动转盖配有节放流喷嘴和集气管，并在封堵盖上开设有三个排气口，可以有效地根据开封时的具体情况进行调节活动转盖用来泄压和集气，提高开封的安全性。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明结构整体半剖图；

图3为本发明结构整体正视图；

图4为本发明封堵盖结构俯视图；

图5为本发明结构正视半剖图；

图6为本发明结构侧视半剖图；

图7为本发明结构横向半剖图。

图中：1、封堵盖；101、环形槽；102、排气口；2、封堵筒体；201、顶出腔；202、限位环槽；203、限位环；204、复位弹簧；205、输气管；3、压力表； 4、固定销；5、活动转盖；501、节流放喷嘴；502、集气管；6、气阀；7、环形气囊；8、固定杆；801、导气环孔；802、限位块；803、通气口；9、顶出块； 10、滑动压力套环；11、环形隔板；12、挤压弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，一种天然气开采井封堵装置，包括封堵盖1和封堵筒体2，封堵盖1的底部和封堵筒体2的顶部固定连接，所述封堵盖1顶端的中部固定安装有压力表3，所述封堵盖1的外围活动套接有贯穿的固定销4，所述封堵盖 1顶部的正面和背面对称固定安装有气阀6，所述封堵盖1顶面的中部开设有环形槽101，所述环形槽101内活动套接有活动转盖5，所述封堵盖1底面的中部固定安装有固定杆8，所述封堵筒体2的低端外圈固定安装有环形气囊7，所述封堵筒体2的内部开设有竖直的输气管205，所述输气管205连通气阀6和环形气囊7，所述封堵筒体2的中部筒壁开设有顶出腔201，所述顶出腔201内活动套接有顶出块9，所述固定杆8的底部外圈活动套接有滑动压力套环10，所述固定杆8的顶部外圈固定安装有环形隔板11，所述环形隔板11的底部固定连接有套接在固定杆8外圈的挤压弹簧12，所述顶出腔201的外端内壁固定安装有限位环203，所述限位环203靠近固定杆8的一端固定连接有复位弹簧204，所述封堵筒体2的底部内圈开设有限位环槽202，所述环形槽101的底部开设有排气口102，所述活动转盖5顶部的一端固定连接有节流放喷嘴501，所述活动转盖5顶部的另一端固定连接有集气管502，所述节流放喷嘴501与集气管502之间的夹角为180度，所述节流放喷嘴501与集气管502的管口处均设有阀门。

其中，所述固定杆8的中部开设有导气环孔801，所述固定杆8底端的外圈固定安装有限位块802，所述固定杆8顶部在导气环孔801的外侧开设有通气口 803，所述通气口803的高度高于环形隔板11的顶面，环形隔板11与封堵筒体2以及固定杆8组成了一个密闭空间，而通气口803高于环形隔板11可以将开采井内的位于封堵装置下方的天然气传递到排气口102处。

其中，所述顶出块9的外端成锥角状，所述顶出块9的内端的底部呈斜面，所述滑动压力套环10的顶部外圈呈斜面，所述顶出块9的内端斜面与滑动压力套环10的顶端斜面相贴合，顶出块9的外端呈锥角方便其插入到开采井的内壁，其内端的斜面与滑动压力套环10贴合是方便推动，同时接触面积大分散接触挤压力，更利于提高使用寿命。

其中，所述顶出腔201内腔壁开设有限位槽，所述顶出块9的内端大于外端，所述顶出块9的内端套接在顶出腔201的限位槽内，所述顶出块9内端的顶部内侧呈与滑动压力套环10外圈直径相同的圆弧状，顶出腔201内设置的限位槽是为了限制顶出块9在装置没安装时可以固定住，不会被复位弹簧204顶到封堵筒体2内腔，当滑动压力套环10完全滑动将顶出块9顶到筒体壁内时其圆弧状内侧面可以与滑动压力套环10相贴合，保证密封性。

其中，所述排气口102共开设有三个，三个所述排气口102呈圆状分布，所述排气口102与节流放喷嘴501和集气管502的孔道大小相同，有两个排气口102在一条直线上，可以在压力过大时一边燃烧天然气一边集气，当压力不是很大时，只需将活动转盖5转动到与两个排气口102直线垂直的方向即可实现只集气或者燃烧检测的效果。

其中，天然气开采井封堵方法的步骤为：

S1、将开采井口部位清理干净，并将封堵盖1和封堵筒体2安装好套接进开采井内；

S2、打开气阀6通过输气管205向环形气囊7内灌入气体，环形气囊7膨胀并顶到开采井内壁；

S3、滑动压力套环10受气压向上滑动并向外侧顶动顶出块9，顶出块9插入开采井内壁；

S4、转动活动转盖5调节节流放喷嘴501和集气管502的位置用以来进行泄气和集气。

工作原理，使用前先将封堵盖1与封堵筒体2固定连接好，然后将整个封堵装置套接进开采井内，先将固定销4固定牢固，然后打开气阀6向环形气囊7 内充气，环形气囊7胀起顶到开采井的内壁，等充气气压达到一定值之后停止充气关闭气阀6，整个封堵装置安装完毕；

当开采井内的气压上升时会顶动滑动压力套环10，滑动压力套环10上滑会向外顶动顶出块9，顶出块9向外伸出并且插入到开采井内壁中起到固定的作用，保证装置整体的密封性；

当需要进行开封或者集气时，先观察压力表3的数值，根据具体的情况选择是开单排气口102还是双排气口102，等开采井内部气压下去之后在挤压弹簧 12、复位弹簧204的作用下滑动压力套环10和顶出块9都会复位，此时可以进行开封，不会存在气压不平衡的危险。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。