本發(fā)明涉及一種環(huán)形防噴器及其工作方法，屬于石油鉆井設(shè)備裝置。

背景技術(shù)：

1、防噴器用于石油鉆井的過(guò)程中關(guān)閉井口，防止井噴事故的發(fā)生，現(xiàn)有環(huán)形防噴器在關(guān)井工作時(shí)，來(lái)自液壓系統(tǒng)的壓力油進(jìn)入關(guān)閉油缸，推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，膠芯受到活塞的擠壓向井口中心運(yùn)動(dòng)，環(huán)抱鉆具，從而密封井口。當(dāng)井口無(wú)鉆具時(shí)，膠芯向井口中心擠壓，直至填滿整個(gè)井口通道，防止高壓井液噴出。當(dāng)需要打開(kāi)環(huán)形防噴器時(shí)，壓力油進(jìn)入開(kāi)啟油缸，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，膠芯受到活塞的擠壓力消失，隨即向外伸張，井口打開(kāi)?，F(xiàn)有環(huán)形防噴器通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)活塞的上下移動(dòng)，再帶動(dòng)膠芯實(shí)現(xiàn)井口的關(guān)閉和開(kāi)啟，導(dǎo)致體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)輸和維護(hù)成本高，液壓油泄漏還會(huì)污染環(huán)境，而且采用液壓控制，難以準(zhǔn)確定位膠芯開(kāi)啟或閉合的程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種環(huán)形防噴器及其工作方法，其結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)速度快、安全高效，加入數(shù)字化控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以解決現(xiàn)有技術(shù)存在裝置體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)輸和維護(hù)成本高、響應(yīng)速度慢、有液壓油泄漏污染環(huán)境，行程控制難等問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種環(huán)形防噴器，包括底座殼體，所述底座殼體的頂部設(shè)置有與之相匹配的頂蓋，所述頂蓋和底座殼體裝配后內(nèi)部形成容腔，所述頂蓋的頂部以及底座殼體的底部設(shè)置有連通容腔的管口，所述底座殼體設(shè)置有活塞，所述頂蓋內(nèi)部容腔內(nèi)設(shè)置有密封芯，所述活塞通過(guò)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可上下移動(dòng)，所述密封芯位于活塞的頂部或上方。

4、進(jìn)一步的，所述密封芯的外緣為錐形或球面，且與頂蓋的內(nèi)表面配合。

5、進(jìn)一步的，在所述活塞的作用下，當(dāng)所述活塞向上移動(dòng)時(shí)，所述密封芯隨活塞的頂升向上移動(dòng)；當(dāng)所述活塞向下移動(dòng)時(shí)，所述活塞脫離密封芯，所述密封芯在自重作用下下移，或者，所述密封芯與活塞頂部連接，并隨所述活塞向下移動(dòng)。

6、進(jìn)一步的，所述底座殼體與頂蓋匹配處所在腔體且位于活塞的外側(cè)還設(shè)置有擋泥環(huán)，所述擋泥環(huán)的頂部與頂蓋底部匹配，所述擋泥環(huán)的底部與活塞配合。

7、進(jìn)一步的，所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子與底座殼體固定連接，所述轉(zhuǎn)子帶動(dòng)活塞上下移動(dòng)。

8、進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子為中空結(jié)構(gòu)，其套設(shè)于活塞的外側(cè)，且通過(guò)螺旋副與活塞裝配，通過(guò)螺旋副的作用使活塞可上下移動(dòng)。

9、進(jìn)一步的，在所述螺旋副所在的轉(zhuǎn)子下方還設(shè)置有推力軸承。

10、進(jìn)一步的，所述底座殼體與頂蓋通過(guò)螺柱連接，所述底座殼體與頂蓋連接處設(shè)置有主密封圈，所述螺柱的頂部還設(shè)置有蓋型螺母，所述蓋型螺母與頂蓋之間還設(shè)置有螺母密封圈。

11、進(jìn)一步的，所述擋泥環(huán)與活塞之間設(shè)置有第一密封圈，所述擋泥環(huán)與頂蓋之間設(shè)置有第二密封圈，所述擋泥環(huán)與底座殼體之間設(shè)置有第三密封圈，所述活塞與底座殼體之間設(shè)置有第第四密封圈。

12、一種環(huán)形防噴器的工作方法，應(yīng)用于上述的環(huán)形防噴器，通過(guò)外加控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)螺旋副帶動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞擠壓密封芯，使密封芯沿頂蓋的內(nèi)表面向井口中心運(yùn)動(dòng)并密封井口通道，實(shí)現(xiàn)井口的關(guān)閉；

13、當(dāng)需要打開(kāi)井口時(shí)，控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)，所述螺旋副帶動(dòng)所述活塞向下運(yùn)動(dòng)，所述活塞不再擠壓密封芯，所述密封芯向外展開(kāi)離開(kāi)井口中心，井口開(kāi)啟。

14、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

15、1、本發(fā)明的一種環(huán)形防噴器，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞的上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)膠芯對(duì)井口的關(guān)閉和開(kāi)啟。電驅(qū)環(huán)形防噴器因取消了液壓系統(tǒng)，降低了占地面積，減少了機(jī)械維護(hù)和運(yùn)輸?shù)某杀荆梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，提高操作的安全性和便捷性，有利于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。采用電驅(qū)，易于配備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，響應(yīng)速度更快，啟閉井口更精準(zhǔn)，能夠在發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)迅速封閉井口。

16、2、本發(fā)明的一種環(huán)形防噴器的工作方法，在操作的設(shè)計(jì)上，主要是采用電控的方式并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制防噴器的開(kāi)啟和閉合，其工作原理以及要求實(shí)現(xiàn)了整個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在裝置體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)輸和維護(hù)成本高、響應(yīng)速度慢、有液壓油泄漏污染環(huán)境等問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)形防噴器，其特征在于：包括底座殼體，所述底座殼體的頂部設(shè)置有與之相匹配的頂蓋，所述頂蓋和底座殼體裝配后內(nèi)部形成容腔，所述頂蓋的頂部以及底座殼體的底部設(shè)置有連通容腔的管口，所述底座殼體設(shè)置有活塞，所述頂蓋內(nèi)部容腔內(nèi)設(shè)置有密封芯，所述活塞通過(guò)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可上下移動(dòng)，所述密封芯位于所述活塞的頂部或上方。

2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述密封芯的外緣為錐形或球面，且與所述頂蓋的內(nèi)表面配合。

3.如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：在所述活塞的作用下，當(dāng)所述活塞向上移動(dòng)時(shí)，所述密封芯隨活塞的頂升向上移動(dòng)；當(dāng)所述活塞向下移動(dòng)時(shí)，所述活塞脫離密封芯，所述密封芯在自重作用下下移，或者，所述密封芯與活塞頂部連接，并隨所述活塞向下移動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述底座殼體與頂蓋匹配處所在腔體且位于活塞的外側(cè)還設(shè)置有擋泥環(huán)，所述擋泥環(huán)的頂部與所述頂蓋底部匹配，所述擋泥環(huán)的底部與所述活塞配合。

5.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子與底座殼體固定連接，所述轉(zhuǎn)子帶動(dòng)所述活塞上下移動(dòng)。

6.如權(quán)利要求5所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述轉(zhuǎn)子為中空結(jié)構(gòu)，其套設(shè)于所述活塞的外側(cè)，且通過(guò)螺旋副與所述活塞裝配，通過(guò)所述螺旋副的作用使所述活塞可上下移動(dòng)。

7.如權(quán)利要求6所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：在所述螺旋副所在的所述轉(zhuǎn)子下方還設(shè)置有推力軸承。

8.如權(quán)利要求4所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述底座殼體與頂蓋通過(guò)螺柱連接，所述底座殼體與頂蓋連接處設(shè)置有主密封圈，所述螺柱的頂部還設(shè)置有蓋型螺母，所述蓋型螺母與頂蓋之間還設(shè)置有螺母密封圈。

9.如權(quán)利要求4所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：所述擋泥環(huán)與活塞之間設(shè)置有第一密封圈，所述擋泥環(huán)與頂蓋之間設(shè)置有第二密封圈，所述擋泥環(huán)與底座殼體之間設(shè)置有第三密封圈，所述活塞與底座殼體之間設(shè)置有第四密封圈。

10.一種環(huán)形防噴器的工作方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的環(huán)形防噴器，其特征在于：通過(guò)外加控制系統(tǒng)控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)所述螺旋副帶動(dòng)所述活塞向上運(yùn)動(dòng)，所述活塞擠壓所述密封芯，使所述密封芯沿所述頂蓋的內(nèi)表面向井口中心運(yùn)動(dòng)并密封井口通道，實(shí)現(xiàn)井口的關(guān)閉；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種環(huán)形防噴器及其工作方法，屬于石油鉆井設(shè)備裝置技術(shù)領(lǐng)域；該裝置包括底座殼體，所述底座殼體的頂部設(shè)置有與之相匹配的頂蓋，所述頂蓋和底座殼體裝配后內(nèi)部形成容腔，所述頂蓋的頂部以及底座殼體的底部設(shè)置有連通容腔的管口，所述底座殼體設(shè)置有活塞，所述頂蓋內(nèi)部容腔內(nèi)設(shè)置有密封芯，所述活塞通過(guò)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置可上下移動(dòng)，所述密封芯位于活塞的頂部或上方；本發(fā)明主要是采用電控的方式并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制防噴器的開(kāi)啟和閉合，其工作原理以及要求實(shí)現(xiàn)了整個(gè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在裝置體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)輸和維護(hù)成本高、響應(yīng)速度慢、有液壓油泄漏污染環(huán)境，行程控制難等問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：朱驊,羅權(quán),龍科,梅昌茂,田德高,張藝豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川宏華石油設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19