一种油气井带压换阀的固定机架装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种油气井带压换阀的固定机架装置，它由卡箍组件、三立柱组件、卡盘梁组件、油缸支撑梁组件及顶部梁组件组成。两个卡箍分别卡在大法兰和底法兰上，卡箍之间用固定螺栓紧固在大法兰和底法兰上，三根立柱联结在卡箍组件中的三个连接螺栓上，在对称的两个立柱的下部的螺纹上，固定着卡板，在立柱的中部固定有油缸支撑板。立柱的顶部梁组件，卡盘梁组件、油缸支撑梁组件，距离井口的高度，均可调节。本实用新型不需要拆卸原井口大法兰上的联结螺栓，具有高度的稳定性、轴向位移的可调性，能够适应不同压力等级的采油采气井口，既保证了带压换阀作业的安全性，又大大缩短了作业时间。
【专利说明】一种油气井带压换阀的固定机架装置
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型属于石油及天然气开采业的【技术领域】。
[0003]【背景技术】
[0004]不压井更换高压天然气井口闸阀的好处是:第一，不会污染和堵塞天然气产层而影响产量；第二，不压井降低了作业成本；第三，大大减少油、气外漏量，保护了环境。
[0005]各大产油国都重视这一技术，美国、俄罗斯都能进行不压井作业，但各有特点。我国很早就开展了这一技术的开发，其解决途径与美国和俄罗斯都不相同，其特点见中国专利ZL200420092307.0《不压井更换高压天然气采气井口闸阀装置》，根据这一专利已在国内实施了 200多口高压天然气井的不压井更换井口闸阀的作业，也在国外进行过相同的施工作业，具有很高的可靠性和安全性。但是，上述专利以及实际操作中，发现固定机架存在下列问题，一是固定机架利用的是原井口的大法兰螺栓孔，因此，在相应的位置首先要拆卸螺栓，经常由于螺栓年久失修，拆卸十分困难，在高压下拆卸两条螺栓，也会造成安全问题；二是固定机架只有两根立柱，稳定性较差，操作很不安全；三是顶梁，高度不能调节，中部油缸支撑梁以及卡板梁操作困难，影响效率、延误带压作业时间。
[0006]目前尚未见到解决固定机架上述缺陷的公开报道。
[0007]
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是提供一种油气井带压换阀的固定机架装置，它由卡箍组件、三立柱组件、卡盘梁组件和油缸支撑梁组件，以及顶部梁组件组成，不需要拆卸原井口大法兰上的联结螺栓，并具有高度的稳定性。卡箍组件中的两个卡箍分别卡在井口大法兰和井口大四通的底法兰上，卡箍之间用固定螺栓紧固在井口大法兰和井口大四通的底法兰上，三立柱组件中的三根立柱，联结在卡箍组件中的三个连接螺栓上，在对称的两个立柱的下部的螺纹上，固定着卡盘梁组件的卡板，在对称的两个立柱的中部固定有油缸支撑梁组件的支撑板，在对称的两个立柱的顶部固定着顶部梁组件的丁字梁，卡盘梁组件、油缸支撑梁组件以及丁字梁组件距离井口的高度，均可调节。本实用新型是对中国专利ZL200420092307.0的完善与补充。
[0009]本实用新型的目的是这样实现的:设计一种油气井带压换阀的固定机架装置，它由卡箍组件、三立柱组件、卡盘梁组件和油缸支撑梁组件，以及顶部梁组件组成，所述卡箍组件的卡箍由形状对称的四个半圆卡块(I)组成，两半圆形卡块之间由四条螺栓(2)连接起来，分别卡紧在井口大四通(3)上的大法兰(4)和井口大四通底法兰(5)上，卡紧在大法兰上的卡箍与卡紧在底法兰上的卡箍由四条连接螺栓(6)及固定螺母(7)联结起来，其中三条连接螺栓的上部留出有与三立柱连接用的公螺纹(8)，半圆卡块(I)的侧面加工有母螺纹(9)，尺寸与公螺纹(8)配合，母螺纹之间的距离H与连接螺栓(6)的圆周尺寸相同，所述三立柱组件的三根立柱底部，均有立柱母螺纹(10)，并与公螺纹(8)相配合，其中，对称于圆心，并与卡块(I)开口成45°角的A立柱(11)和B立柱(12)的外部车制有方螺纹，并与卡盘梁组件连接，A立柱和B立柱上的中部，预留有两个卡槽(13)，并与油缸支撑梁组件连接，三个立柱的顶部均加工有长外螺纹，并与顶部梁组件连接，油缸(14)可固定在油缸支撑梁的中部，空心活塞杆(15)可固定在顶部梁组件里，所述卡盘梁组件由卡板(16)、上固定螺母(17)、下固定螺母(18)组成，卡板两端开有U型孔，U型孔的中心距与对称的A立柱和B立柱的中心距相等，中部开有与空心活塞杆(15)卡槽相配合的U型孔，上固定螺母下部安装有平面轴承(19)，平面轴承下部是一支撑环(20)，支撑环由螺纹外套(21)与螺母(17)相连接，所述油缸支撑梁组件由套装在油缸(14)上的支撑板(22)、固定套(23)、油缸双半环(24)以及支承座(25)、双半环(26)、固定螺套(27)组成，油缸双半环(24)装在支撑板与油缸(14)的卡槽内，由固定套(23)通过螺纹固定，支撑板(22)坐在支承座(25)上，并由螺栓(28)固定，双半环(26)安装在立柱卡槽(13)与支承座(25)内，并用固定螺套(27)固定，根据现场需要，油缸支撑板组件也可安装在A立柱(11)和B立柱(12)的下卡槽内，所述顶部梁组件，由丁字梁(29)、丁字梁双半环(30)、压紧螺套(31)以及固定螺母(32)组成，丁字梁双半环安装在空心活塞杆(15)卡槽和丁字梁(29)内，并由压紧螺套(31)通过螺纹压紧，丁字梁(29)两端圆孔装在A立柱(11)和B立柱(12)的上部公母螺纹上，并可根据施工需要应用固定螺母来调节丁字梁的高度，所述三立柱组件中，在带压更换套管闸阀(33)时，只需将A立柱(11)和B立柱(12)接入双公转换螺栓(34)后，分别水平安装在卡块(I)上的侧面母螺纹(9)上，并以套管闸阀(33)为中心，调节A立柱(11)和B立柱(12)之间的距离，并保持与卡板梁组件、卡箍组件、油缸支撑组件及顶部梁组件中心—致。
[0010]本实用新型的有益效果是:一是带压换阀需要固定机架的工作，不需要拆卸大法兰上的连接螺栓，既保证了安全，也加快了施工进度；二是由三根立柱组成的固定机架极大地增加了机架的稳定性，三是减少了卡板上固定螺母的操作力矩，改进油缸支撑组件及顶部梁组件高度的可调节性能，这对保证密封胶筒封堵高压油气的可靠性至关重要。由于这一固定机架装置的优良结构性能，将使带压更换高压油气井闸阀的施工作业的时间大大缩短，更保证了现场操作人员的人-身安全，这对于全国各高压油气井进一步大面积采用带压更换闸阀意义重大，因此所产生的经济效益可观，同时又可以防止产层污染，为保护环境做出贡献。
[0011]【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
[0013]图1卡箍组件结构示意图。
[0014]图2卡箍组件结构的A-O-B剖视图。
[0015]图3三立柱组件结构示意图。
[0016]图4是三立柱组件局部的A-A剖视图。
[0017]图5卡盘梁组件结构示意图。
[0018]图6是卡盘梁组件局部的A-A剖视图。
[0019]图7油缸文撑梁组件结构示意图。
[0020]图8顶部梁组件结构示意图。
[0021]图9顶部梁组件局部的A-A剖视图。
[0022]图10更换套管闸阀固定机架结构示意图。
[0023]图中，1-卡块；2-螺栓；3-井口大四通；4-大法兰；5-底法兰；6-连接螺栓；7-固定螺母；8_公螺纹；9_母螺纹；10-立柱母螺纹；I1-A立柱；12_B立柱；13-立柱卡槽；14-油缸；15-空心活塞杆；16-卡板；17-上固定螺母；18_下固定螺母；19_平面轴承；20-支撑环；21-螺纹外套；22-支撑板；23-固定套；24-油缸双半环；25-支承座；26_双半环；27_固定螺母；28_螺栓；29_ 丁字梁；30_ 丁字梁双半环；31_压紧螺套；32_固定螺母；33-套管闸阀；34_双公转换螺栓。
[0024]【具体实施方式】
[0025]图1是卡箍组件结构示意图，图2是卡箍组件结构的A-O-B剖视图。所示的实例中，由四个半圆状卡块(I)，通过螺栓(2)组成两个卡箍，分别卡于大法兰(4)和底法兰(5)上，然后用四条连接螺栓(6)和固定螺母(7)将两个卡箍固定在两个法兰之间，其中三条连接螺栓的上端留有公螺纹。图3是三立柱组件结构示意图，图4是三立柱组件局部的A-A剖视图。A立柱(11)和B立柱(12)下端都有母螺纹(10)，将对称的安装在卡箍组件中所提供的公螺纹(8)上，余留的公螺纹与余下的立柱连接，A立柱及B立柱下部外表面有方螺纹与卡盘梁组件连接，并可根据油气井施工需要，卡盘梁可进行上下调整，A立柱和B立柱的中部有卡槽(13)，安装油缸支撑梁组件，A立柱和B立柱及第三立柱的顶端有较长的公螺纹，用来安装顶部梁组件。图5是卡盘梁组件结构示意图，图6是卡盘梁组件局部的A-A剖视图。卡板(16)上的两端及中部开有U型槽，两端的U型槽卡在A立柱及B立柱上，通过上固定螺母(17)及下固定螺母(18)将卡板固定，卡板中部的U型槽用来卡入空心活塞杆的卡槽的，以便固定密封件，完成带压换阀的作业。图7是油缸支撑梁组件结构示意图。套装于油缸(14)的支撑板(22)，可以在油缸体外作轴向滑动，油缸体表面有卡槽，支撑板(22)坐在支承座(25)上，并有螺栓(28)固定，而支承座通过双半环(26)固定在A立柱和B立柱上。图8是顶部梁组件结构示意图，图9是顶部梁组件局部的A-A剖视图。通过固定螺母(32)将其固定在立柱顶部公螺纹上，丁字梁(29)中部有双半环(30)的安装位置，丁字梁双半环内圆可卡在空心活塞杆(15)卡槽内，用压紧螺套(31)固定。图10是更换套管闸阀固定机架结构示意图。A立柱和B立柱通过双公转换螺栓(34)分别安装上、下卡箍的上螺孔(9)内，除第三立柱不安装外，其他的情况与垂直方向完全相同。
[0026]本实用新型是这样工作的:首先要根据需要带压换阀的油气井口装置的具体压力等级，选用不同尺寸的机架固定装置，按要求安装好固定机架装置。装置中的卡盘梁组件在作业初期，卡板(16)并未安装在A立柱和B立柱之间，直到空心活塞杆(15)下入井内的密封件封堵了高压天然气流后，卡板(16)才投入作业，利用卡板中间的U型，卡在空心活塞杆上的卡槽内，同时卡板受到上固定螺母(17)和下固定螺母(18)的紧固而固定在A立柱及B立柱之间。油缸支撑。
【权利要求】
1.一种油气井带压换阀的固定机架装置，它由卡箍组件、三立柱组件、卡盘梁组件和油缸支撑梁组件，以及顶部梁组件组成，其特征是，卡箍组件中的两个卡箍分别卡在大法兰和底法兰上，卡箍之间用固定螺栓紧固在大法兰和底法兰上，三立柱组件中的三根立柱，联结在卡箍组件中的三个连接螺栓上，在对称的两个立柱的下部的螺纹上，固定着卡盘梁组件的卡板，在对称的两个立柱的中部固定有油缸支撑梁组件的支撑板，在对称的两个立柱的顶部固定着顶部梁组件的丁字梁，卡盘梁组件、油缸支撑梁组件以及顶部梁组件距离井口的高度，均可调节。
2.根据权利要求1所述的一种油气井带压换阀的固定机架装置，其特征是，卡箍组件的卡箍由形状对称的四个半圆状的卡块组成，两半圆形卡块之间由四条螺栓连接起来，分别卡紧在井口大四通上的大法兰和井口大四通底法兰上，卡紧在大法兰上的卡箍与卡紧在底法兰上的卡箍由四条连接螺栓及固定螺母联结起来，其中三条连接螺栓的上部留出有与三立柱连接用的公螺纹，半圆卡块的侧面加工有母螺纹，其尺寸与连接螺栓的公螺纹配合，母螺纹之间的距离H与连接螺栓的圆周尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的一种油气井带压换阀的固定机架装置，其特征是，三立柱组件的三根立柱底部均有母螺纹，并与连接螺纹上的公螺纹连接，其中对称于圆心，并与卡箍开口成45°角的A立柱和B立柱上的外部车制有方螺纹，并与卡板梁组件连接，A立柱和B立柱的中部，预留有两个卡槽，并与油缸支撑梁组件连接，三个立柱的顶部均加工有长外螺纹，并与顶部梁组件连接，油缸可固定在油缸支撑梁的中部，空心活塞杆可固定在顶部梁组件里。
4.根据权利要求1所述的一种油气井带压换阀的固定机架装置，其特征是，卡盘梁组件由卡板、上固定螺母、下固定螺母组成，卡板两端开有U型孔，U型孔的中心距与对称的A立柱和B立柱的中心距相等，中部开有与空心活塞杆卡槽相配合的U型孔，上固定螺母下部安装有平面轴承，平面轴承下部是一支撑环，支撑环由螺纹外套与螺母相连接。
5.根据权利要求1所述的一种油气井带压换阀的固定机架装置，其特征是，油缸支撑梁组件由套装在油缸上的支撑板、固定套、油缸双半环以及支承座、双半环、固定螺套组成，油缸双半环装在支撑板固定套与油缸的卡槽内，由固定套通过螺纹固定，支撑板座坐在支承座上，并由螺栓固定，双半环安装在立柱卡槽与支承座内，并用固定螺套固定，油缸支撑板组件的高度是可调的，安装在对称的A立柱和B立柱的不同卡槽内，就有不同的高度。
6.根据权利要求1所述的一种油气井带压换阀的固定机架装置，其特征是，顶部梁组件由丁字梁、丁字梁双半环、压紧螺套以及固定螺母组成，丁字梁双半环安装在空心活塞杆卡槽和丁字梁内，并由压紧螺套通过螺纹压紧，丁字梁两端圆孔装在对称的A立柱和B立柱的上部公母螺纹上，并可根据施工需要应用固定螺母来调节丁字梁的高度。
7.根据权利要求1所述的一种油气井带压换阀的固定机架装置，其特征是，所述三立柱组件中，在带压更换套管闸阀时，只需将对称的A立柱和B立柱接入双公转换螺栓后，分别水平安装在卡块上的侧面母螺纹上，并以套管闸阀为中心，调节A立柱和B立柱之间的距离，并保持与卡板梁组件、卡箍组件、油缸支撑组件及顶部梁组件中心一致。
【文档编号】E21B34/02GK203570262SQ201320618346
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】龚伟安 申请人:西安东新石油设备厂有限公司