一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法

本发明涉及闸板防喷装置及防喷方法，具体涉及的是一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法。

背景技术：

1、随着勘探开发不断向深层和超深层的复杂油气藏延伸，一些新的技术问题不断出现。作为最重要的井控设备，防喷装置需要在钻井作业中发生溢流、井涌、井喷等紧急情况时迅速启动关井，一旦防喷器失效，就会导致井喷等恶性事故的发生，在闸板防喷装置的失效事件中，关键基础密封部件的故障是主要因素。所以针对这些问题，设计一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法就显得尤为重要。

技术实现思路

1、为提高闸板防喷装置关键密封部件的安全可靠性，克服现有技术的应用缺陷，本发明目的在于提供一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，本发明包含防喷装置套筒、第三层闸板滑块组、转轴回形钩、银杏叶形旋臂、第三层闸板液压杆a、第三层闸板液压杆b、第三层闸板刀闸a、第三层闸板刀闸b、第二层闸板液压杆、第二层凹形刀闸、第二层凸形刀闸、第二层闸板倒置滑块组、三孔拉杆、双孔拉杆、楔形三孔拉杆、应急液压杆、第一层闸板液压杆、翼状刀闸a、翼状刀闸b、第一层闸板滑块组、平锥头铆钉、间歇停转轴、重力滑动结构、液压滑动结构、刀板嵌套结构、栅形结构、第一层闸板气阀、应急液压杆气阀、第二层闸板气阀、第三层闸板气阀a、第三层闸板气阀b、第三层闸板气阀凹槽、铰链式机械结构。第三层闸板滑块组、第三层闸板气阀a、第三层闸板液压杆a、第三层闸板液压杆b与防喷装置套筒构成重力滑动结构，第三层闸板刀闸a、第三层闸板刀闸b与第三层闸板滑块组通过刀板嵌套结构相连。第三层闸板刀闸a上接间歇停转轴与银杏叶形旋臂相连。银杏叶形旋臂一端设置有转轴回形钩，且转轴回形钩银杏叶形旋臂连接，第三层闸板液压杆a一端与第三层闸板气阀凹槽固定，另一端与银杏叶形旋臂相切，第三层闸板气阀b另一端接入第三层闸板气阀凹槽。第二层闸板倒置滑块组、第二层闸板液压杆、第二层闸板气阀与防喷装置套筒构成液压滑动结构，第二层凹形刀闸、第二层凸形刀闸与第二层闸板倒置滑块组通过刀板嵌套结构相连。应急液压杆气阀、应急液压杆与双孔拉杆通过平锥头铆钉连接，双孔拉杆、三孔拉杆与楔形三孔拉杆铆接构成栅形结构。第一层闸板滑块组、第一层闸板气阀、第一层闸板液压杆与防喷装置套筒构成重力滑动结构，翼状刀闸a、翼状刀闸b与第一层闸板滑块组通过刀板嵌套结构相连。

3、第三层闸板滑块组可通过第三层闸板液压杆b与防喷装置套筒构成斜楔型，防喷装置套筒内部设有第三层闸板滑块组与第三层闸板液压杆b上下活动空间，以及第三层闸板刀闸a与第三层闸板刀闸b前后运动的空间。转轴回形钩、银杏叶形旋臂、第三层闸板液压杆a间歇停转轴构成铰链式机械结构。分闸时第三层闸板液压杆a推动银杏叶形旋臂解除锁定。

4、第二层闸板倒置滑块组可通过第二层闸板液压杆与防喷装置套筒构成斜楔结构，防喷装置套筒内部设有第二层闸板倒置滑块组与第二层闸板液压杆上下运动的空间，以及第二层凹形刀闸、第二层凸形刀闸前后活动空间。

5、应急液压杆、平锥头铆钉、双孔拉杆、三孔拉杆与楔形三孔拉杆构成的栅形结构，在紧急情况由应急液压杆推动，完成第二层凹形刀闸、第二层凸形刀闸、翼状刀闸a与翼状刀闸b同时合闸。防喷装置套筒内部设有应急液压杆左右活动空间。

6、第一层闸板滑块组可通过第一层闸板液压杆与防喷装置套筒构成斜楔结构，防喷装置套筒内部设有第一层闸板滑块组与第一层闸板液压杆上下活动空间，以及翼状刀闸a、翼状刀闸b前后运动的空间。

7、一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法包括以下步骤：

8、由第一层闸板气阀启动第一层闸板液压杆，再使第一层闸板液压杆推动第一层闸板滑块组及翼状刀闸a、翼状刀闸b的重力滑动结构，使翼状刀闸a与翼状刀闸b合闸，再由第二层闸板气阀启动第二层闸板液压杆，第二层闸板倒置滑块组推动第二层凹形刀闸、第二层凸形刀闸合闸，最后由第三层闸板气阀a启动第三层闸板液压杆b，推动第三层闸板滑块组使第三层闸板刀闸a与第三层闸板刀闸b合闸，第三层闸板气阀b启动第三层闸板液压杆b，推动由转轴回形钩、银杏叶形旋臂、间歇停转轴构成的铰链式机械结构全封闭关井。在需要翼状刀闸a、翼状刀闸b、第二层凹形刀闸及第二层凸形刀闸同时合闸的情况下，由应急液压杆气阀启动应急液压杆，再由应急液压杆推动第二层凹形刀闸、第二层凸形刀闸、翼状刀闸a与翼状刀闸b同时合闸，最后由第三层闸板气阀a启动第三层闸板液压杆b，推动由转轴回形钩、银杏叶形旋臂、间歇停转轴构成的铰链式机械结构全封闭关井。

9、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

10、1.本发明利用斜楔机构将液压杆水平方向的力转化为斜侧方向的力，大幅度减小横向体积提升防喷装置外立面机械强度。

11、2.本发明在第一、三层闸板利用滑块组及刀闸的自身重力构成省力杠杆，加强基础关键部件的密封性。

12、3.第一层刀闸采用流体力学设计，利用水流冲击刀闸所产生的斜侧方力加速合闸。

13、4.本发明是纯机械结构，内部通过液压杆传动。

14、5.本发明装置整体受外界因素影响小，易于加工、维护，使用寿命长。

15、6.本发明支持在紧急情况下第一、二层刀闸同时合闸，尽可能减少意外事故发生的可能性。

技术特征：

1.一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，本发明包括：防喷装置套筒（1）、第三层闸板滑块组（2）、转轴回形钩（3）、银杏叶形旋臂（4）、第三层闸板液压杆a（5）、第三层闸板液压杆b（6）、第三层闸板刀闸a（7）、第三层闸板刀闸b（8）、第二层闸板液压杆（9）、第二层凹形刀闸（10）、第二层凸形刀闸（11）、第二层闸板倒置滑块组（12）、三孔拉杆（13）、双孔拉杆（14）、楔形三孔拉杆（15）、应急液压杆（16）、第一层闸板液压杆（17）、翼状刀闸a（18）、翼状刀闸b（19）、第一层闸板滑块组（20）、平锥头铆钉（21）、间歇停转轴（22）、重力滑动结构（23）、液压滑动结构（24）、刀板嵌套结构（25）、栅形结构（26）、第一层闸板气阀（27）、应急液压杆气阀（28）、第二层闸板气阀（29）、第三层闸板气阀a（30）、第三层闸板气阀凹槽（31）、第三层闸板气阀b（32）、铰链式机械结构（33），其特征在于：所述的第三层闸板滑块组（2）、第三层闸板气阀a（30）、第三层闸板液压杆a（5）、第三层闸板液压杆b（6）与防喷装置套筒（1）构成重力滑动结构（23），第三层闸板刀闸a（7）、第三层闸板刀闸b（8）与第三层闸板滑块组（2）通过刀板嵌套结构（25）相连；所述的第三层闸板刀闸a（7）上接间歇停转轴（22）与银杏叶形旋臂（4）相连；所述的银杏叶形旋臂（4）一端设置有转轴回形钩（3），且转轴回形钩（3）与银杏叶形旋臂（4）连接，第三层闸板液压杆a（5）一端与第三层闸板气阀凹槽（31）固定，另一端与银杏叶形旋臂（4）相切，第三层闸板气阀b（32）另一端接入第三层闸板气阀凹槽（31）；所述的第二层闸板倒置滑块组（12）、第二层闸板液压杆（9）、第二层闸板气阀（29）与防喷装置套筒（1）构成液压滑动结构（24），第二层凹形刀闸（10）、第二层凸形刀闸（11）与第二层闸板倒置滑块组（12）通过刀板嵌套结构（25）相连；所述的应急液压杆气阀（28）、应急液压杆（16）与双孔拉杆（14）通过平锥头铆钉（21）连接，双孔拉杆（14）、三孔拉杆（13）与楔形三孔拉杆（15）铆接构成栅形结构（26）；所述的第一层闸板滑块组（20）、第一层闸板气阀（27）、第一层闸板液压杆（17）与防喷装置套筒（1）构成重力滑动结构（23），翼状刀闸a（18）、翼状刀闸b（19）与第一层闸板滑块组（20）通过刀板嵌套结构（25）相连。

2.根据权利要求1所述的一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，其特征在于：所述的第三层闸板滑块组（2）可通过第三层闸板液压杆b（6）与防喷装置套筒（1）构成斜楔型，防喷装置套筒（1）内部设有第三层闸板滑块组（2）与第三层闸板液压杆b（6）上下活动的空间，以及第三层闸板刀闸a（7）与第三层闸板刀闸b（8）前后运动的空间；所述的转轴回形钩（3）、银杏叶形旋臂（4）、第三层闸板液压杆a（5）间歇停转轴（22）构成铰链式机械结构（33）；所述的第三层闸板液压杆a（5）在分闸时推动银杏叶形旋臂（4）解除锁定。

3.根据权利要求1所述的一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，其特征在于：所述的第二层闸板倒置滑块组（12）可通过第二层闸板液压杆（9）与防喷装置套筒（1）构成斜楔结构，防喷装置套筒（1）内部设有第二层闸板倒置滑块组（12）与第二层闸板液压杆（9）上下运动的空间，以及第二层凹形刀闸（10）、第二层凸形刀闸（11）前后活动空间。

4.根据权利要求1所述的一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，其特征在于：所述的应急液压杆（16）、平锥头铆钉（21）、双孔拉杆（14）、三孔拉杆（13）与楔形三孔拉杆（15）构成的栅形结构（26）；所述的防喷装置套筒（1）内部设有应急液压杆（16）左右活动空间。

5.根据权利要求1所述的一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，其特征在于：所述的第一层闸板滑块组（20）可通过第一层闸板液压杆（17）与防喷装置套筒（1）构成斜楔结构，防喷装置套筒（1）内部设有第一层闸板滑块组（20）与第一层闸板液压杆（17）上下活动空间，以及翼状刀闸a（18）、翼状刀闸b（19）前后运动的空间。

6.根据权利要求1-5所述的一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，其特征在于：该法括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种斜楔结构的三层闸板防喷装置及防喷方法，其中三层闸板采用斜楔机构减小横向体积。第三层闸板合闸时转轴回形钩自行与另一侧银杏叶形旋臂嵌套连接，构成铰链式机械结构增大刀闸合闸时的机械强度，分闸时第三层闸板液压杆推动银杏叶形旋臂解除铰链式机械结构；第一层刀闸采用流体力学设计，利用水流冲击刀闸所产生的斜侧方力加速合闸；第一、二层闸板之间具有由应急液压杆、双孔拉杆等构成的栅形结构，在紧急情况由应急液压杆推动，实现第一、二层闸板同时合闸；第一、三层闸板利用滑块组及刀闸的自身重力构成省力杠杆，加强基础关键部件的密封性。本发明是纯机械结构，内部通过液压杆传动，装置整体受外界因素影响小。

技术研发人员：花天逸,杨双春,韩秋菊,孙久智,李沼萱,潘一,郭明哲,姚显宇,王捷,田益熙
受保护的技术使用者：辽宁石油化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24