CN110821437A - 双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，应用于井口防喷作业的驱动。该防喷轴推装置采用Y形密封圈和○形密封圈构成的非金属密封，经由轴推柱塞体和轴推筒体组合成的防喷液驱器，并结合鼠笼式排列的密封锁紧器及其锁紧的密封基体，有效解决环形防喷器的动力驱动问题；轴推筒体和密封基体分别作为环形防喷器的下部壳体和上部壳体，密封锁紧器采用锁爪式构造并实现轴推筒体与密封基体的快速锁紧和解锁，密封基体为环形防喷器的密封总成提供环形密封腔，轴推筒体经通油管路和回油管路供给液压油并由推筒本体存储液压油，从而驱动轴推柱塞体沿轴推筒体的U形环腔滑道和密封基体的双柱面滑道上下往复滑移并压紧环形防喷器的密封总成。

Description

双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置

技术领域

本发明涉及一种油气开采领域井口防喷作业用的驱动装置，特别是涉及一种环形防喷器用双筒双环塞式液压驱动远程控制的轴推装置及其工作流程。

背景技术

为防止井喷、井涌和溢流等事故的发生，必须把井控技术作为研究和发展的重要内容，防喷器为控制井口安全的重要装备，同时防喷器也是陆上油气田、海上油气田和非常规气田钻井和修井过程中所必需的装备。防喷器一般由驱动装置和密封总成组成，防喷器的可靠性研究，除了提升密封总成的可靠性外，驱动装置的稳定性和可靠性研究也至关重要。

目前，防喷器的驱动装置主要有加拿大Hi-Kalibre防喷器驱动装置、加拿大Canrig 1250AC 防喷器驱动装置、美国NOV公司TDS-11SA防喷器驱动装置和国内防喷器驱动装置。其中，加拿大Hi-Kalibre防喷器驱动装置是通过齿轮齿条机构实现防喷器的启闭，驱动齿条与旋钮连杆连接，驱动防喷器阀芯球转动，并通过端部液压油驱动齿轮转动实现防喷器启闭，该驱动装置的结构紧凑并主要应用于TESCO、Bentec和宏华II代等顶驱内防喷器。加拿大Canrig 1250AC防喷器驱动装置通过齿轮齿条机构驱动防喷器启闭，液压缸外置，液压缸的缸体和活塞杆与驱动套连接，驱动套配有齿条，工作过程中将液压缸的作用力转化为齿轮的旋转扭矩驱动防喷器启闭，该驱动装置的同步性好，主要应用于顶驱内防喷器。美国NOV公司 TDS-11SA防喷器驱动装置由液压缸带动连杆驱动滑套上下运动，同时驱动滑套的摇臂总成旋转实现防喷器的启闭，执行元件为单液压缸结构，液压缸安装在背钳立柱上，结构紧凑，但是驱动扭矩较小。国内防喷器驱动装置多数采用双液压缸驱动滑套结构，如宏华DQ450 DBZ，其防喷器驱动装置主要由驱动液压缸、摇臂总成、滚轮支座和滑套组成，该驱动装置的总体体积较大，驱动力受液压缸尺寸、油源压力和摇臂长度等因素影响。

发明内容

为了有效解决油气开采井口防喷器的动力驱动问题，并克服现有防喷器的动力驱动技术及其驱动装置存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种适合环形防喷器用的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置。该防喷轴推装置采用Y形密封圈和○形密封圈构成的非金属密封，经由轴推柱塞体和轴推筒体组合成的防喷液驱器，并结合鼠笼式排列的密封锁紧器及其锁紧的密封基体，有效解决井口防喷器组中环形防喷器的动力驱动问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是开发一种双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，它主要由轴推筒体、轴推柱塞体、密封基体和密封锁紧器几部分组成。该防喷轴推装置采用圆筒状轴对称构造并经由轴推筒体的推筒法兰逐级进行连接，同时配置密封总成而形成环形防喷器并与闸板防喷器一起组合成井口防喷器组，其轴推筒体、轴推柱塞体和密封基体均采用单体，且密封锁紧器呈鼠笼式排列并实现密封基体和轴推筒体之间的连接，密封基体和轴推柱塞体自上而下同轴心布置，同时轴推柱塞体置入轴推筒体并组合成整个防喷轴推装置的防喷液驱器。

该防喷轴推装置的液压驱动轴推作业中，轴推筒体通过其通油管路和回油管路的通液压油和回液压油进而提供驱动力，并推动轴推柱塞体同时沿着轴推筒体的U形环腔滑道以及密封基体的双柱面滑道进行轴向滑移，由此压紧环形防喷器的密封总成，并完成抽油杆柱的密封而达到远程控制井喷的目的。

密封基体的密封锁盖、轴推筒体的推筒本体以及轴推柱塞体的双环塞体均配有Y形密封圈，Y形密封圈的横截面呈Y形，密封基体的轴推盖体和轴推筒体的推筒本体均配有○形密封圈，○形密封圈的横截面呈○形。

轴推筒体作为环形防喷器的下部壳体并经由通油管路和回油管路供给液压油，同时它通过推筒本体存储液压油而为轴推柱塞体上下往复滑移提供驱动力，轴推筒体包括推筒本体、推筒法兰、通油管路、回油管路、中Y形密封圈和下○形密封圈。推筒法兰采用圆盘形法兰，推筒法兰的四周钻有沿周向均布的圆形孔眼，并通过双头螺柱将防喷轴推装置与井口防喷器组相连接，推筒法兰的上端设置筒形凸台，并通过圆周焊的方式与推筒本体的筒形凸台连为一体。

推筒本体采用底端封闭的双厚壁筒体，推筒本体的下端设有筒形凸台，推筒本体的筒形凸台与推筒法兰筒形凸台的结构和规格相同，推筒本体沿径向由内而外依次设有柱状滑移短筒和柱状滑移粗筒，柱状滑移短筒和柱状滑移粗筒同轴心布置并由此构成底端封闭的U形环腔滑道，U形环腔滑道的两侧壁面均采用圆柱面，且U形环腔滑道的底端面采用水平布置的平面。柱状滑移短筒的环腔内壁采用阶梯回转面且其环腔内壁的最小直径大于环形防喷器所密封抽油杆柱的接箍最大外径，柱状滑移短筒的环腔内壁上部设有环锥状定位腔，柱状滑移短筒的环锥状定位腔由同轴心布置的倒锥面和圆柱面组合而成；柱状滑移短筒的外环面上部依次铣有上筒环形凹槽和下筒环形凹槽，上筒环形凹槽和下筒环形凹槽沿轴向同轴心分层排列，且推筒本体的上筒环形凹槽内配置下○形密封圈，同时推筒本体的下筒环形凹槽内配置中Y形密封圈。

推筒本体的柱状滑移粗筒筒壁沿轴向自上而下依次设有推筒锁紧孔道、回油孔道和通油孔道，推筒本体的推筒锁紧孔道沿周向均匀排列且其内配置密封锁紧器，推筒锁紧孔道采用阶梯回转面且沿径向由内而外依次设有锁爪方孔、锁套螺孔和锁套圆孔，锁爪方孔的中心线与锁套螺孔和锁套圆孔的轴线重合，锁爪方孔采用方形盲端孔且其内配置密封锁紧器的锁紧卡爪，锁套螺孔和锁套圆孔内配置密封锁紧器的锁紧套筒体，锁套螺孔的孔壁车制矩形传动内螺纹。推筒本体的回油孔道和通油孔道的孔径相同且均水平布置，推筒本体的回油孔道采用单油孔道并位于柱状滑移粗筒的中部，回油孔道沿径向的外侧端车制密封性管螺纹并与回油管路相连，由此实现U形环腔滑道内液压油的回油；推筒本体的通油孔道位于U形环腔滑道的底部，通油孔道采用水平油孔道和垂向油孔道组合的双油孔道，通油孔道的水平油孔道沿径向的外侧端车制密封性管螺纹并与通油管路相连，通油孔道的垂向油孔道端口与U形环腔滑道保持联通，由此实现U形环腔滑道内液压油的通油。

轴推柱塞体沿着轴推筒体的U形环腔滑道以及密封基体的双柱面滑道进行轴向滑移并压紧环形防喷器的密封总成，它包括双环塞体和下Y形密封圈。

双环塞体采用底端封闭的双环形柱塞，双环塞体沿径向由内而外依次设有环锥状定位塞、柱状滑移长环塞和锥状滑移短环塞，环锥状定位塞的环腔内壁和外环面均由同轴心布置的倒锥面和圆柱面组合而成，环锥状定位塞的环腔内壁倒锥面所在锥面的锥度等于其外环面的倒锥面所在锥面的锥度，且环锥状定位塞的外环面与柱状滑移短筒的环锥状定位腔之间采用间隙配合，由此实现轴推柱塞体回程作业结束时的精确定位。

双环塞体的柱状滑移长环塞和锥状滑移短环塞同轴心布置并由此构成底端封闭的环锥状柱塞腔，环锥状柱塞腔沿径向的内外两侧壁面分别采用圆柱面和倒锥面，且环锥状柱塞腔的底端面采用水平布置的平面，同时双环塞体的环锥状柱塞腔与轴推盖体的锥状卡箍之间精密配合，由此实现轴推柱塞体推程作业结束时的精确定位。柱状滑移长环塞的环腔内壁轴向长度大于柱状滑移短筒的外环面轴向长度，柱状滑移长环塞的环腔内壁与柱状滑移短筒的外环面之间精密配合，且柱状滑移长环塞的外环面与密封基体的双柱面滑道之间精密配合，同时锥状滑移短环塞的外环面与柱状滑移粗筒的环腔内壁之间精密配合并构成四柱面移动副，由此远程精确控制轴推柱塞体推程和回程作业过程中双环塞体在轴推筒体内的上下往复滑移。

双环塞体的锥状滑移短环塞外环面铣有沿轴向分层排列的塞环形凹槽，分层排列的塞环形凹槽内配置下Y形密封圈，下Y形密封圈采用两个上下布置的Y形密封圈，同时中Y形密封圈和下○形密封圈分别采用一个Y形密封圈和一个○形密封圈，由此实现轴推柱塞体与轴推筒体之间的非金属动密封。锥状滑移短环塞的外环面下端设有锥状坡口，锥状滑移短环塞的锥状坡口采用倒锥面且其锥状坡口正对推筒本体通油孔道中的垂向油孔道端口。

密封基体作为环形防喷器的上部壳体并为环形防喷器的密封总成提供环形密封腔，它包括密封锁盖、轴推盖体、上Y形密封圈、上○形密封圈和锁盖螺塞。

密封锁盖采用倒扣形的盒体，且密封锁盖沿轴向依次设有三点吊耳、防喷连接盖、锁盖法兰、锁盖结合体和环锥状凸台，防喷连接盖的顶端面上车制沿周向均布的螺孔，且防喷连接盖的螺孔位置与推筒法兰的圆形孔眼位置一一对应，环锥状凸台的外环面采用倒锥面，而防喷连接盖的外环面则采用圆锥面，且防喷连接盖的外环面顶部设有沿垂向布置的泄压孔道，泄压孔道沿径向对称布置，泄压孔道用于密封锁盖的环形密封腔发生超压工况时泄放掉多余的油气介质，泄压孔道的上部车制密封性管螺纹并配置锁盖螺塞。三点吊耳沿周向均布于防喷连接盖的外环面上，三点吊耳由三角形钢块加工而成并采用三点法实现防喷轴推装置的吊装。锁盖法兰的外环面直径大于防喷连接盖的外环面所在圆锥面的大端圆面直径和锁盖结合体的外环面所在圆柱面的直径并且小于推筒本体的柱状滑移粗筒外环面直径，锁盖法兰与锁盖结合体截面变化处形成的轴肩实现密封锁盖的轴向定位。锁盖结合体的外环面采用圆柱面，锁盖结合体的外环面中部和下部依次设有卡爪锁孔和密封环形凹槽，锁盖结合体的卡爪锁孔沿周向均布并与柱状滑移粗筒的推筒锁紧孔道相对应，卡爪锁孔采用类三字形锁眼，卡爪锁孔的类三字形锁眼的锁壁及其锁底面均采用相互间保持垂直的平面。锁盖结合体的密封环形凹槽内配置上○形密封圈，同时上○形密封圈采用一个○形密封圈，由此实现密封锁盖与推筒本体之间的非金属静密封。

密封锁盖的环腔内壁沿轴向自上而下依次设有杆柱面、密封锥面和滑移柱面并组合成环形密封腔，密封锁盖的环形密封腔内配置环形防喷器的密封总成，环形密封腔的杆柱面和滑移柱面所在柱面的直径分别等于其密封锥面所在圆锥面小端圆面和大端圆面的直径，且密封锁盖的环形密封腔杆柱面所在柱面直径等于推筒本体中柱状滑移短筒的环腔内壁最小直径、推筒法兰的环腔内壁直径以及双环塞体中环锥状定位塞的环腔内壁最小直径。

轴推盖体沿径向由内而外依次设有锥状卡箍和推盖法兰，轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁和密封锁盖环形密封腔的滑移柱面与双环塞体的柱状滑移长环塞外环面之间精密配合而构成双柱面滑道。轴推盖体的推盖法兰四周钻有螺钉孔并通过螺钉将密封锁盖和轴推盖体连为一体，推盖法兰的外环面和密封锁盖的锁盖结合体外环面与推筒本体的柱状滑移粗筒环腔内壁之间均采用间隙配合。轴推盖体的锥状卡箍外环面采用倒锥面，且锥状卡箍的外环面所在倒锥面的锥度等于双环塞体的环锥状柱塞腔外侧壁面所在倒锥面的锥度，轴推盖体的锥状卡箍外环面所在倒锥面的锥高则大于双环塞体的环锥状柱塞腔外侧壁面所在倒锥面的锥高。轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁由同轴心布置的倒锥面和圆柱面组合而成，锥状卡箍的环腔内壁所在的倒锥面与密封锁盖的环锥状凸台外环面相配合，由此实现密封锁盖和轴推盖体之间的精确定位。轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁所在的圆柱面上铣有沿轴向分层排列的盖环形凹槽，分层排列的盖环形凹槽内配置上Y形密封圈，上Y形密封圈采用两个上下布置的Y形密封圈，由此实现密封基体与轴推柱塞体之间的非金属动密封。

密封锁紧器采用锁爪式构造并实现轴推筒体与密封基体之间的快速锁紧和解锁，每个密封锁紧器均包括锁紧卡爪、锁紧套筒体和锁紧螺钉。

锁紧套筒体采用变截面圆筒且沿径向依次设有螺旋传动套筒和螺帽套筒，螺帽套筒的外表面采用六棱柱面并与内六角专用扳手相配，螺帽套筒的内壁采用盲端圆孔。螺旋传动套筒的外环面车制矩形传动外螺纹，且螺旋传动套筒的矩形传动外螺纹与锁套螺孔的矩形传动内螺纹相配合，由此通过内六角专用扳手转动锁紧套筒体，并由螺旋传动套筒将动力经锁紧螺钉传递至锁紧卡爪，从而实现锁紧卡爪沿径向朝内和朝外的往复滑移。螺旋传动套筒的内壁采用圆形通孔，螺旋传动套筒的圆形通孔孔径小于螺帽套筒的盲端圆孔孔径，螺旋传动套筒的圆形通孔和螺帽套筒的盲端圆孔同轴心布置且其两孔道内配置锁紧螺钉，螺旋传动套筒的圆形通孔和螺帽套筒盲端圆孔的孔道截面结合处实现锁紧螺钉的定位。

锁紧卡爪采用三齿式锁芯，三齿式锁芯上的锁齿自上而下顺次排列于锁紧卡爪的锁紧块沿径向的内侧端面上，三齿式锁芯的每个锁齿均铣成矩形铜块的构造，锁紧卡爪的三齿式锁芯与密封锁盖卡爪锁孔的类三字形锁眼相配合，并实现密封锁盖与推筒本体之间的锁紧。锁紧卡爪的锁紧块沿径向的外侧端面采用平面且与推筒本体锁爪方孔的孔底面相贴合，从而实现密封锁紧器沿径向的内侧限位，锁紧套筒体的螺帽套筒沿径向的内侧端面与推筒本体锁套圆孔的孔底面相贴合，从而实现密封锁紧器沿径向的外侧限位，由此密封锁紧器完成内外双向限位。

本发明所能达到的技术效果是，该防喷轴推装置采用Y形密封圈和○形密封圈构成的非金属密封，经由轴推柱塞体和轴推筒体组合成的防喷液驱器，并结合鼠笼式排列的密封锁紧器及其锁紧的密封基体，有效解决井口防喷器组中环形防喷器的动力驱动问题；轴推筒体作为环形防喷器的下部壳体并经由通油管路和回油管路供给液压油，同时它通过推筒本体存储液压油而为轴推柱塞体上下往复滑移提供驱动力，轴推柱塞体沿着轴推筒体的U形环腔滑道以及密封基体的双柱面滑道进行轴向滑移并压紧环形防喷器的密封总成，密封基体作为环形防喷器的上部壳体并为环形防喷器的密封总成提供环形密封腔，密封锁紧器采用锁爪式构造并实现轴推筒体与密封基体之间的快速锁紧和解锁。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于以下实施例。

图1是根据本发明所提出的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置的典型结构简图。

图2是图1的俯视图。

图3是双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置中的轴推筒体的结构简图。

图4是轴推筒体中的推筒本体的结构简图。

图5是双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置中的轴推柱塞体的结构简图。

图6是双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置中的密封基体的结构简图。

图7是密封基体中的密封锁盖的结构简图。

图8是密封基体中的轴推盖体的结构简图。

图9是双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置中的密封锁紧器的结构简图。

图10是图9的右视图。

图11是双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置的液压驱动轴推作业流程简图。

图中1－轴推筒体，2－轴推柱塞体，3－密封锁紧器，4－密封基体，5－推筒本体，6－回油管路，7－下○形密封圈，8－中Y形密封圈，9－通油管路，10－推筒法兰，11－推筒锁紧孔道，12－回油孔道，13－柱状滑移粗筒，14－U形环腔滑道，15－柱状滑移短筒， 16－通油孔道，17－下筒环形凹槽，18－上筒环形凹槽，19－环锥状定位腔，20－锁套圆孔， 21－锁套螺孔，22－锁爪方孔，23－下Y形密封圈，24－双环塞体，25－环锥状定位塞，26 －柱状滑移长环塞，27－环锥状柱塞腔，28－锥状滑移短环塞，29－塞环形凹槽，30－密封锁盖，31－上○形密封圈，32－轴推盖体，33－上Y形密封圈，34－双柱面滑道，35－锁盖螺塞，36－防喷连接盖，37－三点吊耳，38－锁盖法兰，39－锁盖结合体，40－环锥状凸台， 41－密封环形凹槽，42－卡爪锁孔，43－环形密封腔，44－泄压孔道，45－推盖法兰，46－锥状卡箍，47－盖环形凹槽，48－锁紧套筒体，49－锁紧螺钉，50－锁紧卡爪，51－三齿式锁芯，52－锁紧块，53－螺旋传动套筒，54－螺帽套筒。

具体实施方式

在图1和图2中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置由轴推筒体1、轴推柱塞体2、密封锁紧器3和密封基体4组成，该防喷轴推装置采用Y形密封圈和○形密封圈构成的非金属密封，经由轴推筒体1和轴推柱塞体2组合成的防喷液驱器，并结合鼠笼式排列的密封锁紧器3及其锁紧的密封基体4，有效解决井口防喷器组中环形防喷器的动力驱动问题。

在图1和图2中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置经由轴推筒体1的推筒法兰逐级进行连接，同时配置密封总成而形成环形防喷器，环形防喷器与闸板防喷器一起组合成井口防喷器组，其轴推筒体1、轴推柱塞体2和密封基体4均采用单体，且密封锁紧器3呈鼠笼式排列并实现轴推筒体1和密封基体4之间的连接，密封基体4和轴推柱塞体2自上而下同轴心布置，同时轴推柱塞体2置入轴推筒体1并组合成整个防喷轴推装置的防喷液驱器。

在图1和图2中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置进行组装之前，轴推筒体1和密封基体4的外表面分别进行喷漆防腐处理，轴推柱塞体2置入轴推筒体1的U形环腔滑道以及密封基体4的双柱面滑道并往复移动，应轻快灵活且无阻滞，同时密封锁紧器3锁紧卡爪的三齿式锁芯置入密封基体4卡爪锁孔的类三字形锁眼内，应移动灵活且无阻滞。保持轴推筒体1的推筒本体以及密封基体4的密封锁盖内壁的清洁，同时检查轴推筒体1的中Y形密封圈和下○形密封圈、轴推柱塞体2的下Y形密封圈以及密封基体4的上Y形密封圈和上○形密封圈有无损伤，检查各螺纹联接处是否牢固且有无锈蚀。

在图1和图2中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置进行组装作业时，轴推筒体1的推筒法兰焊于推筒本体的下端且通油管路和回油管路分别接于推筒本体的通油孔道和回油孔道，并将轴推柱塞体2置入轴推筒体1的U形环腔滑道；然后，密封锁紧器3的锁紧卡爪置入轴推筒体1的锁爪方孔，锁紧套筒体的矩形传动外螺纹与轴推筒体1锁套螺孔的矩形传动内螺纹相配合，并将锁紧螺钉与锁紧卡爪相连；再接着，密封基体4的轴推盖体通过螺钉与密封锁盖连为一体，而后将密封锁盖和轴推盖体一起置入轴推筒体1的推筒本体环腔并保证轴推柱塞体2与密封基体4的双柱面滑道之间精密配合，最后旋紧锁紧套筒体而实现轴推筒体1与密封基体4之间的快速连接。

在图1和图2中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置配置密封总成后形成的环形防喷器型号与井口防喷器组中闸板防喷器的型号保持一致。

在图3和图4中，轴推筒体1作为环形防喷器的下部壳体，推筒本体5的柱状滑移短筒 15壁厚需要考虑环形防喷器所密封油气介质的最大压力等因素，推筒本体5的柱状滑移粗筒 13壁厚需要考虑存储液压油的压力等因素，回油管路6和通油管路9中的液压油压力与推筒本体5中的液压油压力保持一致，下○形密封圈7和中Y形密封圈8的规格选取需要考虑环形防喷器所密封油气介质的最大压力、推筒本体5的柱状滑移短筒15筒径等因素，推筒法兰 10的型号与环形防喷器的型号保持一致。

在图3和图4中，轴推筒体1通过推筒法兰10和双头螺柱将整个防喷轴推装置与井口防喷器组相连接，轴推筒体1经由回油管路6和通油管路9供给液压油，同时它通过推筒本体 5存储液压油而为轴推柱塞体2上下往复滑移提供驱动力。推筒本体5的柱状滑移粗筒13和柱状滑移短筒15同轴心布置并由此构成底端封闭的U形环腔滑道14，柱状滑移短筒15的环腔内壁上部设有环锥状定位腔19，柱状滑移短筒15的上筒环形凹槽18内配置下○形密封圈 7，同时柱状滑移短筒15的下筒环形凹槽17内配置中Y形密封圈8。柱状滑移粗筒13的推筒锁紧孔道11沿周向均匀排列且其内配置密封锁紧器3，推筒锁紧孔道11中的锁爪方孔22内配置密封锁紧器3的锁紧卡爪，推筒锁紧孔道11中的锁套圆孔20和锁套螺孔21内配置密封锁紧器3的锁紧套筒体，柱状滑移粗筒13的回油孔道12和通油孔道16通过密封性管螺纹分别与回油管路6和通油管路9相连。

在图5中，轴推柱塞体2用于压紧环形防喷器的密封总成，双环塞体24的壁厚需要考虑环形防喷器的密封总成实现密封时所需要的最大轴向压紧力、存储液压油的压力等因素，双环塞体24的规格与推筒本体5的U形环腔滑道14尺寸保持一致，下Y形密封圈23的规格选取需要考虑存储液压油的压力、柱状滑移粗筒13的筒径等因素。

在图5中，轴推柱塞体2沿着轴推筒体1的U形环腔滑道14以及密封基体4的双柱面滑道进行轴向滑移，双环塞体24的环锥状定位塞25实现轴推柱塞体2回程作业结束时的精确定位，双环塞体24的柱状滑移长环塞26和锥状滑移短环塞28同轴心布置并由此构成底端封闭的环锥状柱塞腔27，锥状滑移短环塞28的塞环形凹槽29内配置下Y形密封圈23。

在图6～图8中，密封基体4作为环形防喷器的上部壳体，密封锁盖30的壁厚需要考虑环形防喷器所密封油气介质的最大压力、环形防喷器的密封总成实现密封时所需要的最大轴向压紧力等因素，轴推盖体32的壁厚需要考虑存储液压油的压力等因素，密封锁盖30和轴推盖体32的规格与柱状滑移粗筒13的筒径保持一致，上○形密封圈31的规格选取需要考虑存储液压油的压力、柱状滑移粗筒13的筒径等因素，上Y形密封圈33的规格选取需要考虑存储液压油的压力、柱状滑移短筒15的筒径等因素。

在图6～图8中，密封基体4为环形防喷器的密封总成提供环形密封腔43，轴推盖体32 的锥状卡箍46和密封锁盖30的环形密封腔43与双环塞体24的柱状滑移长环塞26之间精密配合而构成双柱面滑道34，轴推盖体32通过推盖法兰45和螺钉与密封锁盖30相连，上○形密封圈31实现密封锁盖30与推筒本体5之间的非金属静密封，上Y形密封圈33实现密封基体4与轴推柱塞体2之间的非金属动密封，同时密封锁盖30的泄压孔道上部配置锁盖螺塞35。

在图7中，密封锁盖30沿轴向依次设有三点吊耳37、防喷连接盖36、锁盖法兰38、锁盖结合体39和环锥状凸台40，三点吊耳37采用三点法实现整个防喷轴推装置的吊装，防喷连接盖36的泄压孔道44用于环形密封腔43发生超压工况时泄放掉多余的油气介质，锁盖法兰38与锁盖结合体39截面变化处形成的轴肩实现密封锁盖30的轴向定位，锁盖结合体39的卡爪锁孔42采用类三字形锁眼，锁盖结合体39的密封环形凹槽41内配置上○形密封圈31，环形密封腔43内配置环形防喷器的密封总成。

在图8中，轴推盖体32沿径向由内而外依次设有锥状卡箍46和推盖法兰45，锥状卡箍 46与密封锁盖30的环锥状凸台40相配合，由此实现密封锁盖30和轴推盖体32之间的精确定位，轴推盖体32的盖环形凹槽47内配置上Y形密封圈33。

在图9和图10中，密封锁紧器3采用锁爪式构造，锁紧卡爪50的设计需要考虑存储液压油的压力、环形防喷器的密封总成实现密封时所需要的最大轴向压紧力等因素，锁紧卡爪50的规格与柱状滑移粗筒13推筒锁紧孔道11的锁爪方孔22规格保持一致，锁紧套筒体48 的规格与柱状滑移粗筒13推筒锁紧孔道11的锁套圆孔20和锁套螺孔21孔径保持一致。

在图9和图10中，密封锁紧器3实现轴推筒体1与密封基体4之间的快速锁紧和解锁，通过内六角专用扳手转动锁紧套筒体48，并由螺旋传动套筒53将动力经锁紧螺钉49传递至锁紧卡爪50，从而实现锁紧卡爪50沿径向朝内和朝外的往复滑移。锁紧套筒体48的螺旋传动套筒53的矩形传动外螺纹与推筒锁紧孔道11中锁套螺孔21的矩形传动内螺纹相配合，而螺帽套筒54与内六角专用扳手相配，锁紧卡爪50的三齿式锁芯51上的锁齿自上而下顺次排列于锁紧卡爪50的锁紧块52沿径向的内侧端面上，且三齿式锁芯51与密封锁盖30卡爪锁孔42的类三字形锁眼相配合。

在图11中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置的液压驱动轴推作业流程中，推筒本体 5通过通油管路9供给液压油，而后液压油流经推筒本体5的通油孔道16进入其U形环腔滑道14，与此同时，双环塞体24的环锥状柱塞腔27内的液压油经推筒本体5的回油孔道12 流回至回油管路6，由此双环塞体24受到方向朝上的推进合力，轴推柱塞体2依据柱状滑移长环塞26与柱状滑移短筒15和双柱面滑道34以及锥状滑移短环塞28与柱状滑移粗筒13之间的四柱面移动副，而沿着轴推筒体1的U形环腔滑道14以及密封基体4的双柱面滑道34朝上轴向滑移并压紧环形防喷器的密封总成，最后双环塞体24的环锥状柱塞腔27与轴推盖体32的锥状卡箍46之间精密配合，由此实现轴推柱塞体2的精确定位，并完成远程精确控制轴推柱塞体2的推程作业。

在图11中，双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置的液压驱动轴推作业流程中，推筒本体 5通过回油管路6供给液压油，而后液压油流经推筒本体5的回油孔道12进入双环塞体24 的环锥状柱塞腔27，与此同时，推筒本体5的U形环腔滑道14内的液压油经其通油孔道16 流回至通油管路9，由此双环塞体24受到方向朝下的推进合力，轴推柱塞体2依据柱状滑移长环塞26与柱状滑移短筒15和双柱面滑道34以及锥状滑移短环塞28与柱状滑移粗筒13之间的四柱面移动副，而沿着轴推筒体1的U形环腔滑道14以及密封基体4的双柱面滑道34朝下轴向滑移，环形防喷器的密封总成恢复至初始状态，最后双环塞体24的环锥状定位塞25外环面与柱状滑移短筒15的环锥状定位腔19之间相配合，由此实现轴推柱塞体2的精确定位，并完成远程精确控制轴推柱塞体2的回程作业。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，它经由轴推筒体的推筒法兰逐级进行连接，同时配置密封总成而形成环形防喷器并与闸板防喷器一起组合成井口防喷器组，密封锁紧器呈鼠笼式排列并实现密封基体和轴推筒体的连接，密封基体和轴推柱塞体自上而下同轴心布置，轴推柱塞体置入轴推筒体并组合成整个防喷轴推装置的防喷液驱器，其特征在于：

一轴推筒体；所述轴推筒体经通油管路和回油管路供给液压油并由推筒本体存储液压油，推筒法兰采用圆盘形法兰且其上端设置筒形凸台，并通过圆周焊的方式与推筒本体的筒形凸台连为一体；推筒本体采用底端封闭的双厚壁筒体，推筒本体沿径向由内而外依次设有柱状滑移短筒和柱状滑移粗筒，柱状滑移短筒和柱状滑移粗筒同轴心布置并由此构成底端封闭的U形环腔滑道，推筒本体的上筒环形凹槽内配置下○形密封圈，同时推筒本体的下筒环形凹槽内配置中Y形密封圈；推筒本体的推筒锁紧孔道沿周向均匀排列，推筒锁紧孔道的锁爪方孔采用方形盲端孔且其内配置密封锁紧器的锁紧卡爪，推筒锁紧孔道的锁套螺孔和锁套圆孔内配置密封锁紧器的锁紧套筒体；推筒本体的回油孔道采用单油孔道并与回油管路相连，推筒本体的通油孔道采用水平油孔道和垂向油孔道组合的双油孔道，通油孔道的水平油孔道与通油管路相连，通油孔道的垂向油孔道端口与U形环腔滑道保持联通；

一轴推柱塞体；所述轴推柱塞体沿着轴推筒体的U形环腔滑道以及密封基体的双柱面滑道进行轴向滑移，双环塞体采用底端封闭的双环形柱塞且其环锥状定位塞的外环面与柱状滑移短筒的环锥状定位腔之间采用间隙配合，实现轴推柱塞体回程作业结束时的精确定位；双环塞体的柱状滑移长环塞和锥状滑移短环塞同轴心布置并由此构成底端封闭的环锥状柱塞腔，双环塞体的环锥状柱塞腔与轴推盖体的锥状卡箍之间精密配合，实现轴推柱塞体推程作业结束时的精确定位；分层排列的塞环形凹槽内配置下Y形密封圈，下Y形密封圈采用两个上下布置的Y形密封圈，中Y形密封圈和下○形密封圈分别采用一个Y形密封圈和一个○形密封圈，锥状滑移短环塞的锥状坡口正对推筒本体通油孔道中的垂向油孔道端口；

一密封基体；所述密封基体为环形防喷器的密封总成提供环形密封腔，其密封锁盖采用倒扣形的盒体，且密封锁盖沿轴向依次设有三点吊耳、防喷连接盖、锁盖法兰、锁盖结合体和环锥状凸台，防喷连接盖的外环面顶部设有沿垂向布置的泄压孔道且泄压孔道的上部配置锁盖螺塞，三点吊耳采用三点法实现防喷轴推装置的吊装，锁盖法兰与锁盖结合体截面变化处形成的轴肩实现密封锁盖的轴向定位，锁盖结合体的卡爪锁孔采用类三字形锁眼，锁盖结合体的密封环形凹槽内配置上○形密封圈；密封锁盖的环腔内壁沿轴向自上而下依次设有杆柱面、密封锥面和滑移柱面并组合成环形密封腔，轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁和密封锁盖环形密封腔的滑移柱面与双环塞体的柱状滑移长环塞外环面之间精密配合而构成双柱面滑道，轴推盖体的推盖法兰通过螺钉将密封锁盖和轴推盖体连为一体，轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁所在的倒锥面与密封锁盖的环锥状凸台外环面相配合，实现密封锁盖和轴推盖体之间的精确定位，轴推盖体分层排列的盖环形凹槽内配置上Y形密封圈；

一密封锁紧器；所述密封锁紧器实现轴推筒体与密封基体之间的快速锁紧和解锁，每个密封锁紧器均包括锁紧卡爪、锁紧套筒体和锁紧螺钉；锁紧套筒体的螺帽套筒外表面采用六棱柱面并与内六角专用扳手相配，锁紧套筒体中的螺旋传动套筒的矩形传动外螺纹与锁套螺孔的矩形传动内螺纹相配合，螺旋传动套筒的圆形通孔和螺帽套筒盲端圆孔的孔道截面结合处实现锁紧螺钉的定位；锁紧卡爪采用三齿式锁芯，三齿式锁芯上的锁齿自上而下顺次排列于锁紧卡爪的锁紧块沿径向的内侧端面上，锁紧卡爪的三齿式锁芯与密封锁盖卡爪锁孔的类三字形锁眼相配合。

2.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置采用圆筒状轴对称构造以及Y形密封圈和○形密封圈构成的非金属密封，有效解决井口防喷器组中环形防喷器的动力驱动问题，其轴推筒体、轴推柱塞体和密封基体均采用单体。

3.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述轴推筒体作为环形防喷器的下部壳体并为轴推柱塞体上下往复滑移提供驱动力，推筒法兰的四周钻有沿周向均布的圆形孔眼，并通过双头螺柱将防喷轴推装置与井口防喷器组相连接；

所述推筒本体的下端设有筒形凸台，推筒本体的筒形凸台与推筒法兰筒形凸台的结构和规格相同，推筒本体的U形环腔滑道的两侧壁面均采用圆柱面，且U形环腔滑道的底端面采用水平布置的平面；柱状滑移短筒的环腔内壁采用阶梯回转面，柱状滑移短筒的环腔内壁上部设有环锥状定位腔，柱状滑移短筒的环锥状定位腔由同轴心布置的倒锥面和圆柱面组合而成，柱状滑移短筒的外环面上部依次铣有上筒环形凹槽和下筒环形凹槽，上筒环形凹槽和下筒环形凹槽沿轴向同轴心分层排列。

4.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述推筒本体的柱状滑移粗筒筒壁沿轴向自上而下依次设有推筒锁紧孔道、回油孔道和通油孔道，推筒锁紧孔道采用阶梯回转面且沿径向由内而外依次设有锁爪方孔、锁套螺孔和锁套圆孔，锁爪方孔的中心线与锁套螺孔和锁套圆孔的轴线重合，锁套螺孔的孔壁车制矩形传动内螺纹；

所述推筒本体的回油孔道和通油孔道的孔径相同且均水平布置，推筒本体的回油孔道位于柱状滑移粗筒的中部，回油孔道沿径向的外侧端车制密封性管螺纹并实现U形环腔滑道内液压油的回油；推筒本体的通油孔道位于U形环腔滑道的底部，通油孔道的水平油孔道沿径向的外侧端车制密封性管螺纹并实现U形环腔滑道内液压油的通油。

5.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述轴推柱塞体用于压紧环形防喷器的密封总成，轴推柱塞体的双环塞体沿径向由内而外依次设有环锥状定位塞、柱状滑移长环塞和锥状滑移短环塞，环锥状定位塞的环腔内壁和外环面均由同轴心布置的倒锥面和圆柱面组合而成，环锥状定位塞的环腔内壁倒锥面所在锥面的锥度等于其外环面的倒锥面所在锥面的锥度；

所述双环塞体的锥状滑移短环塞外环面铣有沿轴向分层排列的塞环形凹槽，下Y形密封圈、中Y形密封圈和下○形密封圈实现轴推柱塞体与轴推筒体之间的非金属动密封，锥状滑移短环塞的外环面下端设有锥状坡口，锥状滑移短环塞的锥状坡口采用倒锥面。

6.根据权利要求1或5所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述双环塞体的环锥状柱塞腔沿径向的内外两侧壁面分别采用圆柱面和倒锥面，且环锥状柱塞腔的底端面采用水平布置的平面，柱状滑移长环塞的环腔内壁轴向长度大于柱状滑移短筒的外环面轴向长度，柱状滑移长环塞的环腔内壁与柱状滑移短筒的外环面之间精密配合，且柱状滑移长环塞的外环面与密封基体的双柱面滑道之间精密配合，同时锥状滑移短环塞的外环面与柱状滑移粗筒的环腔内壁之间精密配合并构成四柱面移动副，由此远程精确控制轴推柱塞体推程和回程作业过程中双环塞体在轴推筒体内的上下往复滑移。

7.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述密封基体作为环形防喷器的上部壳体，密封锁盖的防喷连接盖顶端面上车制沿周向均布的螺孔，环锥状凸台的外环面采用倒锥面，防喷连接盖的外环面采用圆锥面，且防喷连接盖的泄压孔道沿径向对称布置，三点吊耳沿周向均布于防喷连接盖的外环面上，三点吊耳由三角形钢块加工而成；锁盖法兰的外环面直径大于防喷连接盖的外环面所在圆锥面的大端圆面直径和锁盖结合体的外环面所在圆柱面的直径并且小于推筒本体的柱状滑移粗筒外环面直径，锁盖结合体的外环面采用圆柱面且其外环面的中部和下部依次设有卡爪锁孔和密封环形凹槽，锁盖结合体的卡爪锁孔沿周向均布并与柱状滑移粗筒的推筒锁紧孔道相对应，卡爪锁孔的类三字形锁眼的锁壁及其锁底面均采用相互间保持垂直的平面，锁盖结合体密封环形凹槽内的上○形密封圈采用一个○形密封圈，并实现密封锁盖与推筒本体之间的非金属静密封。

8.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述密封基体中的密封锁盖的环形密封腔内配置环形防喷器的密封总成，环形密封腔的杆柱面和滑移柱面所在柱面的直径分别等于其密封锥面所在圆锥面小端圆面和大端圆面的直径，且密封锁盖的环形密封腔杆柱面所在柱面直径等于推筒本体中柱状滑移短筒的环腔内壁最小直径、推筒法兰的环腔内壁直径以及双环塞体中环锥状定位塞的环腔内壁最小直径；

所述密封基体的轴推盖体沿径向由内而外依次设有锥状卡箍和推盖法兰，推盖法兰的外环面和密封锁盖的锁盖结合体外环面与推筒本体的柱状滑移粗筒环腔内壁之间均采用间隙配合；轴推盖体的锥状卡箍外环面采用倒锥面，且锥状卡箍的外环面所在倒锥面的锥度等于双环塞体的环锥状柱塞腔外侧壁面所在倒锥面的锥度，轴推盖体的锥状卡箍外环面所在倒锥面的锥高则大于双环塞体的环锥状柱塞腔外侧壁面所在倒锥面的锥高；轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁由同轴心布置的倒锥面和圆柱面组合而成，轴推盖体的锥状卡箍环腔内壁所在的圆柱面上铣有沿轴向分层排列的盖环形凹槽，盖环形凹槽内的上Y形密封圈采用两个上下布置的Y形密封圈，实现密封基体与轴推柱塞体之间的非金属动密封。

9.根据权利要求1所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述密封锁紧器采用锁爪式构造，锁紧套筒体采用变截面圆筒且沿径向依次设有螺旋传动套筒和螺帽套筒，螺帽套筒的内壁采用盲端圆孔，螺旋传动套筒的外环面车制矩形传动外螺纹，通过内六角专用扳手转动锁紧套筒体，并由螺旋传动套筒将动力经锁紧螺钉传递至锁紧卡爪，从而实现锁紧卡爪沿径向朝内和朝外的往复滑移；螺旋传动套筒的内壁采用圆形通孔，螺旋传动套筒的圆形通孔孔径小于螺帽套筒的盲端圆孔孔径，螺旋传动套筒的圆形通孔和螺帽套筒的盲端圆孔同轴心布置且其两孔道内配置锁紧螺钉。

10.根据权利要求1或9所述的双筒双环塞式液驱环形防喷轴推装置，其特征在于：所述锁紧卡爪的三齿式锁芯的每个锁齿均铣成矩形铜块的构造，锁紧卡爪的锁紧块沿径向的外侧端面采用平面且与推筒本体锁爪方孔的孔底面相贴合，从而实现密封锁紧器沿径向的内侧限位，锁紧套筒体的螺帽套筒沿径向的内侧端面与推筒本体锁套圆孔的孔底面相贴合，从而实现密封锁紧器沿径向的外侧限位，由此密封锁紧器完成内外双向限位。

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