不压井作业装置
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不压井作业装置
新型不压井作业 装置结构及工作 原理
铁虎石油机械有限公司
一、概述
我国带压作业起步较晚，随着我国老油田 开发难度的增大，在油田作业方面对带压作业 的要求越来越高。 通过几年来的摸索和实践，对装置的设计， 设备的配套，带压作业工艺进行了多次改进。 我公司对现有带压作业装置存在的问题， 并综合了各个优点，设计了一套新型的带压作 业装置，相信在不远的将来，会给油田带来巨 大的生产效益和社会效益。
播放动画
当井内油管较少时，为防止油管顶出，即用 油缸上提油管，上快速单闸板防喷器和游动 防顶卡瓦分别密封、卡紧油管；当油管接箍 接近上快速单闸板防喷器时，油缸和大钩同 时停止起吊，关闭下快速单闸板防喷器，再 打开上快速单闸板防喷器，继续上提，使接 箍提出固定卡瓦后，关闭固定卡瓦和上快速 单闸板防喷器，打开游动卡瓦，将油缸降至 下死点，卸掉油管。如次循环将油管提出。
工作原理
上层为安全卡瓦，当上部带压 作业设备要中途检修或更换胶 件时，起防止油管飞出和掉下 的作用； 中间层为半封闸板（ 3 1/2’’ 或 2 7/8’’) ，当井内有管柱， 上部出现问题时可封住油管； 防喷器最下层为全封闸板，空 井时可关闭井口。
（2）ＴＦＺ１８－３５单闸板快速防喷器
该防喷器是我公司新研制的产品。具有 以下优点： ａ．防喷器腔体为圆形，精度高，粗糙度可 达到0.4，强度大大提高，耐磨性好； ｂ．闸板高度大，密封胶件厚，镶有耐磨瓦 片； ｃ．油缸在防喷器两侧，防喷器本体没有油 路，彻底消除了漏油现象； ｄ．开关迅速，只需两秒 就可实现开闸板或关闸板； ｅ．更换闸板容易，侧门 可液压开启，是带压作业装 置导接箍专用的防喷器。
（３）第三代带压作业装置
下部为三闸板防喷器， 三闸板上部装卡瓦闸板，以 方便现场维修及更换卡瓦、
胶件。下横梁坐在三闸板防
喷器上。快速自紧式卡瓦更 加安全可靠，动力源及液控 系统单独设置，与作业车脱 离关系，便于维修与操作。
2.国外带压作业装置
此装置最下部由 2 Ｆ Ｚ１８－３５双闸板防喷 器和下横梁及短节组成。 上部由上、下两快速单闸 板防喷器、环型防喷器、 固定卡瓦、升高短节、中 横梁、上横梁、游动卡瓦、 承重卡瓦等组成。油缸行 程3.3ｍ。
三闸板防喷器 上、下单闸板快速防喷器 ＦＨ１８－３５环型防喷器 固定、游动卡瓦 升降油缸 上、中、下横梁 另外还有升高四通、泄油筒和水 平调节等装置。
（１）三闸板液动防喷器 3ＦＺ１８－３５
该防喷器为带压作 业的Biblioteka Baidu全设施，通常不 参与正常带压作业，一 旦上部出现问题，可及 时关闭下部有关闸板和 卡瓦，实现安全生产。
播放动画
下油管作业：过程与起油管过程 相同，这里就不再介绍了。
2.优点
油缸、防顶卡瓦、防喷器动作快， 用油量少，油压低，对于整套装 置及动力源系统的寿命得到提高； 防喷器和防顶卡瓦通过改进，大 大提高了效率； 整体结构更稳固牢靠，安全性好， 检修方便。
1.国内带压作业装置的发展
（1）第一代带压作业装置
由 2FZ18-21 液压双闸板防喷 器、升高短节、 FH12-14 筒状胶芯 环型防喷器、闸板式固定卡瓦、游 动卡瓦、升降油缸及上、中、下横 梁和水平调节装置等组成。油缸行 程3.5m。在井口压力不大于8MPa时， 使用效果良好。整个起下油管过程， 由筒状防喷器承担，接箍强行通过。 工具由下部双闸板防喷器和中部的 防喷器导出。动力源及作业车同用 一个泵，效率低。
存在问题
（1）利用原作业车动力源，带压作业与油管 钳使用相互冲突；
（2）油泵排油量不够，因长期在高压下运转， 寿命短；
（3）油缸起降速度慢，作业效率低，安全性 差。
（2）第二代带压作业装置
对第一代带压作业装 置进行了改进，加快了油 缸升降速度，加装了一个 半封单闸板防喷器，与筒 状防喷器配合使用。把游 动和固定卡瓦加装了手动 锁紧机构，加大了卡瓦油 缸直径，抱紧力更大一些。
壳体下部进油口为关闭油路，高 压油通过油路推动活塞上升，活 塞推动球形胶芯上移，压缩并沿 上壳体球面移动，挤压胶芯向中 心移动，孔径变小，封住油管
播放动画
（4）.自紧式防顶卡瓦
自紧式防顶卡瓦具有 自紧功能，开关速度快，1 ｓ即可关闭，用油量小， 油压低，重量轻。 内腔卡瓦体装有卡瓦 牙，可防顶防掉，可用于 固定卡瓦，也可用于游动 卡瓦，上下为法兰式，可 与泄油筒、上横梁联接。
（6）.上、中、下横梁
带压作业整套装置的支撑性、 同心性、水平垂直度全靠上、中、 下横梁及水平调节装置来完成。 为保证装置的垂直性和稳定性， 在两油缸中部有两套正反螺丝调 节装置与作业车井架相联。
上横梁
上横梁两端小孔与两油缸活塞杆 刚性联接，用大螺帽固定，使之 牢固形成一体，以确保两油缸同 步。
播放动画
（3）.ＦＨ１８－３５环型防喷器 环型防喷器在规定 的范围内任何尺寸、形 状的管柱均可密封，胶 芯储胶量大，受磨时间 长且所用油压低，但开 关所用时间比闸板防喷 器长。在压力较低时可 强行通过接箍。
工作原理
壳体上部油口为打开油路，高压 油经过油路推动活塞下移，球形 胶芯靠自身的弹性恢复原状，防 喷器打开
二、新型带压作业装置
这是我公司新研制的带压作业 装置，结合了国内外带压作业装置 的优点。 设计研制了新型快速单闸板防喷 器和自紧式快速开关防顶卡瓦，降 低了整体高度，使整体装置作业效 率得到提高。油缸采用刚性联接， 伸到横梁以下，实现了高度低、行 程大、稳定性好的功能。
1.装置的配置情况
工作原理
利用一小油缸通过连杆机构，使 两卡瓦体沿斜面上升卡住油管， 井压越大卡得越紧，即使发生油 缸泄压，也不会影响卡紧力； 油缸小，用油量少，动作快捷。
缺点
当卡瓦体卡得太紧时，难于松开， 有时需用油缸下压一下油管，才 可打开。
播放动画
（5）.升降油缸
主要用于当井内油管重量小于井内压力对油管的上 浮力时，需用游动卡瓦卡住油管下压或上提； 当井内油管重量大于井压对油管的上浮力时，油缸 可不用； 油缸行程3.3ｍ。
中横梁
中横梁固定在上快速防喷器和环 型防喷器之间，两边卡住油缸， 使整套装置的稳定性更好，安装 精度得到保证
下横梁
下横梁座在三闸板防喷器上，与 防喷器法兰式联接，起支撑两个 升降油缸的作用
提油管作业分为三种情况：
井压较低时，关闭环型防喷器，使油管和接 箍强行通环型防喷器胶芯； 井内压力对油管的上顶力小于井内油管重量 时，可用作业车大钩提油管，用环型防喷器 封住管柱，如压力较高时，打开环型防喷器， 改由上下两快速单闸板防喷器导出油管，油 缸及防顶卡瓦可暂时不用；
新型不压井作业 装置结构及工作 原理
铁虎石油机械有限公司
一、概述
我国带压作业起步较晚，随着我国老油田 开发难度的增大，在油田作业方面对带压作业 的要求越来越高。 通过几年来的摸索和实践，对装置的设计， 设备的配套，带压作业工艺进行了多次改进。 我公司对现有带压作业装置存在的问题， 并综合了各个优点，设计了一套新型的带压作 业装置，相信在不远的将来，会给油田带来巨 大的生产效益和社会效益。
播放动画
当井内油管较少时，为防止油管顶出，即用 油缸上提油管，上快速单闸板防喷器和游动 防顶卡瓦分别密封、卡紧油管；当油管接箍 接近上快速单闸板防喷器时，油缸和大钩同 时停止起吊，关闭下快速单闸板防喷器，再 打开上快速单闸板防喷器，继续上提，使接 箍提出固定卡瓦后，关闭固定卡瓦和上快速 单闸板防喷器，打开游动卡瓦，将油缸降至 下死点，卸掉油管。如次循环将油管提出。
工作原理
上层为安全卡瓦，当上部带压 作业设备要中途检修或更换胶 件时，起防止油管飞出和掉下 的作用； 中间层为半封闸板（ 3 1/2’’ 或 2 7/8’’) ，当井内有管柱， 上部出现问题时可封住油管； 防喷器最下层为全封闸板，空 井时可关闭井口。
（2）ＴＦＺ１８－３５单闸板快速防喷器
该防喷器是我公司新研制的产品。具有 以下优点： ａ．防喷器腔体为圆形，精度高，粗糙度可 达到0.4，强度大大提高，耐磨性好； ｂ．闸板高度大，密封胶件厚，镶有耐磨瓦 片； ｃ．油缸在防喷器两侧，防喷器本体没有油 路，彻底消除了漏油现象； ｄ．开关迅速，只需两秒 就可实现开闸板或关闸板； ｅ．更换闸板容易，侧门 可液压开启，是带压作业装 置导接箍专用的防喷器。
（３）第三代带压作业装置
下部为三闸板防喷器， 三闸板上部装卡瓦闸板，以 方便现场维修及更换卡瓦、
胶件。下横梁坐在三闸板防
喷器上。快速自紧式卡瓦更 加安全可靠，动力源及液控 系统单独设置，与作业车脱 离关系，便于维修与操作。
2.国外带压作业装置
此装置最下部由 2 Ｆ Ｚ１８－３５双闸板防喷 器和下横梁及短节组成。 上部由上、下两快速单闸 板防喷器、环型防喷器、 固定卡瓦、升高短节、中 横梁、上横梁、游动卡瓦、 承重卡瓦等组成。油缸行 程3.3ｍ。
三闸板防喷器 上、下单闸板快速防喷器 ＦＨ１８－３５环型防喷器 固定、游动卡瓦 升降油缸 上、中、下横梁 另外还有升高四通、泄油筒和水 平调节等装置。
（１）三闸板液动防喷器 3ＦＺ１８－３５
该防喷器为带压作 业的Biblioteka Baidu全设施，通常不 参与正常带压作业，一 旦上部出现问题，可及 时关闭下部有关闸板和 卡瓦，实现安全生产。
播放动画
下油管作业：过程与起油管过程 相同，这里就不再介绍了。
2.优点
油缸、防顶卡瓦、防喷器动作快， 用油量少，油压低，对于整套装 置及动力源系统的寿命得到提高； 防喷器和防顶卡瓦通过改进，大 大提高了效率； 整体结构更稳固牢靠，安全性好， 检修方便。
1.国内带压作业装置的发展
（1）第一代带压作业装置
由 2FZ18-21 液压双闸板防喷 器、升高短节、 FH12-14 筒状胶芯 环型防喷器、闸板式固定卡瓦、游 动卡瓦、升降油缸及上、中、下横 梁和水平调节装置等组成。油缸行 程3.5m。在井口压力不大于8MPa时， 使用效果良好。整个起下油管过程， 由筒状防喷器承担，接箍强行通过。 工具由下部双闸板防喷器和中部的 防喷器导出。动力源及作业车同用 一个泵，效率低。
存在问题
（1）利用原作业车动力源，带压作业与油管 钳使用相互冲突；
（2）油泵排油量不够，因长期在高压下运转， 寿命短；
（3）油缸起降速度慢，作业效率低，安全性 差。
（2）第二代带压作业装置
对第一代带压作业装 置进行了改进，加快了油 缸升降速度，加装了一个 半封单闸板防喷器，与筒 状防喷器配合使用。把游 动和固定卡瓦加装了手动 锁紧机构，加大了卡瓦油 缸直径，抱紧力更大一些。
壳体下部进油口为关闭油路，高 压油通过油路推动活塞上升，活 塞推动球形胶芯上移，压缩并沿 上壳体球面移动，挤压胶芯向中 心移动，孔径变小，封住油管
播放动画
（4）.自紧式防顶卡瓦
自紧式防顶卡瓦具有 自紧功能，开关速度快，1 ｓ即可关闭，用油量小， 油压低，重量轻。 内腔卡瓦体装有卡瓦 牙，可防顶防掉，可用于 固定卡瓦，也可用于游动 卡瓦，上下为法兰式，可 与泄油筒、上横梁联接。
（6）.上、中、下横梁
带压作业整套装置的支撑性、 同心性、水平垂直度全靠上、中、 下横梁及水平调节装置来完成。 为保证装置的垂直性和稳定性， 在两油缸中部有两套正反螺丝调 节装置与作业车井架相联。
上横梁
上横梁两端小孔与两油缸活塞杆 刚性联接，用大螺帽固定，使之 牢固形成一体，以确保两油缸同 步。
播放动画
（3）.ＦＨ１８－３５环型防喷器 环型防喷器在规定 的范围内任何尺寸、形 状的管柱均可密封，胶 芯储胶量大，受磨时间 长且所用油压低，但开 关所用时间比闸板防喷 器长。在压力较低时可 强行通过接箍。
工作原理
壳体上部油口为打开油路，高压 油经过油路推动活塞下移，球形 胶芯靠自身的弹性恢复原状，防 喷器打开
二、新型带压作业装置
这是我公司新研制的带压作业 装置，结合了国内外带压作业装置 的优点。 设计研制了新型快速单闸板防喷 器和自紧式快速开关防顶卡瓦，降 低了整体高度，使整体装置作业效 率得到提高。油缸采用刚性联接， 伸到横梁以下，实现了高度低、行 程大、稳定性好的功能。
1.装置的配置情况
工作原理
利用一小油缸通过连杆机构，使 两卡瓦体沿斜面上升卡住油管， 井压越大卡得越紧，即使发生油 缸泄压，也不会影响卡紧力； 油缸小，用油量少，动作快捷。
缺点
当卡瓦体卡得太紧时，难于松开， 有时需用油缸下压一下油管，才 可打开。
播放动画
（5）.升降油缸
主要用于当井内油管重量小于井内压力对油管的上 浮力时，需用游动卡瓦卡住油管下压或上提； 当井内油管重量大于井压对油管的上浮力时，油缸 可不用； 油缸行程3.3ｍ。
中横梁
中横梁固定在上快速防喷器和环 型防喷器之间，两边卡住油缸， 使整套装置的稳定性更好，安装 精度得到保证
下横梁
下横梁座在三闸板防喷器上，与 防喷器法兰式联接，起支撑两个 升降油缸的作用
提油管作业分为三种情况：
井压较低时，关闭环型防喷器，使油管和接 箍强行通环型防喷器胶芯； 井内压力对油管的上顶力小于井内油管重量 时，可用作业车大钩提油管，用环型防喷器 封住管柱，如压力较高时，打开环型防喷器， 改由上下两快速单闸板防喷器导出油管，油 缸及防顶卡瓦可暂时不用；