本发明专利技术提供了一种防喷器的闸板锁紧装置，包括闸板、侧门、闸板轴、锁紧轴及液缸，闸板安装在侧门内端，闸板轴从侧门中穿出与闸板连接，液缸安装在侧门的外端，闸板轴的端部套设有第一活塞，第一活塞与液缸的内腔匹配，使得闸板轴在液缸内轴向移动，锁紧轴可部分置于闸板轴内部实现相对运动，闸板轴内部设有轴向的异型孔，所述锁紧轴上设有N条轴向的锁紧条，两者能相互匹配套合，异型孔的径向上设有第一螺旋曲面区，锁紧条的径向上设有第二螺旋曲面区，两者能相互匹配。本发明专利技术简化了结构及油路，减小了锁紧装置的体积，有使得加工成本、劳动强度和故障率降低，锁紧效率、可靠性、维修便利性提高的有益效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在土层或岩石的钻进中用于密封或封隔井眼或井的装置，特别涉及一种防喷器的闸板锁紧装置。
技术介绍
在石油、天然气钻井过程中，地层流体一旦失去控制，就可能发生井涌或井喷失控，必须使用防喷器对其控制，而闸板防喷器是防喷器中必不可少的一种。闸板防喷器一般使用液压油控制，由液缸内的液压油推动活塞、闸板轴和闸板，使闸板向井口中心方向移动直至关闭闸板，达到封井、有效控制井口压力的目的。闸板防喷器封井后，如果需要长时间封井或防止液压失效闸板打开的情况，就必须使用闸板锁紧装置将闸板在其所处位置处锁紧，防止闸板在井内波动的压力下向外运动，保证防喷器封井的稳定性和可靠性。闸板锁紧装置分为手动锁紧装置和液动锁紧装置。手动锁紧装置主要包括液压关闭锁紧轴随动结构、花键轴套结构、液压关闭锁紧轴不随动结构3类。现实中最常用的是第一类和第三类，第二类是在第一类的基础上在锁紧轴内部增加了花键套，本质上与第一类相同，但实际使用较少。三类结构的使用特点都是利用人工旋转手轮带动锁紧轴旋转几十圈后依靠锁紧轴梯形螺纹副间的自锁实现锁紧闸板，解锁也需同样反向转动手轮几十圈。虽然可以达到锁紧的目的，但是这三类手动锁紧装置费时、费力、效率低。而且由于井场环境和温度的变化，会导致螺纹接触面锈死或咬合，使锁紧和解锁困难，导致闸板不能顺利关闭和打开。关于液动锁紧装置，2007年出版的《石油矿场机械》第36卷第10期第1～4页的专题研究《闸板防喷器液压锁紧装置研究现状》和2008年7月出版的《石油钻探技术》第36卷第4期的论文《闸板防喷器液压锁紧装置现状及发展研究》这两篇论文在对国内外液压锁紧装置研究现状进行分析的基础上，详细介绍了几种不同的液压锁紧装置的结构特点，但是这些液压锁紧装置均存在或结构复杂、或体积庞大、或故障率高的缺点。另外，防喷器的闸板液动锁紧装置在许多美国专利中都已经被公开，包括但不限于专利号为US3242826、US3470793、US3941141、US4052995、US4076208、US4290577、US4293115、US4601232、US4969390、US4969627、US5025708、US5575452、US5918851、US7195224、US7798466、US8444109、US8857784的专利文件和这些专利文件中所引用的专利文献和/或非专利文献。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中防喷器的闸板锁紧装置中手动锁紧装置和液动锁紧装置的缺点，提供一种防喷器的闸板锁紧装置，根据转动锁紧轴方式的不同，既可以运用在手动锁紧装置上，也可以运用在液动锁紧装置上。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种防喷器的锁紧装置，包括闸板、侧门、闸板轴、锁紧轴及液缸，所述闸板安装在所述侧门内端，所述闸板轴从所述侧门中穿出与所述闸板连接，所述液缸安装在所述侧门的外端，所述闸板轴的端部套设有第一活塞，所述第一活塞与所述液缸的内腔匹配，使得所述闸板轴在所述液缸内轴向移动，所述锁紧轴可部分置于闸板轴内部实现相对运动，其特点在于：所述闸板轴内部设有轴向的异型孔，所述锁紧轴上设有N(N为自然数)条轴向的锁紧条，两者能相互匹配套合；所述异型孔的径向上设有第一螺旋曲面区，所述锁紧条的径向上设有第二螺旋曲面区，两者相互匹配。较佳地，所述第一螺旋曲面区为第一螺旋曲面，或者为第一螺旋曲面组；所述第二螺旋曲面区为第二螺旋曲面，或者为第二螺旋曲面组；所述第一螺旋曲面区或第二螺旋曲面区的螺旋升角为0°-23°。较佳地，所述异型孔内设有多层第一螺旋曲面区，所述锁紧条在所述锁紧轴上形成多层第二螺旋曲面区，两者相应匹配。较佳地，所述异型孔端部有导向圆孔，所述锁紧轴端部有导向圆柱。较佳地，所述闸板轴的异型孔与所述锁紧轴的锁紧条在轴向上相互凹凸配合，所述异型孔和锁紧条上的半锥角为1°25'43”-90°。较佳地，所述防喷器的闸板锁紧装置还包括执行机构，所述执行机构设置在所述锁紧轴的另一端，用于带动所述锁紧轴旋转。较佳地，所述执行机构包括锁紧液缸，所述锁紧轴的一端与所述闸板轴连接，所述锁紧轴的另一端穿入所述锁紧液缸中，所述锁紧液缸与所述液缸的外端连接。较佳地，所述执行机构还包括第二活塞、第三活塞、第一齿条、第二齿条及转动齿轮，所述转动齿轮穿设在所述锁紧轴的另一端；所述第一齿条和所述第二齿条分别啮合于所述转动齿轮的上下方，所述第二活塞与所述第一齿条固定连接，所述第三活塞与所述第二齿条固定连接，且所述第二活塞和所述第三活塞分别位于所述转动齿轮的两侧；所述锁紧轴上设有键槽，所述转动齿轮通过键与所述锁紧轴连接；所述执行机构收容于所述锁紧液缸中。较佳地，所述执行机构还包括第四活塞、第五活塞、连接杆和摆动杆，所述摆动杆安装在所述锁紧轴的另一端，且所述摆动杆穿过所述连接杆，所述连接杆的两端分别与所述第四活塞和所述第五活塞固定连接；所述执行机构收容于所述锁紧液缸中。较佳地，所述执行机构包括主动齿轮、从动齿轮及电机，所述从动齿轮穿设在所述锁紧轴的另一端，所述主动齿轮通过连接轴与所述电机连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术防喷器的闸板锁紧装置可以只需转动锁紧轴1/6圈就能实现锁紧，如果依靠人力直接转动锁紧轴进行锁紧将比传统手动锁紧装置提高效率至少百倍，极大地降低了劳动强度和提高了锁紧效率；如果依靠液压驱动执行机构旋转锁紧轴进行锁紧，则会比传统液动锁紧装置结构更简单、体积更小巧、加工成本和故障率更低。附图说明本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：图1为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一的结构示意图。图2为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中闸板轴与锁紧轴的装配示意图。图3为图2中沿A-A线剖开的剖视图。图4为图2中沿B-B线剖开的剖视图。图5为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中闸板轴与锁紧轴配合的
透视图。图6为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中闸板轴与锁紧轴配合的主视图。(少标了a和b)图7为图6中a部分的放大图。图8为图6中b部分的放大图。图9为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中锁紧轴依次由解锁位置运动到锁紧位置的示意图。图10为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中锁紧轴与执行机构配合后位于解锁位置的示意图。图11为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中所述闸板打开后处于解锁状态的示意图。图12为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中锁紧轴与执行机构配合后位于锁紧位置的示意图。图13为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例一中所述闸板关闭后处于锁紧状态的示意图。图14为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例二中锁紧轴与执行机构配合后位于解锁位置的示意图。图15为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例二中所述闸板打开后处于解锁状态的示意图。图16为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例二中锁紧轴与执行机构配合后位于锁紧位置的示意图。图17为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例二中所述闸板关闭后处于锁紧状态的示意图。图18为本专利技术防喷器的闸板锁紧装置的实施例三中闸板轴与锁紧轴配合的主视图。图19本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防喷器的闸板锁紧装置，包括闸板、侧门、闸板轴、锁紧轴及液缸，所述闸板安装在所述侧门内端，所述闸板轴从所述侧门中穿出与所述闸板连接，所述液缸安装在所述侧门的外端，所述闸板轴的端部套设有第一活塞，所述第一活塞与所述液缸的内腔匹配，使得所述闸板轴在所述液缸内轴向移动，所述锁紧轴可部分置于闸板轴内部实现相对运动，其特征在于：所述闸板轴内部设有轴向的异型孔，所述锁紧轴上设有N(N为自然数)条轴向的锁紧条，两者能相互套合匹配；所述异型孔的径向上设有第一螺旋曲面区，所述锁紧条的径向上设有第二螺旋曲面区，两者相应接触匹配。
【技术特征摘要】
1.一种防喷器的闸板锁紧装置，包括闸板、侧门、闸板轴、锁紧轴及液缸，所述闸板安装在所述侧门内端，所述闸板轴从所述侧门中穿出与所述闸板连接，所述液缸安装在所述侧门的外端，所述闸板轴的端部套设有第一活塞，所述第一活塞与所述液缸的内腔匹配，使得所述闸板轴在所述液缸内轴向移动，所述锁紧轴可部分置于闸板轴内部实现相对运动，其特征在于：所述闸板轴内部设有轴向的异型孔，所述锁紧轴上设有N(N为自然数)条轴向的锁紧条，两者能相互套合匹配；所述异型孔的径向上设有第一螺旋曲面区，所述锁紧条的径向上设有第二螺旋曲面区，两者相应接触匹配。2.如权利要求1所述的防喷器的闸板锁紧装置，其特征在于，所述第一螺旋曲面区为第一螺旋曲面，或者为第一螺旋曲面组；所述第二螺旋曲面区为第二螺旋曲面，或者为第二螺旋曲面组；所述第一螺旋曲面区或第二螺旋曲面区的螺旋升角为0°-23°。3.如权利要求2所述的防喷器的闸板锁紧装置，其特征在于，所述异型孔内设有多层第一螺旋曲面区，所述锁紧条在所述锁紧轴上形成多层第二螺旋曲面区，两者相应接触匹配。4.如权利要求1所述的防喷器的闸板锁紧装置，其特征在于，所述异型孔端部有导向圆孔，所述锁紧轴端部有导向圆柱。5.如权利要求1所述的防喷器的闸板锁紧装置，其特征在于，所述闸板轴的异型孔与所述锁紧轴的锁紧条在轴向上相互凹凸配合，所述异型孔和锁紧条上的半锥角为1°25'43”-90°。6.如权利要求1所述的防喷器的闸板锁紧装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾军锋，
申请(专利权)人：顾军锋，
类型：发明
国别省市：上海;31
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