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堵头装置无效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及油气开采技术领域,尤其涉及一种堵头装置。

相关背景技术

[0002] 采油树作为一种井口装置,主要用于悬挂下入井中的油管柱,密封油套管的环形空间,控制和调节油井生产。在采油树未连接管线的阀门位置设置有堵头,用于防止油气泄
露。
[0003] 现有的堵头包括封堵部以及与封堵部固定连接的连接部,封堵部与采油树未连接管道螺纹连接进行封堵。连接部用于与操作工具连接,以施加作用力安装或者拆卸堵头。在
采油过程中,采油树未连接管道上的阀门受油气腐蚀或者高压的影响,油气容易从阀门中
泄露出,使得阀门与堵头之间的压力增大。当采油树连接其他设备或者管线进行操作时,为
了保证操作安全,需要先将阀门与堵头之间的压力进行释放。在现有技术中,通常旋松堵头
释放阀门与堵头之间的压力,即通过旋松堵头来实现泄压。
[0004] 但是直接旋松堵头,在压力的作用下堵头容易飞出,伤害操作人员,对操作人员的人身安全造成威胁。

具体实施方式

[0036] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0037] 图1为本发明堵头装置的爆炸图;图2为本发明堵头装置封堵状态的结构示意图;图3为本发明堵头装置泄压状态的结构示意图;图4为本发明堵头装置抵挡状态的结构示意
图;图5为本发明堵头装置堵头座的剖视图;图6为本发明堵头装置封堵头的结构示意图;图
7为本发明堵头装置抵挡件的结构示意;图8为本发明堵头装置抵挡件的剖视图。
[0038] 参照图1至图8,本实施例提供一种堵头装置,其包括:堵头座10、封堵头20以及抵挡件30;堵头座10开设有安装圆孔11以及与安装圆孔11连通的泄压孔12,安装圆孔包括第
一螺纹孔段111;封堵头20包括封堵部21以及工具连接部22,封堵部21与第一螺纹孔段111
螺纹连接,以封堵安装圆孔11和泄压孔12或者解封泄压孔12;抵挡件30固定连接在堵头座
10上,封堵部21解封泄压孔12时,抵挡件30抵顶封堵头20。安装圆孔堵头座10的一端用于与
待封堵管道固定连接。堵头座10与待封堵管道可以通过法兰连接,具体地,堵头座10的一端
可以设置有法兰盘,与待封堵管道上设置的法兰盘通过螺栓固定连接,为了保证连接的密
封性,法兰盘之间还可以设置有密封垫。或者,堵头座10与待封堵管道螺纹连接,具体地,堵
头座10的一端设置有内螺纹,与待封堵管道设置的外螺纹螺纹连接;或者,堵头座10的一端
为螺纹连接部14,螺纹连接部14上开设有外螺纹,与待封堵管道设置的内螺纹螺纹连接。为
了方便堵头座10与待封堵管道螺纹连接,堵头座10还设置有施力部13,施力部13用于与操
作工具连接,以将螺纹连接部14与待封堵管道螺纹连接或者将螺纹连接部14从待封堵管道
拆卸下来。优选地,施力部13为六角螺母结构。本发明实施例对螺纹连接部14的螺纹不做限
定,本领域技术人员可以根据堵头装置应用的不同管道进行设计,例如,在油气设备中,螺
纹连接部14的螺纹应当符合石油行业标准。
[0039] 需要说明的是,在本发明实施例中,待封堵管道可以是油气开采过程中的采油树或者其他油气设备管道,也可以是水管、暖气管道等。
[0040] 泄压孔12设置在堵头座10的侧壁,与安装圆孔11连通。泄压孔12的出口可以设置在施力部13,当然为了方便加工,堵头座10的施力部13和螺纹连接部14之间设置有一段光
圆柱部,泄压孔12的出口设置在光圆柱部。泄压孔12的横截面大小可以根据实际应用的管
道进行设置,例如,在一些高压装置的管道上,管道内的压力可能比较大,泄压孔12的横截
面可以设计大一些,加快泄压速度。泄压孔12的横截面可以是圆形、椭圆形、多边形等,在此
不做限定。优选地,泄压孔12的横截面为圆形。泄压孔12可以是光滑的圆孔。优选地,泄压孔
12在出口端设置有内螺纹,用于与其他泄压管线连通,可以避免管道内的流体泄压到大气
环境中造成污染,也可以避免颗粒等杂质进入泄压孔12造成堵塞,影响泄压。
[0041] 堵头座10开设的安装圆孔11,贯穿堵头座10的施力部13和螺纹连接部14。安装圆孔11包括第一螺纹孔段111,用于与封堵头20的封堵部21螺纹连接。其中,泄压孔12的可以
进口设置在第一螺纹孔段111的上,利用封堵部21于第一螺纹孔段111的螺纹连接,实现对
安装圆孔11以及泄压孔12的封堵;将封堵头20从第一螺纹孔段111拧出一段距离,使安装圆
孔11与泄压孔12连通,进行泄压。或者,泄压孔12设置在第一螺纹孔段111远离待封堵管道
的一侧,将封堵头20从第一螺纹孔段111完全拧出,使安装圆孔11与泄压孔12连通,进行泄
压。
[0042] 封堵头20的工具连接部22以是连接柱或者连接凹槽等,用于与扳手等操作工具连接,以施加作用力将封堵部21与第一螺纹孔段111螺纹连接,或者,将封堵部21从第一螺纹
孔段111拆卸下来。
[0043] 为了保证封堵头20的封堵部21从第一螺纹孔段111拧出进行泄压时,封堵头不从安装圆孔11内飞出,堵头座10远离泄压孔12的一端设置有抵挡件30,以抵挡封堵头20。抵挡
件30设置有工具插入孔33,操作工具穿设过工具插入孔33与封堵部21的工具连接部22连
接,操作封堵部21与第一螺纹孔段旋紧或者拧松。其中,工具插入孔33的尺寸小于封堵部21
的尺寸,实现对封堵部21的抵挡。抵挡件30可以是端盖结构,盖设在堵头座10的另一端;或
者,抵挡件30也可以是塞头结构,设置在安装圆孔11的另一端。抵挡件30还可以是档杆结
构,具体地,在封堵头10的另一端沿垂直于安装圆孔11轴向的方向开设有安装孔,且安装孔
穿设过安装圆孔11的边缘位置;安装孔为相互平行的两个,且两个安装孔之间的距离小于
封堵头20的封堵部21的尺寸。档杆穿设在安装孔内,两个档杆可以抵挡封堵头20。当然,档
杆可以设置三个、四个等,多个档杆围成的中间区域小于封堵部21的尺寸,可以抵挡封堵头
20即可。
[0044] 本实施例提供的堵头装置,通过堵头座的一端与待封堵管道实现固定连接,通过封堵头与第一螺纹孔段螺纹连接封堵安装圆孔和泄压孔,将封堵头从第一螺纹孔段拧出,
使泄压孔和安装圆孔连通进行泄压,释放阀门与封堵头之间的压力,利用抵挡件抵挡封堵
头,防止封堵头泄压时飞出伤害操作人员,避免对操作人员的人身安全做成威胁。
[0045] 进一步地,安装圆孔11还包括光孔段112,光孔段112的直径小于第一螺纹孔段111的直径;泄压孔12开设在光孔段112的侧壁上;封堵部21包括与光孔段112相配合的光圆柱
段211以及与第一螺纹孔段111螺纹连接的螺纹段212。
[0046] 安装圆孔11位于靠近待封堵管道的一端,第一螺纹孔段111位于光孔段112远离待封堵管道的一侧。光孔段112的直径小于第一螺纹孔段111的直径,相应地,封堵部21的光圆
柱段211的直径小于螺纹段212的直径,既安装方便,又能够实现可靠封堵。
[0047] 泄压孔12的进口设置在安装圆孔11的光孔段112上,优选地,泄压孔12设置在光孔段112靠近第一螺纹孔段111的一端。封堵部21包括光圆柱段211和螺纹段212,光圆柱段211
与光孔段112配合,封堵泄压孔12。螺纹段212与第一螺纹孔段111螺纹连接。螺纹段212与第
一螺纹孔段111的螺纹可以是三角螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹等,本发明实施例对此不做限
定。
[0048] 参照图2、图5和图6,封堵部21的螺纹段212与第一螺纹孔段111螺纹连接,封堵部21的光圆柱段211与光孔段112配合,封堵安装圆孔11和泄压孔12,同时,堵头座10与待封堵
管道固定连接,实现对管道的封堵;
[0049] 参照图3、图5和图6,当需要拆卸下堵头装置、与其他设备或者管道连接时,通过操作工具连接封堵头20的工具连接部22,向上旋出螺纹段212,封堵头20整体沿通孔11的轴向
向上移动,当光圆柱段211移动到泄压孔12的上端,泄压孔12与光孔段112连通,阀门和堵头
装置之间的压力流体通过泄压孔流出进行泄压。优选地,泄压孔12与光孔段112连通进行泄
压时,螺纹段212与第一螺纹孔段111仍有部分螺纹连接,可以抵挡一部分阀门和堵头装置
之间的流体对封堵头20的压力。
[0050] 参照图4至图6,当螺纹段212与第一螺纹孔段111的部分螺纹连接不足以抵挡阀门和堵头装置之间的流体对封堵头20的压力时,阀门和堵头装置之间的流体压力冲击封堵头
20沿安装圆孔11轴向继续向上运动,堵头座10远离泄压孔12一端设置的抵挡件30进一步抵
挡住封堵头20,避免封堵头飞出伤害操作人员,保护操作人员的人身安全。
[0051] 在此需要说明的是,在本发明中,方位词“上”、“顶”指的是远离封堵管道的一端;方位词“下”、“底”指的是靠近封堵管道的一端。
[0052] 在一些实施例中,封堵头20的工具连接部22为凸出于螺纹段212顶面的连接柱。该连接柱可以是三方柱体、四方柱体或者六方柱体等多方柱体,或者,其他不规则形状的柱体
等,方便与扳手等操作工具连接。可选地,该连接柱为六方柱体结构,可以与通用的六角扳
手连接。该连接柱可以位于安装圆孔11内,操作工具伸入到安装圆孔11内进行操作;该连接
柱还可以伸出到安装圆孔11外侧,与操作工具连接更加简单方便,易操作。
[0053] 在另一些实施例中,封堵头20的工具连接部22为形成在封堵部21端面的凹槽。具体地,工具连接部22为螺纹段212顶面向下凹陷的连接凹槽。该连接凹槽可以是三角形凹
槽、四边形凹槽、六边形凹槽等多边形凹槽,或者,其他不规则形状的凹槽等。可选地,该连
接凹槽为六边形凹槽,可以与通用的内六角扳手连接。
[0054] 可选地,堵头装置还包括封堵件,封堵件能够封盖泄压孔12的出口端。具体地,泄压孔12的出口端设置有螺纹,封堵件与泄压孔12的出口端螺纹连接;或者,封堵件与泄压孔
12的出口端过盈配合或者卡接等。封堵件可以为塞体结构,容纳在泄压孔12内;或者,封堵
件还可以是端盖结构,盖设在泄压孔12的出口端。在一些施工现场,环境较为恶劣,例如油
气开采现场等,扬沙、灰尘等较多,当不需要泄压时,封堵件与泄压孔12的出口端连接进行
封堵,防止沙尘等杂质进入泄压孔12内堵塞泄压孔12,影响泄压。
[0055] 可选地,泄压孔12为一个,其开口端设置在光孔段112,其出口端设置在堵头座10的施力部13和螺纹连接部14之间设置有一段光圆柱部。泄压口12的中心轴线可以相对安装
圆孔11的中心轴线倾斜。优选地,泄压口12的中心轴线与安装圆孔11的中心轴线垂直。
[0056] 可选地,泄压孔12为多个,沿光孔段112的周向间隔设置。例如,泄压孔12可以为两个或者三个等多个,沿光孔段112的周向均匀间隔设置。还或者,泄压孔12为多个,沿光孔段
112的轴向间隔设置,在向上逐渐旋出螺纹段212的过程中,泄压孔12逐个与安装圆孔11连
通进行泄压,降低封堵头飞出的风险。再或者,泄压孔12为多个,沿光孔端112螺旋方向间隔
设置,在封堵部21的螺纹段212向上逐渐旋出第一螺纹孔段111时,泄压孔12逐个与安装圆
孔11连通进行泄压,降低封堵头飞出的风险。
[0057] 在上述实施例的基础上,抵挡件30为盖板,盖板与工具连接部22对应的区域设有工具插入孔。盖板盖设在堵头座10的另一端,盖板可以是设置有法兰结构的端盖结构,与堵
头座10另一端设置的法兰通过螺栓连接。或者,盖板可以是设置有螺纹的端盖结构,套设在
堵头座10的另一端。抵挡件30的开设有工具插入孔,工具插入孔可以是三角形、方形等多变
形、或者圆形、椭圆形、不规则形状等。优选地,工具插入孔为圆形孔,且工具插入孔的直径
小于封堵部21的螺纹段212的直径,工具插入孔的直径大于工具连接部22的尺寸,操作工具
可以穿过工具插入孔与工具连接部22连接进行操作,抵挡件30的底面与螺纹段212的顶面
接触实现抵挡作用。
[0058] 抵挡件30还可以是其他的形式,例如,抵挡件30容纳在安装圆孔11内。具体地,安装圆孔11还包括第二螺纹孔段113,第二螺纹孔段113的直径大于第一螺纹孔段111的直径;
抵挡件30与第二螺纹孔段113螺纹连接,抵挡件30设有使工具连接部暴露的工具插入孔33。
[0059] 安装圆孔11的上端设置有内螺纹,为第二螺纹孔段113,,且第二螺纹孔段113位于第一螺纹孔段111远离待封堵管道的一端;在第二螺纹孔段113和第一螺纹孔段111之间还
有一段为光孔,该光孔的直径与第一螺纹孔段111的直径一致,第二螺纹孔段113的直径大
于该光孔段的直径,以方便安装封堵头20。参照图7和图8,抵挡件30包括连接段31和操作段
32,连接段31设置有外螺纹,与第二螺纹孔段113螺纹连接,操作段32用于与操作工具连接,
进行操作。优选地,操作段32为六角螺母结构,方便与通用扳手连接。抵挡件30开设有贯穿
连接段31和操作段32的工具插入孔33,工具插入孔33可以是三角形、方形等多变形、或者圆
形、椭圆形、不规则形状等。优选地,工具插入孔33为圆形孔,工具插入孔33的直径大于封堵
头20的工具连接部22的尺寸,且小于螺纹段212的直径,使得连接段31的底面与螺纹段212
的顶面抵接以抵挡封堵头飞出伤害操作人员。
[0060] 进一步地,堵头座10为圆柱结构,圆柱结构远离抵挡件30的一端设置有与管道内螺纹匹配的外螺纹。圆柱结构的外圆周面设置有六角螺母状凸台。即,堵头座10的施力部13
为六角螺母凸台,方便与扳手等操作工具连接,施加作用力,将堵头座10安装或者拆卸。堵
头座10的螺纹连接部为外螺纹,与管道内螺纹匹配,实现与管道的固定连接。
[0061] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0062] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
[0063] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0064] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0065] 在以上描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含
于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针
对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或
多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员
可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组
合。
[0066] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。

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