零滲漏防倒扣活動彎頭的研制

安玉山,沃 坤（中國石油大港油田公司,天津 300280）

零滲漏防倒扣活動彎頭的研制

安玉山,沃 坤
（中國石油大港油田公司,天津 300280）

摘 要：公知的活動彎頭是靠旋緊膠圈到一定程度后密封，自由活動困難，到轉(zhuǎn)動靈活后即出現(xiàn)滲漏。針對這種情況，研制了零滲漏防倒扣活動彎頭，具有調(diào)節(jié)方位多變，能夠360度自由旋轉(zhuǎn)，連接快捷、結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕、密封性能好，安全可靠，操作方便等特點，可以有效用于連接管線和旋轉(zhuǎn)作業(yè)。

關(guān)鍵詞：零滲漏；防倒扣；活動彎頭

公知的活動彎頭自身部件密封是靠壓緊膠圈到一定程度后密封，連接液壓管線時是靠外力旋緊到一定程度后密封，在需要旋轉(zhuǎn)作業(yè)時，自由活動困難，到轉(zhuǎn)動靈活后即出現(xiàn)滲漏，旋轉(zhuǎn)部位沒有防塵密封，在現(xiàn)場使用中經(jīng)常出現(xiàn)轉(zhuǎn)動困難和高低壓試驗滲漏嚴重的現(xiàn)象。為此研制了零滲漏防倒扣活動彎頭。

1 技術(shù)分析

1.1 技術(shù)方案

該零滲漏防倒扣活動彎頭，包括依次連接的由壬母頭、彎頭和由壬公頭，由壬母頭的左側(cè)套嵌有由壬環(huán)，彎頭的左側(cè)套在所述由壬母頭的右側(cè)，其右側(cè)與由壬公頭的左側(cè)螺紋連接，由壬母頭的右側(cè)由內(nèi)向外依次設(shè)置有第一方形環(huán)形槽、一個或兩個或多個下半圓形環(huán)形槽和向左側(cè)凹陷的第一環(huán)形臺階，在彎頭的左側(cè)由外向內(nèi)依次設(shè)置有第二方形環(huán)形槽、一個或兩個或多個上半圓形環(huán)形槽和向右側(cè)凹陷的第二環(huán)形臺階，在上半圓形環(huán)形槽的上方設(shè)置有帶有堵塞螺釘?shù)耐住?/p>

該裝置的有益效果是具有調(diào)節(jié)方位多變，能夠360度自由旋轉(zhuǎn)，連接快捷、結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕、密封性能好，安全可靠，操作方便。

1.2 結(jié)構(gòu)及工作原理

1.2.1 零滲漏防倒扣活動彎頭結(jié)構(gòu)

零滲漏防倒扣活動彎頭主要由由壬母頭、彎頭、由壬公頭、由壬環(huán)等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示，由壬母頭與彎頭的連接結(jié)構(gòu)由圖2所示。

1.2.2 工作原理

如圖1、圖2所示，本裝置包括依次連接的由壬母頭1、彎頭2和由壬公頭3，由壬母頭1的左側(cè)套嵌有由壬環(huán)4，彎頭2的左側(cè)套在由壬母頭1的右側(cè)，其右側(cè)與由壬公頭3的左側(cè)螺紋連接，由壬母頭1的右側(cè)由內(nèi)向外依次設(shè)置有第一方形環(huán)形槽5、一個或兩個或多個下半圓形環(huán)形槽6和向左側(cè)凹陷的第一環(huán)形臺階7，彎頭2的左側(cè)與所述由壬母頭1的第一方形環(huán)形槽5、一個或兩個或多個下半圓形環(huán)形槽6和向左側(cè)凹陷的第一環(huán)形臺階7相對應(yīng)處由外向內(nèi)依次設(shè)置有第二方形環(huán)形槽8、一個或兩個或多個上半圓形環(huán)形槽9和向右側(cè)凹陷的第二環(huán)形臺階10，上半圓形環(huán)形槽9的上方設(shè)置有帶有堵塞螺釘11的通孔，第一方形環(huán)形槽5和所述第二方形環(huán)形槽8構(gòu)成的空間內(nèi)設(shè)置有密封膠圈12，下半圓形環(huán)形槽6和所述上半圓形環(huán)形槽9構(gòu)成的圓環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置有與其圓環(huán)形空間大小相匹配的鋼珠13，第一環(huán)形臺階7和所述第二環(huán)形臺階10構(gòu)成的空間內(nèi)設(shè)置有方形盤根14，方形盤根14的內(nèi)表面為開口向內(nèi)的V形，可以360度自由旋轉(zhuǎn)，使現(xiàn)場連接非常方便，在組裝時，通過方形盤根14的內(nèi)表面的V型過盈就能夠做到低壓密封，高壓密封靠其方形部位密封。

圖1 零滲漏防倒扣活動彎頭結(jié)構(gòu)示意圖

彎頭2可以有兩段或多段中間段組成，其中部兩兩相連的中間段的連接結(jié)構(gòu)與所述由壬母頭1的右側(cè)和所述彎頭2的左側(cè)的連接結(jié)構(gòu)一致，密封膠圈12的橫截面呈L形，使其在惡劣環(huán)境下使用時，泥水不能進入承壓部位，保證轉(zhuǎn)動靈活和不銹蝕，增加使用壽命。

由壬公頭3與由壬母頭1的嵌合處內(nèi)壁上設(shè)置有V型槽15，V型槽15內(nèi)設(shè)置有密封圈16，密封圈16的內(nèi)表面的中部設(shè)置有尖狀凸起，密封圈16的內(nèi)表面的兩邊與中部的尖狀凸起之間設(shè)置有間隙，在由壬環(huán)4的旋緊過程中，使設(shè)計有兩個間隙的密封圈16的兩端分別進入其中的V型槽15中，由于密封圈16與所述V型槽15為角度過贏配合，因此在由壬環(huán)4的旋緊過程中V型槽15產(chǎn)生了兩個密封面，保證了低壓不漏，在高壓液體進入后，密封圈16的兩個間隙中進入高壓液體，壓力越高，密封圈16的密封面和V型槽的密封面越緊密，使其達到了高壓密封的目的，壓力越高，密封圈16對由壬外螺紋以及由壬母頭的壓緊力越大，產(chǎn)生的摩擦力也越大，使其倒扣的可能性就越小，即達到了防倒扣的目的。

圖2 由壬母頭與彎頭的連接結(jié)構(gòu)爆炸示意圖

由壬環(huán)4上設(shè)置有緊鎖螺釘17和旋緊孔18，旋緊孔18方便插入工具對由壬進行旋緊，在由壬環(huán)4旋緊后，由緊鎖螺釘17對與由壬母頭1相對接的另一段管路的由壬公頭的外螺紋的外徑進行機械加壓鎖緊，達到了由壬工作時的二次鎖緊。在密封圈16的外徑處，由壬公頭和由壬母頭有一個錐面和圓弧的結(jié)合面，形成了由壬的二次硬密封，由壬環(huán)越旋緊，由壬密封越可靠，承受的壓力越高。

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

（1）通徑：50mm

（2）額定工作壓力：40MPa

2 現(xiàn)場應(yīng)用情況及結(jié)論

通過西50-8井等58口井的修井作業(yè)現(xiàn)場的實際應(yīng)用，連接管線時工人勞動強度低，具有調(diào)節(jié)方位多變，可360度自由旋轉(zhuǎn)，連接快捷、結(jié)構(gòu)合理、體積小、重量輕、密封性能好，安全可靠，操作方便等優(yōu)點，可廣泛用于試油、修井作業(yè)現(xiàn)場的管線連接中。

作者簡介：安玉山（1974-），男，山西五臺人，本科，工程師，主要從事：井筒工程技術(shù)及井控技術(shù)研究與應(yīng)用。