1.一种稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,它经防涌壳体的上接箍体与盘根盒相连并由防涌壳体的下接箍体与井口三通连为一体,单控活塞体置入单控筒体并组合成单控液驱器,防涌卡紧器与单控液驱器沿抽油杆柱径向由内而外对称布置于防涌壳体的左右两侧端;控制抽油杆柱井涌作业中,单控液驱器提供动力,并经由单控活塞体推动防涌卡紧器沿防涌壳体的卡紧通道进行远程精确单控滑移而自动密封和松开井口处的抽油杆柱,其特征在于:
一防涌壳体;所述防涌壳体的上接箍体和下接箍体均设有盘形卡箍头和筒形接头,防涌壳体的防涌本体采用交叉通孔壳体且其上下两端分别设有筒形接头,防涌本体沿抽油杆柱轴向采用筒形壳体且筒形壳体的中央部位钻有柱形通道,同时防涌本体沿抽油杆柱径向采用方形壳体且方形壳体的中央部位铣有卡紧通道,防涌本体的卡紧通道横截面呈矩形并分别与左防涌卡紧器和右防涌卡紧器相配合,由此为防涌卡紧器提供远程精确单控滑移的通道;
一防涌卡紧器;所述防涌卡紧器包括相同规格和结构的左防涌卡紧器和右防涌卡紧器,且左防涌卡紧器和右防涌卡紧器均由杆柱卡紧体、防涌密封芯和定位销体组成,杆柱卡紧体采用方形钢块,杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的内侧端面自上而下依次设有上楔形坡口、半柱形卡孔、梯形卡槽和下楔形坡口,且杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的外侧端面由内而外设有分层排列的拱形卡槽,杆柱卡紧体的下端面沿抽油杆柱径向铣有条形调压槽,左防涌卡紧器和右防涌卡紧器的杆柱卡紧体梯形卡槽内分别配置各自的防涌密封芯,防涌密封芯采用方形橡胶体,防涌密封芯沿抽油杆柱径向的内外两侧端面分别设有半柱形密封孔和梯形卡齿,防涌卡紧器的定位销体同时与杆柱卡紧体的锥形销孔和防涌密封芯的柱形销孔相配合;
一单控活塞体;所述单控活塞体依据其活塞本体和活塞衬套的精密配合而传递动力,并驱动单控传动杆直接推动防涌卡紧器进行推程和回程的远程精确单控滑移,它包括活塞本体、耐磨塞环、活塞衬套、单控传动杆和双套○形密封环;单控传动杆与活塞本体和活塞衬套之间同轴心布置,单控传动杆采用变径杆且沿其轴向由内而外依次设置内轴头、杆颈、杆体和外轴头,活塞本体采用扁柱体且其外环面铣有等间距分层排列的环形沟槽,活塞本体沿其轴向的内外两侧设有对称布置的柱形凸台;耐磨塞环采用分体式合金环并分别嵌入活塞本体的环形沟槽内,各耐磨塞环采用分段构造,活塞衬套采用薄壁筒体,活塞衬套的外环面沿其轴向由内而外依次设有环形卡箍、柱形定位环和柱形输油环,环形卡箍和柱形定位环的环形沟槽内配置双套○形密封环,活塞衬套的柱形输油环与单控液压筒的环腔内壁之间形成输油环形空间;
一单控筒体;所述单控筒体依据输油管汇以及封隔体和单控液压筒的输油孔道实现液压油的切换,封隔体采用中空圆盘体且其中央部位钻有柱形滑杆通道,封隔体的环形沟槽一侧槽壁设置柱形卡环面且其环形沟槽内配置三角形密封环,同时封隔体的环形凹沟内配置杆○形密封环,封隔体的输油孔道采用等径变向圆孔并由水平孔道和垂向孔道组成,封隔体的输油孔道实现活塞本体内侧的活塞衬套环腔与输油管汇之间的贯通,封隔体沿其轴向的内外两侧端分别设有矩形卡环和柱形凹沟,单控液压筒沿其轴向的内侧端面与封隔体的柱形凹沟之间形成柱形卡槽;单控液压筒采用厚壁筒体且其两端均设有法兰盘,单控液压筒沿其轴向的外侧端设有柱形卡齿,且柱形卡齿的环形沟槽内配置筒○形密封环,单控液压筒下部的柱形圆台设有输油孔道且其上部的柱形圆台设有排气孔道;单控端盖采用盲端圆盘体,并结合封隔体将单控液压筒封隔成密闭环腔室,单控端盖沿其轴向的内侧端面上铣有环形深沟,排气塞的锥状顶头与单控液压筒的锥形密封面之间精密配合而构成环锥状密封带。
2.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述稠油热采井液压驱动单控防井涌装置中的防涌壳体采用单体构造,防涌卡紧器、单控活塞体和单控筒体均采用双体构造;
所述防涌卡紧器的防涌密封芯和单控活塞体的双套○形密封环均采用双体构造,单控筒体的三角形密封环、杆○形密封环和筒○形密封环则采用单体构造,三角形密封环沿其轴向的端面设有三角形环沟,且三角形环沟沿单控传动杆轴向朝外放置,双套○形密封环、三角形密封环、杆○形密封环和筒○形密封环均采用○形密封环,○形密封环的横截面呈○形。
3.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述防涌壳体的卡紧通道内分别配置左防涌卡紧器和右防涌卡紧器,且防涌壳体卡紧通道的两侧端分别配置相同型号的单控液驱器;
所述上接箍体和下接箍体采用相同规格和结构并分别位于防涌本体的上下两端,上接箍体和下接箍体的盘形卡箍头采用法兰盘且其筒形接头采用厚壁筒体,上接箍体通过其盘形卡箍头与盘根盒同轴心布置,同时下接箍体通过其盘形卡箍头与井口三通同轴心布置;
所述防涌本体的柱形通道与抽油杆柱构成环形空间,同时防涌本体的卡紧通道两侧端面车制沿周向均布的螺钉孔,且通过单控筒体和螺钉将防涌壳体与单控液驱器连为一体。
4.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述防涌卡紧器依据防涌密封芯分别实现左防涌卡紧器与防涌壳体以及右防涌卡紧器与防涌壳体之间的静密封,杆柱卡紧体的上下端面和前后端面共四个端面同时与防涌本体的卡紧通道壁面之间精密配合而构成四平面移动副,并结合单控液驱器而实现杆柱卡紧体的远程精确单控滑移;
所述左防涌卡紧器和右防涌卡紧器的杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的长度之和小于防涌壳体卡紧通道的长度,杆柱卡紧体的半柱形卡孔所在柱面的直径大于抽油杆柱的杆径且小于杆柱卡紧体前后两端面的间距,杆柱卡紧体的上楔形坡口和下楔形坡口对称布置于其半柱形卡孔的上下两端,且单控液驱器达到最大推程时,杆柱卡紧体的上楔形坡口和下楔形坡口整体位于防涌本体的柱形通道内;杆柱卡紧体梯形卡槽的上下卡槽壁面采用相互平行的平面并同时与抽油杆柱的轴线垂直相交,梯形卡槽的卡槽底横截面呈等腰梯形且各卡槽底壁面均与抽油杆柱的轴线保持平行,同时梯形卡槽的卡槽底前后两壁面上钻有对称布置的锥形销孔。
5.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述杆柱卡紧体的拱形卡槽由半圆柱面和两个平面组合而成,杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的内层拱形卡槽与单控传动杆的内轴头相配合,且杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的外层拱形卡槽与单控传动杆的杆颈相配合;杆柱卡紧体的条形调压槽横截面呈矩形,且杆柱卡紧体的条形调压槽保持防涌壳体的柱形通道与其卡紧通道之间的贯通;
所述杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的外侧端面与单控传动杆的杆颈和杆体的结合面之间紧密贴合,同时杆柱卡紧体沿抽油杆柱径向的内层拱形卡槽的卡槽底壁面与单控传动杆的内轴头端面之间紧密贴合,由此实现防涌卡紧器与单控液驱器之间的精密传动。
6.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述防涌密封芯的半柱形密封孔与杆柱卡紧体的半柱形卡孔所在柱面同轴心布置,且防涌密封芯的半柱形密封孔所在柱面的直径等于抽油杆柱的杆径,防涌密封芯的梯形卡齿与杆柱卡紧体梯形卡槽的卡槽底相配合,同时防涌密封芯的长度和宽度均大于杆柱卡紧体梯形卡槽的规格尺寸,防涌密封芯的梯形卡齿前后两侧设有对称布置的柱形销孔。
7.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述单控活塞体中的单控传动杆、活塞本体和活塞衬套的轴线同时与防涌本体的卡紧通道中心线相重合,单控传动杆的内轴头采用柱体且其外轴头车制螺纹,内轴头的外径大于杆体的杆径同时小于杆柱卡紧体的内层拱形卡槽半圆柱面所在柱面的直径,单控传动杆的杆颈外径等于外轴头螺纹的公称直径,且杆颈与杆体间的结合面实现活塞本体的轴向固定;
所述活塞本体的各层环形沟槽内分别配置耐磨塞环,活塞本体的外环面与活塞衬套的环腔内壁间精密配合而避免活塞本体的外环面与单控液压筒的环腔内壁直接接触,同时单控传动杆的外环面与单控筒体中封隔体的柱形滑杆通道壁面间精密配合并构成双柱面移动副。
8.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述单控活塞体中的耐磨塞环沿其轴向的两端面与活塞本体的环形沟槽槽壁之间采用过盈配合,从而实现耐磨塞环的固定,且耐磨塞环的外环面直径大于活塞本体的外径;
所述活塞衬套环腔内壁的轴向长度大于活塞本体的厚度与单控液驱器的最大推程之和,活塞衬套的环形卡箍和柱形定位环的外环面分别铣有环形沟槽,且环形卡箍和柱形定位环的环形沟槽内的双套○形密封环分别实现封隔体与单控液压筒以及活塞衬套与单控液压筒之间的静密封;活塞衬套的柱形定位环外环面与单控液压筒的环腔内壁之间采用过渡配合,并结合环形卡箍和柱形定位环的结合面实现活塞衬套的轴向定位;
所述活塞衬套的柱形输油环外环面直径小于单控液压筒的内径,活塞衬套和单控液压筒的输油环形空间实现活塞本体外侧的活塞衬套环腔与单控液压筒以及输油管汇间的贯通。
9.根据权利要求1所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述单控筒体中的封隔体用于封隔防涌壳体内的油液和单控筒体中的液压油,封隔体的柱形滑杆通道壁依次设有环形沟槽和环形凹沟,封隔体环形沟槽内的三角形密封环结合其环形凹沟内的杆○形密封环实现单控筒体与单控传动杆之间的动密封;
所述封隔体的矩形卡环与防涌本体的卡紧通道相配合,同时结合封隔体沿其轴向的内侧端面而实现单控液驱器的轴向定位,封隔体的下部盘壁上设有输油孔道,封隔体的输油孔道与输油管汇相连,封隔体垂向孔道的轴线与封隔体的轴线垂直相交,且封隔体水平孔道的轴线与封隔体的轴线保持平行;
所述封隔体的外缘钻有沿周向均布的螺钉孔,封隔体沿其轴向外侧端的柱形凹沟沟壁所在柱面的直径大于单控液压筒的环腔内壁直径,单控液压筒和封隔体间的柱形卡槽内配置活塞衬套的环形卡箍,并实现活塞衬套的轴向固定。
10.根据权利要求1或9所述的稠油热采井液压驱动单控防井涌装置,其特征在于:所述单控筒体中的单控液压筒通过沿其轴向内侧的法兰盘和封隔体的螺钉孔将单控筒体与防涌壳体连为一体,同时单控液压筒通过沿其轴向外侧的法兰盘与单控端盖相连,单控液压筒中的柱形卡齿的卡齿顶面铣有环形沟槽,且柱形卡齿环形沟槽内的筒○形密封环实现单控液压筒与单控端盖之间的静密封;单控液压筒的筒壁中部设有沿其径向对称布置的柱形圆台,单控液压筒的输油孔道与输油管汇相连,同时单控液压筒的排气孔道底部设置锥形密封面;
所述单控筒体中的单控端盖沿其轴向的内侧端设有法兰盘,单控端盖的环形深沟横截面呈长条形且其环形深沟内配置单控液压筒的柱形卡齿;
所述单控筒体中的排气塞通过螺纹与单控液压筒的排气孔道相连,且排气塞的端部设有锥状顶头。