具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，高温气井带压作业球形自重气密封装置，包括：从下往上依次设置有导向球体1、第一气密封球体2和第二气密性球体3，所述导向球体1的上端通过第一连接管4与第一气密封球体2相连接，所述第一气密封球体2的上端通过第二连接管5与第二气密封球体3相连接，在所述导向球体1内设置有开口向下的竖向活塞腔6，在所述活塞腔6内滑动设置有与其相互配合的活塞7，在所述导向球体1的中部沿径向均匀设置有四个旋转轴套孔8，所述旋转轴套孔8的一端与活塞腔6相互连通，所述旋转轴套

孔8的另一端与外部相互连通，在所述旋转轴套孔8内旋转设置有旋转轴套9，在所述旋转轴套9靠近活塞腔6的一端上设置有齿轮10，在所述旋转轴套9另一端上的导向球体1旋接有限位锁紧螺母11，在所述旋转轴套9的另一端上均匀设置有若干径向限位滑槽12，在所述旋转轴套9内设置有滑腔13，在所述滑腔13内滑动设置有与其相互配合的锁紧杆14，在所述锁紧杆14与齿轮10之间的滑腔13内设置有第一复位弹簧15，所述第一复位弹簧15的一端与锁紧杆14相抵，所述第一复位弹簧15的另一端与齿轮10相抵，在所述锁紧杆14的中部沿径向均匀设置有若干与径向限位滑槽12一一对应的限位滑柱16，所述限位滑柱16滑动设置在限位滑槽12内，在所述锁紧杆14伸出限位锁紧螺母11的一端上设置有导向斜面17，在所述活塞7的上端四周分别设置与四个齿轮10一一对应啮合的齿条18，在所述活塞7上端的活塞腔6内设置有第二复位弹簧19，所述第二复位弹簧19的下端与活塞7相连接，所述第二复位弹簧19的上端与导向球体1相连接，在所述第一气密封球体2的外侧包裹有第一球形橡胶套20，在所述第一球形橡胶套20的内部通过硫化镶嵌有第一分瓣环形承压骨架21，在所述第一气密封球体2的中部外侧与第一球形橡胶套20之间设置有第一环形涨气腔22，在所述第一气密封球体2的中部贯穿设置有与第一环形涨气腔22相互连通的第一气孔23，在所述第一连接管4内设置有与第一气孔23相互连通的第一进出气道24，在所述导向球体1和第一气密封球体2之间的第一连接管4上

设置有与第一进出气道24相互连通的第一进出气口25，在所述第二气密封球体3的外侧包裹有第二球形橡胶套26，在所述第二球形橡胶套26的内部通过硫化镶嵌有第二分瓣环形承压骨架27，在所述第二气密封球体3的中部外侧与第二球形橡胶套26之间设置有第二环形涨气腔28，在所述第二气密封球体3的中部贯穿设置有与第二环形涨气腔28相互连通的第二气孔29，在所述第二连接管5内设置有与第二气孔29相互连通的第二进出气道30，在所述第二气密封球体3和第一气密封球体2之间的第二连接管5上设置有与第二进出气道30相互连通的第二进出气口31，在所述第二气密性球体3的上端设置有提吊环32。

如图1、图3、图4、图5、图6所示，在本实例中，所述第一球形橡胶套20和第二球形橡胶套26采用氟橡胶材料制成。

工作原理是：如图4所示，此时，呈“十”字形分布的四个锁紧杆14的导向斜面17面向正上方，当气井带压作业正常起下油管33作业过程中,井口防喷器半封闸板和环形胶芯处于关闭状态,即紧抱油管外部密封井内环空以防井底压力突然升高,井内气体喷出,但为了起下油管33作业，油管33不得不从半封闸板和环形胶芯中硬起或硬下，就在这样的过程中随时可能有压力的升高，除了卸荷阀卸去一部分气压外其余气压可从油管向上喷出。当出现这样情况应立即停作业，准备好的高温气井带压作业球形自重气密封装置从油管33的上部迅速放入油管内，即用钢丝绳系在第二气密性球体3上部的提吊环32上扶正后，凭借钢丝绳和主体材质导向球体1、第一气密封球体2和第二气密封球体3三个不锈钢球体的自重位移在油管33内迅速下滑(因为各个球体与油管33接触面小阻碍小容易下滑)，导向球体1是最下部的全不锈钢球体，在下滑的过程中起到清除障碍导向下滑的作用，上部由第一连接管4和第二连接管5将第一气密封球体2和第二气密封球体3通过螺纹连接在一起，当高温气井带压作业球形自重气密封装置下滑到油管33与油管接箍34连接处的空间槽35内的时，锁紧杆14在复位弹簧15复位作用下在旋转轴套9内向外滑动，锁紧杆14中间的若干限位滑柱在对应的旋转轴套9上的径向限位滑槽12内向外滑动，呈“十”字形分布的四个锁紧杆14在第一复位弹簧15复位的作用下自动开启从导向球体1内弹出进入油管33与油管接箍34连接处的空间槽35内，当锁紧杆14的下端与下部油管33的截面相抵时，此时装置定位锁紧在油管33与油管接箍34连接处的空间槽35内下部，停止下滑。

如图5所示，当井底气压瞬间上升推动导向球体1、第一气密封球体2、第二气密封球体3和活塞7同时一起上移，活塞7上移（如图2所示，图2为图1中A-A的剖视结构示意图，呈“十”字型的旋转轴套9上都有齿轮10，活塞上端四周有与四个齿轮10对应啮合的齿条18），上移的过程中推动四个齿条18向上移动，活塞7带动四个齿条18向上移动过程中压缩第二复位弹簧19，四个齿条18带动对应啮合的四个齿轮10转动，四个齿轮10带动对应的四个旋转轴套9同步转动，旋转轴套9通过径向限位滑槽12带动限位滑柱16一起旋转180°，从而带动锁紧杆14一起旋转180°，锁紧杆14的导向斜面17在空间槽35内原来面朝上旋转180°后朝下，此时当锁紧杆14的上端与上部油管33的截面相抵时，此时装置定位锁紧在油管33与油管接箍34连接处的空间槽35内上部，停止移动；同时气压从导向球体1四周壁向上进入第一气密封球体2和第二气密封球体3，首先充满导向球体1与第一气密封球体2之间的空间内，再从第一进出气口25进入依次通过第一进出气道24和第一气孔23到达第一环形涨气腔22内，从而推动第一气密封球体2的中心部位水平环周的第一球形橡胶套20使劲向外挤压油管33内壁从而形成快速密封油管33内壁，阻止了气体外喷，第一球形橡胶套20采用氟橡胶材料制成并与第一分瓣环形承压骨架21是通过特殊工艺硫化成一体，具有高弹性的密封性能和高频率的稳定性能，氟橡胶与主体材质不锈钢都具有耐温、耐腐、抗硫化氢气体功能。第二气密封球体3是一个备用密封球体，由于油管长时间的使用 油管33内壁不同的部位的密封面可能出现特殊情况，致使密封效果不好有漏气现象，此时气体进入第二气密封球体3与第一气密封球体2之间的空间内，再从第二进出气口31进入依次通过第二进出气道30和第二气孔29到达第二环形涨气腔28内，从而推动第二气密封球体3的中心部位水平环周的第二球形橡胶套26使劲向外挤压油管33内壁从而形成快速密封油管33内壁，达到双重密封的效果，阻止了气体外喷。

当井内压力被完全密封后,为了保证设备承压的安全性,则采取人工安全放压或卸荷的方法慢慢放去部分气体(由专门气体收集装置收集)来保证设备的密封的安全性,过段时间后待井内压力会自动下降恢复平稳达到正常作业状况, 此时第一气密封球体2和第二气密封球体3开始解封，如图四所示，由于高温氟橡胶套和分瓣环形承压骨架具有高弹性,使其球体橡胶反弹下收缩恢复原形；活塞7在第二复位弹簧19复位推动作用下向下移动，活塞7下移（如图2所示，图2为图1中A-A的剖视结构示意图，呈“十”字型的旋转轴套9上都有齿轮10，活塞7上端四周有与四个齿轮10对应啮合的齿条18），下移的过程中推动四个齿条18向下移动，活塞7带动四个齿条18向下移动，四个齿条18带动对应啮合的四个齿轮10转动，四个齿轮10带动对应的四个旋转轴套9同步转动，旋转轴套9通过径向限位滑槽12带动限位滑柱16一起旋转180°，从而带动锁紧杆14一起旋转180°，锁紧杆14的导向斜面17在空间槽35内原来面朝下旋转180°后朝上，此时整体装置下滑,当锁紧杆14的下端与下部油管33的截面相抵时，装置定位锁紧在油管33与油管接箍34连接处的空间槽35内下部，停止下滑（如图4所示）。此时慢慢拉动提吊环32上部的钢丝绳，呈“十”字形分布的四个锁紧杆14的导向斜面17面向正上方，当导向斜面17与上部油管33的截面相抵时产生斜向向内挤压，锁紧杆14被挤压向内移动并压缩第一复位弹簧15，当锁紧杆14被向内压缩至与上部油管33的截面脱离时，即锁紧杆14慢慢地退出油管33与油管接箍34之间的空间槽35，当导向球体1完全进入上部油管33内后继续匀速向上提吊，即可取出高温气井带压作业球形自重气密封装置。无需拆卸油管33，立刻可继续作业，安全快捷，节能环保，降低劳动强度，提高工作效率。

上述高温气井带压作业球形自重气密封装置，能够实现高弹性双重密封性和高频率作业的稳定性，密封效果好，具备耐高温、耐腐蚀、抗硫化氢气体等多功能需求，具备自重位移、清障导向功能，具有自动开启、锁紧定位功能，安装拆卸方便、安全，节能环保，省时省力，降低了劳动强度，提高了工作效率。