[发明专利]装于钻柱内在井下自动控制的井下防喷器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油气田在钻井过程中因井下发生井涌或井喷时， 能自动完成钻柱内外的关井作业的装于钻柱内在井下自动控制的井下防 喷器。

背景技术

目前油气田钻井过程中所用的防喷器多安装于井口，当操作人员在井 上发现井下发生剧烈井涌现象时，开启控制系统完成井口防喷器关井作 业，以防止井喷事故发生。这类防喷器的动作，必须依靠操作人员的经验 和责任心，才可能防止井喷事故发生。如果操作人员的经验不足或工作时 的疏忽，未能及时发现井涌或井喷迹象，就会发生严重的事故。而在用的 井下安全阀则仅能完成钻柱内的防喷而不能实现全井的防喷，因此在井下 出现异常情况时，难以实现井下防喷的全部操作。此外，由于井下发生异 常现象的信息通过介质传到井口需要一定的时间，此时井下环空可能已经 因井涌而产生局部泥浆缺乏，加大了井下环空的压差，从而加剧了控制井 喷的难度。

研究表明，将具有自动控制装置的井下防喷器安装在钻柱上，随钻柱 移动，当井下发生剧烈井涌异常现象时，就能够保证在井下及时封井，防 止井喷事故的发生。当需要开启井下防喷器进行正常钻井作业时，通过井 上灌注泥浆，就可以使防喷器解封，而无须提起钻柱，进行更换防喷器的 操作，可以大大提高钻井效率。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有井口防喷器存在的缺点，能自动控制 住井喷后，又能及时使防喷器解锁，确保钻井过程连续、安全、可靠，特 提供一种装于钻柱内在井下自动控制的井下防喷器。

为了达到上述目的，本发明解决此技术问题所采用的技术方案是：一 种装于钻柱内在井下自动控制的井下防喷器，是由钻具滑阀总成和井下防 喷器主体组成。其结构特征是：滑阀总成由滑阀接头、滑阀体和滑阀座构 成，一端连接在钻柱上，另一端与井下防喷器主体相连接；滑阀接头的两 端加工有油管螺纹，滑阀接头内部有两级轴肩，作滑阀体和滑阀座的初始 安装定位；滑阀体上部为一中间为锥形上下部分为圆弧性的锥形圆弧体结 构，滑阀体下部由一组具有爪型结构的扶正块构成，安装在滑阀接头内的 一级轴肩上；滑阀座由一个圆环形和其周边装有2～8个具有弹性的元件 所组成，圆环形上加工有一个锥形孔，其锥孔大小与滑阀体上的锥形圆弧 体相配合；井下防喷器主体由接箍、卡簧、卡销、滑环、防突环、活塞、 支撑环、中心管、胶筒构成，接箍一端加工有螺纹，与滑阀接头和防喷器 主体的中心管相连接，在接箍上加工有两个阶梯状环形槽；卡簧安装在防 喷器主体的活塞上，与接箍内壁紧密接触，卡簧密封圈与接箍密封接触； 卡销与卡销弹簧安装在防喷器中心管的凹槽内；滑环、滑环密封圈、防突 环、支撑环与胶筒一起构成了防喷器的防喷密封装置，滑环密封圈安装在 滑环内壁的凹槽上，防突环安装在胶筒与滑环的连接处，支撑环一端有螺 纹与阀体连接，另一端与胶筒和防突环连接构成防喷密封装置的主体；中 心管为井下防喷器的内管，两端加工有螺纹与接箍和阀体分别相连接，中 心管内有一环形台阶和两个通孔，其中一个通孔与活塞相通，另一个通孔 与胶筒相通，与胶筒相通的通孔内安装有孔板、单流阀复位弹簧和单流阀； 单流阀上部为锥形，下部为柱形，上部锥形与孔板上开有的锥形孔紧密连 接；中心管上的凹槽装有卡销和卡销弹簧；中心管上还加工有3个圆形环 槽安装与相邻零件密封用的密封圈；活塞一端外壁有两个环形槽安装卡簧 和卡簧密封圈，该端内壁有一条长形凹槽，活塞上开有一个小孔；阀体两 端加工有螺纹，一端外螺纹与支撑环连接，内螺纹与中心管连接，阀体上 开有一阶梯孔，内安装解封弹簧、解封弹簧支撑和解封活塞，阀体另一端 螺纹与短接相连接组成井下防喷器主体；短接一端与阀体连接，另一端与 钻柱连接。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：(1)结构简单，工作可 靠；(2)能在井下自动有效地防止井喷；(3)可安装于不同井深场合，随 钻工作；(4)可实现井涌时防喷，又可通过井上解封，多次使用而不必起 下钻，节约了操作费用，提高了综合技术经济效益。

附图说明

图1为本发明的自动控制的井下防喷器的结构总成示意图。

图2为本井下防喷器的滑阀座6的结构示意图。

图3为本井下防喷器的滑阀体7的结构示意图。

图4为滑阀座6和滑阀体7初始安装于滑阀接头1中的结构示意图。

图5为本井下防喷器的单流阀总成的结构示意图。