[发明专利]装于钻柱上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，安装于钻柱上的阀根据井下状态自动控制的井下防喷器。 

背景技术

目前的防喷器多安装于井口，在井下发生剧烈井涌现象时，依赖于操作人员的经验和责任心，及时开启井上控制系统完成防喷器关井作业，以防止井喷事故发生。如果操作人员的经验不足或工作时的疏忽，未能及时完成防喷器关井作业，就可能发生严重的事故。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，从而加深了控制井喷的难度。 

目前，在用的井口防喷器不能完成井下关井防喷，而井下安全阀则仅能完成钻柱内的防喷而不能实现钻柱外环空的防喷，因此将安装于井下防喷器壁上由阀自动控制的防喷器安装于钻柱上，随钻柱移动，当井下发生剧烈井涌异常现象时，具有保证在井下及时封井，防止井喷事故的发生。当需要进行正常钻井作业时，则可以通过井上操作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，可以提高钻井效率。 

发明内容

本发明的目的是：针对现有井口防喷器存在的问题，能在井下自动启动封井，又能根据需要及时使防喷器解封，确保实现钻井过程连续、安全、可靠生产，特提供一种装于钻柱上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：一种装于钻柱上在井下自动控制的井下防喷器，是由钻柱内安全阀、井下防喷器主体、组合阀总成组成，其结构特征是：井下防喷器主体上的组合阀总成由安装于井下防喷器主体接箍上的外壁压板、外壁单向阀、外复位弹簧和安装于中心管上的内壁孔板、内壁单向阀和内复位弹簧构成；外壁压板为一圆锥形孔的金属板，金属板外壁是凸圆弧面、圆锥形孔的大端朝内，小端朝外，圆弧面形状与井下防喷器接箍外表面相同，与接箍外表面平齐，安装后与井下防喷器接箍外表面平齐，固定在井下 防喷器主体接箍上；外壁单向阀为一开有圆锥形孔状的圆锥体，锥形大端面下为圆柱体，圆柱体下面连接开有孔的圆环形圆柱体；外复位弹簧以圆柱体为中心安装于开有孔的圆环形圆柱体上，与外壁单向阀一起安装于外壁压板内；内壁孔板为一开有圆锥形孔的金属板，金属板的外壁为凹弧面安装在中心管内壁上，锥形孔的大端面朝外，小端面朝内，凹弧面形状与中心管内表面相同，与中心管内表面平齐，固定在中心管上；内壁单向阀为圆锥形，锥形大端面下为一圆柱体，圆柱体下部连接开有孔的圆环形圆柱体；内复位弹簧以圆柱体为中心安装在开有孔的圆环形圆柱体上，与内壁单向阀一起安装在内壁孔板内；井下防喷器主体是由接箍、活塞、中心管、阀体、短接构成；接箍两端加工有螺纹，一端与钻柱连接，另一端与钻柱内安全阀接头和中心管连接，在接箍外表面加工有一个通孔，通孔内设置有两个阶梯环形台肩，安装外壁压板、外壁单向阀和外复位弹簧，其中一个台肩安装组合阀总成中外壁压板，另一个台肩与外壁单向阀下部开有孔的圆环形圆柱体接触，外复位弹簧安装在外壁单向阀上；活塞一端外壁开有两个环形槽，安装卡簧和卡簧密封圈，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；活塞内表面开有一条形凹槽设置卡销，活塞上开有一个小孔；滑环、滑环密封圈、防突环、支撑环与胶筒一起构成了防喷器密封装置，滑环密封圈安装在滑环内壁的凹槽上，滑环与活塞密封接触，胶筒膨胀时滑环可以在活塞上滑动，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，构成防喷器密封装置主体，胶筒为防喷器密封装置的密封元件；中心管为井下防喷器的内管，两端加工有螺纹，分别与接箍和阀体相连接，在中心管一端与接箍通孔相对应位置加工有一通孔，该通孔内设置两个阶梯状圆环形台肩，安装组合阀总成中的内壁孔板、内壁单向阀和内复位弹簧，其中一个台肩安装组合阀总成中内壁孔板，另一个台肩与内壁单向阀下部开有孔的圆环形圆柱体接触，内复位弹簧安装在内壁单向阀上；中心管上还开有一个通孔，通孔内安装孔板、单流阀复位弹簧和单流阀，孔板上开有一圆锥形孔，孔板的外壁为凸圆弧面，圆锥形孔的大端朝内，小端朝外，其圆弧面形状与中心管外表面相同，单流阀为圆锥体，锥体大端面下为圆柱体，圆柱体下面连接开有孔的圆环形圆柱体，单流阀复位弹簧以圆柱体为中心安装在开有孔的圆环形圆柱体上，与单流阀一起安装于孔板内；中心管上的凹槽内装有卡销和卡销弹簧，中心管上还设置3个圆形环槽，安装与相邻 零件密封用的密封圈；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，安装解锁弹簧、解锁弹簧支撑和解锁活塞，另一端螺纹与短接相连接共同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。