[实用新型]一种脉冲阀式井下防喷器

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻井领域，具体涉及一种脉冲阀式井下防喷器，用于石油钻井过程中钻遇高压地层需要进行井筒内的钻柱与环空封隔，实施井控作业。

背景技术

石油钻井井控封井目前常规采用井口防喷器，这种方式会使地层流体过多地进入井筒钻井液中，井口关井后套压很高，给井控作业造成过高的风险。石油钻井过程中经常会钻遇到高压地层，特别是深井超深井或浅层气地层，为了早期进行关井，实施井控作业，需要采用井下早期关井，即采用井下防喷器关井，这样更有利于井控压井作业。可是目前国内外没有关于井下防喷器的成熟的技术和设备，国外虽然有相关的专利出现，但也没有得到推广应用，主要是因为在封隔井筒环空时，橡胶膨胀后不能锁定，进而不能有效封隔环空，封隔位置之上不能实施循环压井作业，不能实现井下防喷的功能。

具体来说，专利号为US4712613A的美国专利提出了旋塞阀井下防喷器，但只有原理方案，没有研制样机，它的主要特点是：用泥浆脉冲传递控制信号、用电磁阀控制流道开启与关闭、钻井液作为动力源、旋塞阀封隔钻柱、可膨胀封隔器封隔环空。它的缺点是解封后旋塞阀不能打开，不能建立正常循环。

专利号为US4367794A的美国专利提出了插板阀井下防喷器，但只有原理方案，没有研制样机。它的主要特点是：钻杆声波传递控制信号、电动螺旋机构作为动力源、插板封隔钻柱、可膨胀封隔器封隔环空、并设计有失效解决备用方案。它的缺点是：封隔位置之上无循环通道、插板阀不能承受高压、封隔器与环空保持畅通。

挪威科技工业学院和挪威科技工业大学于上个世纪90年代至2001年期间提出了提升阀井下防喷器(美国专利US5404953A)，给出了原理方案，研制了试验样机，在模拟井上进行了试验，之后未见新的进展。它的主要特点是：泥浆脉冲传递控制信号、电动机械控制机构作为动力源、提升阀封隔钻柱、可膨胀封隔器封隔环空。缺点是封隔器不能锁定。

西南石油大学申请了两个专利，其中专利号为200910312467的专利公开了提升阀式井下内外一体式防喷器、专利号为201020037531的专利公开了提升阀式井下内外一体式防喷器。也只有原理方案，无样机，与US5404953A中给出的原理相同，缺点是封隔器不能锁定。

综上所述，虽然国外进行过提阀式井下防喷器的研究，并有专利出现，但其存在以下不足：

(1)关井过程中橡胶体膨胀后不能锁定，即不能有效关井或不能承受较高的关井压力；

(2)信号传输方式的可靠性不够。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种脉冲阀式井下防喷器，实现井下钻柱内和环空封隔，有效防止井喷、井涌等异常状况发生时对工作人员及设备带来的危害；在随钻钻遇高压地层时，利用本实用新型即可实施有效关井作业，从而实现安全快速的井控作业和钻井作业。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种脉冲阀式井下防喷器，包括壳体1以及安装在壳体1的内流道中的传动总成；在所述壳体1下部的外表面上安装有可膨胀封隔器；

所述传动总成包括上执行机构3和下执行机构8；所述上执行机构3和下执行机构8均为电动液压装置；

所述上执行机构3位于下执行机构8上方，所述可膨胀封隔器位于下执行机构8的下方；

通过所述传动总成控制可膨胀封隔器的膨胀和收缩，进而实现对地层的封隔和解封。

所述壳体1的内流道包括连通且同轴线的四段流道，从上至下依次为入口流道、上流道、下流道和出口流道；所述入口流道为上大下小的锥孔，其小口径端通过上圆柱孔连通所述上流道，所述上流道的直径大于所述入口流道的小口径处的直径，也大于所述上圆柱孔的直径；所述上流道和下流道的直径一致，上流道和下流道之间的过渡段为下圆柱孔，所述下圆柱孔的直径小于上流道和下流道的直径；所述出口流道为圆柱孔，其直径小于所述上流道和下流道的直径。

所述上执行机构3安装在所述上流道内并与上流道同轴线，且与上流道的上、下端以及内壁之间均留有间隙；