[发明专利]随钻电缆井下液控套管阀

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程钻井领域，特别涉及一种欠平衡钻井井下套管阀。

背景技术

目前现有的井下套管阀，其阀舌的开与关是由地面液压控制柜连接两根液压毛细油管到井下套管阀的开关液压腔上，通过地面液压控制柜的操作使两根液压毛细油管交替通高压来实现井下套管阀的阀舌打开与关闭。这种型式的井下套管阀安装费时，下井操作麻烦。对正常钻井施工会造成一定的负面影响。另一方面，欠平衡钻井施工的毛细管线的工作长度达几百米，这种超长距离的高压毛细油管线的使用容易引起毛细油管线故障，使井下套管阀因故障而失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种随钻电缆井下液控套管阀，该井下液控套管阀安装操作简单，省时，可长期稳定地可靠在井下工作。

 本发明所采取的技术方案是：随钻电缆井下液控套管阀分地面系统和井下套管阀总成两大部分。地面系统主要由井口的四通、套管悬挂器、油壬、保护管、阀门、钻井随钻电缆和远离井口的值班房内安置的地面接口箱和通用计算机组成，四通下挂表层套管，套管悬挂器下挂技术套管，四通一端是阀门，另一端是油壬，油壬外端装有保护管，钻井随钻电缆通过表层套管和技术套管的环形空间下连井下套管阀总成，上面通过油壬与地面接口箱和通用计算机相连；井下套管阀总成主要由电缆绝缘隔离头、腔体、井下电器控制系统、液压机构抗压筒、二位四通电磁换向阀、微型直流电机、微型液压泵、液压油、压力补偿隔离活塞、井液、压力连通管、活塞筒、上油腔、下油腔、阀舌、扭簧、阀舌关闭传感器、阀舌打开传感器和压力传感器组成，钻井随钻电缆通过电缆绝缘隔离头与井下电器控制系统相连，并将地面接口箱的电源和通用计算机的控制命令传送到井下电器控制系统，当需要打开阀舌时，可在通用计算机上输入命令，井下电器控制系统接到命令后就会给微型直流电机加电，并带动微型液压泵工作产生高压，同时驱动二位四通电磁换向阀换向，将高压液压油打入上油腔，推动活塞筒下行打开阀舌，当活塞筒下行开始和下行结速阀舌关闭传感器和阀舌打开传感器都会检测到相应信号并发送到地面，当需要关闭阀舌时，同样可在通用计算机上输入命令，井下电器控制系统接到命令后就会给微型直流电机加电，并带动微型液压泵工作产生高压，同时驱动二位四通电磁换向阀换向，将高压液压油打入下油腔，推动活塞筒上行，阀舌在扭簧的作用下自动关闭，二位四通电磁换向阀、微型直流电机和微型液压泵均置于液压机构抗压筒内的液压油中，液压机构抗压筒通过压力补偿隔离活塞分隔成两段，另一段通过压力连通管引入井液，使液压油即处于呼吸状态又处于补充状态，压力传感器设置在阀舌下端主要是为了检测阀舌关闭后舌关下端的高压。

本发明的有益效果是：井下与地面不用液压管连接，只用一根钻井随钻电缆相连使本发明的井下液控套管阀安装操作简单，省时，可长期稳定地可靠在井下工作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明地面系统与井下套管阀总成连接示意图。

图2是本发明井下套管阀总成示意图。

具体实施方式

如图1所示，地面系统主要由井口的四通、套管悬挂器、油壬、保护管、阀门、钻井随钻电缆和远离井口的值班房内安置的地面接口箱和通用计算机组成，四通下挂表层套管，套管悬挂器下挂技术套管，四通一端是阀门，另一端是油壬，油壬外端装有保护管，钻井随钻电缆通过表层套管和技术套管的环形空间下连井下套管阀总成，上面通过油壬与地面接口箱和通用计算机相连。

如图1所示，井下套管阀总成主要由电缆绝缘隔离头、腔体、井下电器控制系统、液压机构抗压筒、二位四通电磁换向阀、微型直流电机、微型液压泵、液压油、压力补偿隔离活塞、井液、压力连通管、活塞筒、上油腔、下油腔、阀舌、扭簧、阀舌关闭传感器、阀舌打开传感器和压力传感器组成，钻井随钻电缆通过电缆绝缘隔离头与井下电器控制系统相连，并将地面接口箱的电源和通用计算机的控制命令传送到井下电器控制系统，当需要打开阀舌时，可在通用计算机上输入命令，井下电器控制系统接到命令后就会给微型直流电机加电，并带动微型液压泵工作产生高压，同时驱动二位四通电磁换向阀换向，将高压液压油打入上油腔，推动活塞筒下行打开阀舌，当活塞筒下行开始和下行结速阀舌关闭传感器和阀舌打开传感器都会检测到相应信号并发送到地面，当需要关闭阀舌时，同样可在通用计算机上输入命令，井下电器控制系统接到命令后就会给微型直流电机加电，并带动微型液压泵工作产生高压，同时驱动二位四通电磁换向阀换向，将高压液压油打入下油腔，推动活塞筒上行，阀舌在扭簧的作用下自动关闭，二位四通电磁换向阀、微型直流电机和微型液压泵均置于液压机构抗压筒内的液压油中，液压机构抗压筒通过压力补偿隔离活塞分隔成两段，另一段通过压力连通管引入井液，使液压油即处于呼吸状态又处于补充状态，压力传感器设置在阀舌下端主要是为了检测阀舌关闭后舌关下端的高压。