[发明专利]一种水平井修井用防喷机构

说明书

技术领域

本发明涉及油井钻进施工领域，具体是指一种水平井修井用防喷机构。

背景技术

油井开采过程中，套管是保证油气井正常生产的必要条件，而油井因各种原因造成套管损坏经常发生，因此修复油井套管是修井工艺中的关键部分，套管损坏主要有以下几种情况：一是套管缩径，即油井的套管内径变小了，致使下井工具通不过去，油井无法正常生产；二是套管破裂，即油井的套管破裂成缝或洞，造成地层砂子大量涌入井内，使油气井停产；三是套管错位、断开，有的井套管会折断，且上下断口错开。目前油田在实际修井过程中，要对套管进行修复则需先将油管取出，但是下吊卡起吊油管时，容易对油管头四通的密封钢圈槽产生磕碰，损坏密封钢圈槽，同时由于井下的残余压力，时常发生天然气或者原油泄漏，甚至出现井涌、井喷现象。给修井生产带来严重的安全事故隐患，是油田修井作业过程中始终难以解决的问题。因此，设计出一种既能够安全防护密封钢圈槽，又能够自动控制突然发生井涌、井喷现象的装置，同时能够节约成本，是生产和使用单位共同需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平井修井用防喷机构，到达控制突然发生井涌、井喷的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种水平井修井用防喷机构，包括相互卡接的上阀座与下阀座，在上阀座中部开有上通孔，在下阀座上设有与上通孔同轴的下通孔，所述上通孔、下通孔与油管间隙配合，在所述上阀座的内壁上铰接连接有两端突出且中部凹陷的筒状胶芯，所述胶芯的最小内径小于所述油管的外径，在所述胶芯的内壁上间隔设置有多个半球形的吸附槽，在所述上阀座与下阀座两端均开有螺孔，且在上阀座两端的螺孔上端设置凹槽，在凹槽内固定有内部与螺孔连通的垫帽，在垫帽的上端设置有扩大段，且该扩大段的截面为直角梯形。在修井过程中，需要先将油管起吊，但是容易对油管头四通的密封钢圈槽产生磕碰，损坏密封钢圈槽，同时由于井下的残余压力，时常发生原油泄漏，甚至出现井涌、井喷现象；本发明在井口处的修井设备上加装有相互卡接的上阀座和下阀座，且铰接在上阀座内壁上的胶芯与油管紧密贴合，实现对井口上下处的分隔，当突然发生井喷或是井涌时，井下的液体或是气体压力作用通过下通孔作用到胶芯的底部，而胶芯为两端突出中部凹陷的筒状结构，胶芯底部受到压力后会向下阀座的内壁上靠拢，即出现胶芯底部内壁局部与油管发生脱离，同时胶芯的上部发生一定形变，即胶芯的上段局部与油管接触以弥补胶芯下端与油管的接触损失，在胶芯的内壁上开设的多个半球形的吸附槽利用大气压吸附原理与油管外壁紧密贴合，始终保证胶芯中部与油管的接触，避免井涌或是井喷时原油发生泄漏；

其中上阀座与下阀座通过其两端设置的螺孔与修井设备连接固定，但是在固定时会出现阀座与修井设备间发生粘连，因为套管修复时间较长，而其周围环境中残留的原油会在两者之间的缝隙中凝固，进而导致在防喷装置在拆卸时难度增大，本发明在螺孔的上端开设凹槽，凹槽内固定有垫帽，当上阀座与修井设备连接固定时，垫帽的扩大段置于两者之间，使之留有一端较大的空隙，并且垫帽的材质可优选弹性橡胶，垫帽能将裸露的连接螺栓包裹，可避免连接螺栓受到外界原油侵蚀的同时，方便防喷装置的拆卸。

进一步地，还包括橡胶球，所述橡胶球固定在所述胶芯外壁的凹陷处，且与下阀座的内壁连接。胶芯通过橡胶球与下阀座内壁接触，使得胶芯底部在受到套管内原油的冲击而发生形变时，利用橡胶球自身的形变加快胶芯上部发生一定的形变以此来弥补胶芯下端的接触损失，防止胶芯中部与油管间出现漏缝而导致原油泄漏。

进一步地，所述橡胶球的纵截面为圆形或是椭圆形。作为有优选，橡胶球的截面设置为圆形或是椭圆形，使得橡胶球的一端发生压缩形变的同时，其另一端则发生扩张形变，进而使胶芯的上段及时响应，快速与油管接触，降低原油泄露的可能性。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明当突然发生井喷或是井涌时，井下的液体或是气体压力作用通过下通孔作用到胶芯的底部，而胶芯为两端突出中部凹陷的筒状结构，胶芯底部受到压力后会向下阀座的内壁上靠拢，即出现胶芯底部内壁局部与油管发生脱离，同时胶芯的上部发生一定形变，即胶芯的上段局部与油管接触以弥补胶芯下端与油管的接触损失，在胶芯的内壁上开设的多个半球形的吸附槽利用大气压吸附原理与油管外壁紧密贴合，始终保证胶芯中部与油管的接触，避免井涌或是井喷时原油发生泄漏；