[发明专利]一种天然气井用防腐导流结构

说明书

技术领域

本发明涉及气田开采领域，具体涉及一种天然气井用防腐导流结构。

背景技术

当钻进遇异常高压油气地层时，高压油气地层的油气流在压力作用下上窜并带动泥浆一起汇至井口，油气流的上窜引起钻井故障，轻者导致井口溢流或井涌，重者会造成井控失控，通常情况下，容易引起井喷事故，并且高压油气层的压井作业不易进行，扰乱钻井生产作业的正常进行。

发明内容

本发明目的在于提供一种天然气井用防腐导流结构，以解决上述缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种天然气井用防腐导流结构，包括筒体、底板、球体以及上球座，在所述筒体内部开有进液孔，所述底板固定在进液孔的下部，上球座固定在进液孔上部且其内部与进液孔连通，在底板中部设置有支撑轴，弹簧套设在支撑轴上，在底板上开有多个小孔，弹簧的顶端设置有限位板，且限位板底部与支撑轴顶端留有间隙，所述支撑轴上端设置有弹性的锥体，限位板底面嵌有正对锥体的橡胶块，下球座固定在限位板上，所述上球座与下球座之间形成一个球形的防喷腔体，球体转动设置在所述防喷腔体内，且在所述球体中部开有与进液孔连通的通孔；还包括调节机构，所述调节机构包括贯穿筒体侧壁的套筒和连接轴，所述连接轴转动设置在套筒内，所述连接轴一端与球体上部连接，连接轴另一端沿筒体径向向外延伸，在套筒上设有轴线与连接轴轴线平行的导流孔，导流孔的两端分别于进液孔以及外界连通，在筒体侧壁上设有环形槽，且所述环形槽将套筒分割成两部分，在连接轴上安装有挡块，所述挡块滑动设置在环形槽内，在初始工况下，所述挡块将导流孔中部与其两端隔绝，在所述进液孔内侧壁上设置有压力传感器，压力传感器通过控制器与用于驱动连接轴的驱动设备连接，且在连接轴外壁上设有防蚀轴套，防蚀轴套一端与球体侧壁连接，套筒内侧端面上开有环形的卡接槽，防蚀轴套另一端转动设置在卡接槽内。

针对现有技术中，当钻进遇异常高压油气地层时，高压油气地层的油气流在压力作用下上窜并带动泥浆一起汇至井口，油气流的上窜引起钻井故障，轻者导致井口溢流或井涌，重者会造成井控失控，通常情况下，容易引起井喷事故，发明人通过在井口设置防喷装置，通过调节机构对进液孔的连通截面大小的调节，使得上窜的油气被阻挡，即阻碍油气流继续上窜，防止油气流上窜引起的井口溢流或是井涌事故的扩大化，避免了井控失调的发生，降低井喷的发生概率，以降低钻井过程中高压油气对钻进进度的影响。

具体操作如下，当遇到异常高压油气地层时，通过转动连接轴在筒体外部的延伸部分，使得球体发生一定角度的转动，而此时球体中部的通孔与进液孔相互隔绝，即上球座与球体之间将筒体内部的流通道阻断，上窜的油气流被阻挡在球体下方，此时向进液孔上端注入钻井液，球体上部受到钻井液的冲击后，开始下移，球体与上球座之间会出现间隙，钻井液则由该间隙处流入进液孔的下段，最后通过底板上的多个小孔进入到井内以进行循环压井作业，进而保证钻井生产作业的正常进行。当遇到异常高压的油气地层时，球体以及上球座的受冲击力度过大，很容易造成损伤，因此在筒体的侧壁上开设有导流孔，以及时对井下进行降压，而在初始工况下，该导流孔始终被挡块所遮挡，即进液孔无法通过导流孔与外界连接，而当井下压力达到一个临界值时，需要球体对进液孔的进行封隔，此时转动连接轴，使得球体发生转动的同时，带动挡块在环形槽内转动，直至导流孔不再受到限制而直接与外界连通，而此种连通方式并非是将油气直接外排至空气中，而是通过特殊容器对该油气进行收集；通过球体对进液孔上端的封隔，同时通过导流孔对进液孔侧壁的泄压，使得井下出现异常高压的情况下，保证筒体内部的各部件不受损伤。进一步地，由于井下的异常高压的出现不规律，使得人工在调节进液孔开闭过程中无法做到及时有效，进而导致井喷事故成为高概率事件；在进液孔内壁中部设置压力传感器，可对井下的高压油气流进行实时监控，一旦井下压力超出标准值后，则压力传感器将数据信号传输至控制器，控制器控制驱动设备开始转动连接轴，及时通过球体将进液孔的中部阻断，避免了人工在调节时的不及时而导致井涌现象。其中，连接轴作为球体转动的核心部件，其局部长期暴露在高压油气流以及钻井液的不断冲刷作用下，而在该连接轴部分上套设防蚀轴套，可增加连接轴的防腐防蚀强度，避免连接轴上出现严重的腐蚀而导致球体的转动失效。