[发明专利]一种电机驱动压缩胶筒式井下防喷器

说明书

本发明公开了一种电机驱动压缩胶筒式井下防喷器，属于井下防喷技术领域，本发明的电机驱动压缩胶筒式井下环空防喷器主要包括控制模块、动力模块、通讯模块和执行模块，所述电机驱动压缩胶筒式井下环空防喷器执行模块的胶筒可由电机旋转推动压缩筒挤压其膨胀，实现井筒环空封隔；当要解封时，电机反向转动，带动压缩筒反向位移，胶筒释放，实现解封。本发明的电机驱动压缩胶筒式井下环空防喷器，可以重复多次使用，反应较迅速，适用于各种井型，安全可靠且寿命长，坐封后可在内外环空之间建立新的循环通道，便于后续的压井。

技术领域

本发明设计一种在油气田钻井过程中发生井涌、井喷时的防喷技术。

背景技术

在油气开发与石油勘探的各项领域中，钻井作业一直起着十分重要的作用，例如勘探油气藏位置，探测油气面积和储量，获取有关地质资料和地层开发的相关数据，以及最终把原油从地底输送到地面上来等等，这些环节都是需要通过钻井来完成的，钻井是勘探与开发石油及天然气资源的一个关键环节，同时也是其重要手段。

随着我国经济社会的发展各行各业对油气资源的需求日益增加，目前油气供给量已经不能满足现代生产、生活的要求，因此我国将油气资源着手重点放在各类“难动用”的油气资源、深部地层和深海油气资源的勘探与开发上。但由于深部地层的地质复杂、地层异常敏感等诅多因素的影响，深部地层油气资源的开采面临着巨大的困难，其中的关键就在于钻井安全难以得到保障。

目前，石油与天然气钻井中一般采用的防喷技术和设备都是井口防喷组，该防喷技术反应比较滞后，当井口发现溢流并实施关井后,钻井泥浆内已经侵入了大量的高压气体，会使套管压力逐渐升高。并且，该防喷技术需要工作人员具有一定的经验和责任心，才能避免井喷事故的发生。如果工作人员经验不足或一时工作疏忽，未能够及时发现丼涌或井喷的迹象，就很有可能造成严重的井喷事故。同时，该技术关井后的压井作业也比较困难，因为井口环空已经封隔，要进行泥浆替换就只能采用高压泥浆泵或者压裂泵，压井作业周期长、成本高且井控风险大。因此，如果能够发明一种井下环空防喷器随钻柱一起下到井内，并且能够和地上进行信息互通，这样就能在井下发生溢流时，提前预警，实现早发现、早处理，并且操作应简便、快速。

申请号为CN200910312469.8，公布号为CN101718182A，公布日为2010年06 月02日，名为球阀内外一体井下防喷器的中国发明专利申请，公开了一种井下防喷器，该井下防喷器虽然可以实现井下防喷作业，但是对于井底溢流并没有提前预警，需要操作人员及时发现溢流现象，才能由地面控制中心给出信号，控制井下防喷器运作，这样不仅防喷不及时，而且风险很大，需要操作人员有一定的经验与责任心。同时，钻井液的打压，速度较慢，会使得防喷作业反应滞后。并且，此方法后续的压井作业面临着周期较长、成本较高的困难。

申请号为201110138301.7，申请公布号为CN102235158B,申请公布日为2011年05月26日，名为一种井下环空防喷器及装配工艺的中国发明专利申请，其工作原理：下放钻柱对上接头施加压力，使弹簧推块划入下放中心筒中的滑道内，套在内套筒上的胶筒在上接头和下接头挤压力的作用下膨胀，从而封闭钻柱与井壁的环空[13]。其中，使胶筒产生挤压膨胀的力来自下放钻柱产生的压力。上提钻柱可以实现胶筒的快速解封，可以实现防喷器的多次使用。但是，该防喷器需要人为的下放、上提钻柱，操作要求较高，且存在一定的危险性，缺乏自动化操作。

申请号为CN200910263415.7，申请公布号为CN1017489848，申请公布日为2012 年09月12日，名为装于钻柱内在井下自动控制的井下防喷器的中国发明专利公开了一种井下自动控制的防喷器，该防喷器能够同时密封井下内外环空，对于防喷作业能起到一定的作用。但是，该防喷器在进行防喷操作前后的整个过程都是自动控制的，并没有与地面进行信息交互，在完全不知情的情况下继续钻井，会给工程产生巨大的隐患。

发明内容