[发明专利]一种无线电磁波直电控制可泄压套管阀

说明书

本发明涉及一种无线电磁波直电控制可泄压套管阀，其包括上接头、挡环、上外壳体、中外壳体、下外壳体、下接头、安装在中外壳体内部的阀舌开关机构和旁通泄压机构以及无线电磁波控制系统，其中上接头、下接头分别通过锥螺纹与上、下部套管连接。本发明采用的无线电磁波控制系统，通过套管金属壁传递信号，较现有控制方式安全可靠性更高，且减小了套管串的加工及作业施工难度；阀舌开关机构中使用空心轴电机，更好地满足了套管间的狭小空间，其可以输出更大扭矩，使得阀舌开关更加可靠；设置了旁通泄压机构，可平衡套管阀上下压力，防止下部憋压，保证套管阀可正常开启。

技术领域

本发明涉及石油工程欠平衡钻井技术领域，具体涉及一种无线电磁波直电控制可泄压套管阀。

背景技术

随着对油气资源量需求的不断增加和钻井技术的不断进步，欠平衡钻井技术得到了深入研究和不断发展。欠平衡钻井技术相较于传统钻井方式，能有效解决油气层污染的难题，大大减轻钻井对地层的伤害，减少井漏，提高机械钻速，可缩短建井周期，尤其是能有效发现隐蔽性的油气层等。随着欠平衡钻井技术的发展，各石油公司对欠平衡的技术要求也日益增高，要求达到全过程欠平衡，即在打开油层到完井这段时间里，井下要时刻保持欠平衡状态。实现全过程欠平衡钻井有两个途径，一种是使用不压井强制起下钻装置，另一种是使用套管阀(井下封井器)。实践表明，与强行起下钻装置相比，套管阀操作方便，能安全、快速地进行起下钻作业，提高了工作效率。

目前，随着技术的发展，形成诸多种类的套管阀，大致可分类为：下入工具开启式、液压控制式、电缆控制式、无线控制式。但是，这些套管阀在运用中都存在着诸多问题和不足：

(1)下入工具开启式套管阀在工作时，钻头进入套管阀内后，钻头上部的工具才能打开套管阀，因此钻头很容易刮、磨套管阀内的一些元件和机构，进而影响套管阀使用寿命和可靠性；

(2)液压控制式套管阀，需要通过单根或两根液压毛细液管线连接地面液压控制柜和套管阀的液压腔，实现井下套管阀的阀板的打开与关闭。这种形式套管串的加工难度极高、套管阀的安装过程复杂、成本极高，并且近千米的高压毛细液压管线在钻井井下使用本身就是一个高危故障源；

(3)电缆控制式套管阀，是由地面电缆连接套管阀的电机，通过控制电机的正反转来控制蜗齿传动装置进而控制套管阀阀板的开关；或者通过电机驱动液压元件实现控制套管阀阀板的开关。但是几百米甚至上千米的电缆增加了套管阀的应用成本，而且是一个高危故障源；并且在井下受空间限制，普通电机尺寸受限，在选型时不能选用较大功率的电机，在阀舌下憋压时较难达到开启阀舌要求；

(4)RFID系统无线控制套管阀，是通过RFID系统对套管阀进行控制。在RFID系统工作过程中其中要通过电磁感应来实现信号传递的触发，而其中信号球是通过重力自由下落，当其快速通过时若未能激发信号，将导致套管阀不能正常开闭。

并且上述套管阀在对气井或者含气油井进行欠平衡起下钻时，都存在一个很大的问题：在套管阀关闭后由于井下地层气泡进入套管内，会导致套管阀下方压力上升，将可能导致下一次套管阀不能成功打开。

因此，目前亟需发明一种新的套管阀，能同时解决如何对套管阀实现安全可靠的控制；如何在打开套管阀时不损伤阀体内部结构；如何避免在对气井或者含气油井进行欠平衡起下钻时，套管阀下方憋压导致套管阀不能成功打开等问题。

发明内容