專利名稱：提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油鉆采作業(yè)中的一種井下工具，主要是涉及在井噴、井涌等異常狀
況發(fā)生時(shí)能在井下進(jìn)行鉆柱內(nèi)通道及鉆柱環(huán)空全關(guān)閉的防噴器。
背景技術(shù)：
在鉆井過(guò)程中，目前通用的防噴裝置包括鉆柱內(nèi)防噴閥及鉆柱外防噴系統(tǒng)。鉆柱 外環(huán)空防噴系統(tǒng)主要指井口防噴器組，通常包括單閘板防噴器、雙閘板防噴器、環(huán)形防噴器 及萬(wàn)能防噴器等。內(nèi)防噴工具主要是指裝在鉆具管串上的防噴專用工具，包括方鉆桿上、下 旋塞閥，鉆桿回壓閥，新型鉆桿回壓閥、投入式止回閥和鉆井液自動(dòng)防噴閥等，內(nèi)防噴工具 都是通過(guò)封閉鉆具的中心通孔，來(lái)實(shí)現(xiàn)鉆柱內(nèi)防噴。并與井口防噴器組配套使用，實(shí)現(xiàn)鉆柱 內(nèi)外的防噴。鉆井時(shí)出現(xiàn)溢流等異常情況時(shí)，由于這兩類工具是分開(kāi)使用的，這就使得工作 效率低下，自動(dòng)化程度低，增加了防噴過(guò)程中工人的操作強(qiáng)度，也增大了操作上人為誤操作 的風(fēng)險(xiǎn)。再則井口防噴器組工作時(shí)通常其膠心封井只是短時(shí)間、暫時(shí)性封井，一般是為關(guān)閉 閘板防噴器爭(zhēng)取時(shí)間，而井下內(nèi)外一體防噴器更是能夠提前進(jìn)行關(guān)井作業(yè)，為地面爭(zhēng)取更 多的反應(yīng)時(shí)間。本發(fā)明集內(nèi)外防噴功能于一體，解決了前述不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器，該防噴器可在井下鉆柱 內(nèi)外環(huán)空實(shí)現(xiàn)一體式封隔，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有效防止井噴、井涌等異常狀況發(fā)生時(shí) 對(duì)工作人員及設(shè)備帶來(lái)的危害。 為了達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。 在泥漿循環(huán)的情況下，由地面控制系統(tǒng)通過(guò)鉆桿內(nèi)循環(huán)的泥漿發(fā)送泥漿脈沖信號(hào) 來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。井下工具的傳感器在接受到信號(hào)解碼后，首先推動(dòng)提升閥進(jìn)行鉆桿內(nèi)通道的 關(guān)閉，同時(shí)通過(guò)泥漿憋壓使封隔體膨脹，使鉆柱環(huán)空封閉，從而達(dá)到鉆桿內(nèi)外同時(shí)封隔的效 果。此時(shí)再給井下工具發(fā)送信號(hào)，打開(kāi)鉆桿上的循環(huán)口，進(jìn)行泥漿循環(huán)。解封的時(shí)候先打開(kāi) 鉆桿的內(nèi)通道，再解鉆桿環(huán)空。 提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器，主要由殼體、傳動(dòng)總成、滑套、彈簧、封隔體及通
道部分組成，其特征在于，所述上殼體內(nèi)有傳動(dòng)總成，滑套、彈簧安裝于下殼體內(nèi)，封隔體外
嵌于下殼體向內(nèi)凹陷的臺(tái)階處，通道部分是指位于下殼體剛體上的過(guò)流孔道。 所述傳動(dòng)總成有傳感器、電池、電路板、電機(jī)、聯(lián)軸器、絲桿、提升閥等，所述傳感器
與電池連接、電池接電路板，解碼器與控制電路都集成在電路板上，電路板連有電機(jī)，電機(jī)
輸出端通過(guò)聯(lián)軸器接絲桿，絲桿通過(guò)傳動(dòng)螺母與提升閥聯(lián)接，傳動(dòng)螺母在絲桿的旋轉(zhuǎn)作用
下做軸向運(yùn)動(dòng)，最終推動(dòng)提升閥做軸向運(yùn)動(dòng)。 傳動(dòng)總成的下端是安裝于下殼體內(nèi)的滑套和彈簧，滑套與彈簧相連。 封隔體外嵌于下殼體向內(nèi)凹陷的臺(tái)階處，主要由膠筒、膠筒支架、分瓣爪、活塞組
成，膠筒支架套于下殼體上，膠筒支架的上端面與下殼體的臺(tái)階接觸，膠筒支架下端聯(lián)接分
3瓣爪，分瓣爪下端有解封鎖套，解鎖滑套直接套于下殼體外表面上；膠筒支架通過(guò)連接滑套 與下殼體相連，所述連接滑套與下殼體螺紋連接，與膠筒支架之間可做相對(duì)滑動(dòng)，該滑套的 作用是為了在膠筒膨脹的過(guò)程中，防止膠筒支架與殼體之間出現(xiàn)縫隙導(dǎo)致泄壓；膠筒支架 外部有膠筒，膠筒下端連接活塞。 工作時(shí)，提升閥的下部錐形面直接接觸滑套上部錐形面。 所述通道部分是指實(shí)現(xiàn)把鉆桿內(nèi)的泥漿通過(guò)憋壓膨脹膠筒，并在膨脹膠筒后實(shí)現(xiàn) 泥漿循環(huán)以及解封時(shí)泄壓的整個(gè)過(guò)程的相關(guān)流道，即位于殼體的剛體上的相關(guān)液體的過(guò)流 孔道，通道部分有進(jìn)液口 、循環(huán)口 、泄壓口 ，其中進(jìn)液口與泄壓口均與膠筒與膠筒支架間的 腔室相連通。循環(huán)口及泄壓口安裝電磁閥控制開(kāi)、關(guān)，電磁閥則由地面控制系統(tǒng)控制。
進(jìn)液口 、循環(huán)口 、泄壓口三個(gè)孔處于同一水平面，均布于一圓周面內(nèi)。
本發(fā)明通過(guò)上下接頭與鉆桿連接。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明工作時(shí)示意圖；
圖3是封隔體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是通道部分的液孔分布剖視圖；
圖5是連接滑套相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1、傳感器，2、電池，3、電路板，4、電機(jī)，5、聯(lián)軸器，6、絲桿，7、傳動(dòng)螺母，8、提 升閥，9、滑套，10、彈簧，11、進(jìn)液口 ， 12、膠筒，13、膠筒支架，14、連接滑套，15、活塞，16、分瓣 爪，17、下殼體，18、循環(huán)口 ， 19、解封鎖套，20、泄壓口 ， 21 、上殼體。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1。本發(fā)明主要由上、下殼體21、17、傳動(dòng)總成、滑套9、彈簧10、封隔體及通 道部分組成，其特征在于，所述殼體內(nèi)有傳動(dòng)總成、滑套、彈簧，封隔體外嵌于下殼體向內(nèi)凹 陷的臺(tái)階處，通道部分是位于殼體剛體上的相關(guān)液體的過(guò)流孔道。 所述傳動(dòng)總成有傳感器1、電池2、電路板3、電機(jī)4、聯(lián)軸器5、絲桿6、提升閥8等， 所述傳感器與電路板連接，解碼器與控制電路都集成在電路板上，電路板連有電機(jī)，電機(jī)輸 出端通過(guò)聯(lián)軸器接絲桿，絲桿通過(guò)傳動(dòng)螺母7與提升閥聯(lián)接，傳動(dòng)螺母在絲桿的旋轉(zhuǎn)作用 下做軸向運(yùn)動(dòng)，最終推動(dòng)提升閥做軸向運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)總成的下端是滑套，滑套9與彈簧10相 連。 參見(jiàn)圖3，封隔體有膠筒12、膠筒支架13、分瓣爪16、活塞15等，彈簧的環(huán)外部是 膠筒支架，膠筒支架上端與殼體臺(tái)階接觸，膠筒支架的內(nèi)表面與殼體外環(huán)面接觸，下端聯(lián)接 分瓣爪，分瓣爪下端有解封鎖套19，鎖套直接套于殼體外表面；膠筒支架通過(guò)連接滑套14 與下殼體相連，膠筒支架與連接滑套間的接觸面采用動(dòng)密封，可以相對(duì)滑動(dòng)(見(jiàn)圖5);膠筒 支架外部有膠筒，膠筒斷面與膠筒支架的臺(tái)階固連，膠筒下端連接活塞，活塞與膠筒支架之 間的接觸面采用動(dòng)密封。 參見(jiàn)圖4，所述通道部分包括進(jìn)液口 11、循環(huán)口 18、泄壓口 20，其中進(jìn)液口與泄壓 口均與膠筒與膠筒支架間的腔室相連通。
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本發(fā)明座封時(shí)，關(guān)閉鉆柱內(nèi)通道 一 封隔鉆柱環(huán)空；解封時(shí)，打開(kāi)鉆桿內(nèi)通道 一 解 封鉆柱環(huán)空。具體實(shí)施過(guò)程如下 1.在有井噴井涌征兆的時(shí)候，通過(guò)地面控制系統(tǒng)傳遞壓力脈沖碼給傳感器l，傳 感器通過(guò)電路板3在解碼器解碼后電機(jī)4旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲桿6旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)螺母7將在絲桿的作 用下推動(dòng)提升閥做軸向運(yùn)動(dòng)。 2.座封時(shí)(見(jiàn)圖2)，提升閥8向下移動(dòng)接觸滑套9，滑套9在提升閥向下推動(dòng)的作 用下向下滑動(dòng)并壓縮彈簧10。當(dāng)滑套向下滑行至露出進(jìn)液口 11，由于進(jìn)液口與膠筒12與 膠筒支架13間的空腔連通，所以鉆井液從進(jìn)液口進(jìn)入膠筒12與膠筒支架13之間的空腔。 此時(shí)由于提升閥8已經(jīng)堵住了鉆桿的內(nèi)通道，所以膠筒12將由于憋壓而膨脹。膠筒末端的 活塞15將隨膠筒膨脹而向上運(yùn)動(dòng)后與分瓣爪16相扣而鎖死(見(jiàn)圖3)，其中分瓣爪16與膠 筒支架13末端通過(guò)螺紋連接。 彈簧10的下端與殼體的臺(tái)階固定，上端固連于滑套9下端，彈簧10的作用主要是 在正常鉆進(jìn)的時(shí)候，能保持滑套9處于擋住進(jìn)液口的作用，避免在正常鉆進(jìn)的時(shí)候鉆井液 進(jìn)入膠筒12與膠筒支架13之間的腔室內(nèi)。 膠筒支架13與下殼體17連接處有連接滑套14，膠筒支架與連接滑套14采用動(dòng)密 封(見(jiàn)圖5)，可以相對(duì)滑動(dòng)。 3.座封完成后，通過(guò)地面控制系統(tǒng)打開(kāi)循環(huán)口 18，鉆井液將實(shí)現(xiàn)循環(huán)。
4.待地面處理措施準(zhǔn)備完善后通過(guò)地面控制系統(tǒng)再給傳感器1另一組信號(hào)，則電 路板3將控制電機(jī)4進(jìn)行反轉(zhuǎn)，傳動(dòng)螺母7將與提升閥8 —起向上運(yùn)動(dòng)，直至鉆柱內(nèi)通道完 全打開(kāi)。在進(jìn)行上提提升閥8的同時(shí)依次快速進(jìn)行上提鉆柱，通過(guò)地面控制系統(tǒng)打開(kāi)泄壓 口 20，關(guān)閉循環(huán)口，則焊接于殼體17上的解封鎖套19將迫使分瓣爪16與膠筒活塞15分 離，彈簧推動(dòng)滑套9復(fù)位，泥漿不再?gòu)难h(huán)口進(jìn)行循環(huán)，膠筒與膠筒支架之間腔室的鉆井液 將從泄壓口進(jìn)入環(huán)空，從而實(shí)現(xiàn)解封。
權(quán)利要求
提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器，主要由上、下殼體(21、17)、傳動(dòng)總成、滑套(9)、彈簧(10)、封隔體及通道部分組成，其特征在于，所述殼體內(nèi)有傳動(dòng)總成、滑套、彈簧，封隔體外嵌于下殼體向內(nèi)凹陷的臺(tái)階處，通道部分位于殼體上，所述傳動(dòng)總成有傳感器(1)、電池(2)電路板(3)、電機(jī)(4)、聯(lián)軸器(5)、絲桿(6)、提升閥(8)，所述傳感器與電池、電路板連接，電路板連有電機(jī)，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器接絲桿，絲桿通過(guò)傳動(dòng)螺母(7)與提升閥聯(lián)接；傳動(dòng)總成的下端是安裝于下殼體內(nèi)的滑套和彈簧，滑套(9)與彈簧(10)相連；封隔體有膠筒(12)、膠筒支架(13)、分瓣爪(16)、活塞(15)，膠筒支架上端與殼體臺(tái)階接觸，下端聯(lián)接分瓣爪，分瓣爪下端有解封鎖套(19)，膠筒支架外部有膠筒，膠筒下端連接活塞；所述通道部分是位于殼體剛體上的過(guò)流孔道，包括進(jìn)液口(11)、循環(huán)口(18)、泄壓口(20)，其中進(jìn)液口與泄壓口均與膠筒與膠筒支架間的腔室相連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器，其特征在于，所述膠筒支架 通過(guò)連接滑套(14)與下殼體相連，膠筒支架與連接滑套間的接觸面采用動(dòng)密封，可以相對(duì) 滑動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求1所述的提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器，其特征在于，所述進(jìn)液口、循 環(huán)口 、泄壓口三個(gè)孔處于同一水平面，均布于一圓周面內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及提升閥式井下內(nèi)外一體式防噴器，主要由殼體、傳動(dòng)總成、滑套、彈簧、封隔體及通道部分組成，所述殼體內(nèi)有傳動(dòng)總成、滑套、彈簧，封隔體外嵌于下殼體向內(nèi)凹陷處，通道部分位于殼體上，所述傳動(dòng)總成有傳感器、電路板、電機(jī)、聯(lián)軸器、絲桿、提升閥，傳動(dòng)總成下端是滑套，滑套與彈簧相連；封隔體有膠筒、膠筒支架、分瓣爪、活塞，膠筒支架上端與殼體臺(tái)階接觸，下端聯(lián)接分瓣爪，分瓣爪下端有解封鎖套，膠筒支架外部有膠筒，膠筒下端連接活塞；所述通道部分是位于殼體剛體上的過(guò)流孔道，包括進(jìn)液口、循環(huán)口和泄壓口。該防噴器可在井下鉆柱內(nèi)外環(huán)空實(shí)現(xiàn)一體式封隔，有效防止井噴、井涌等異常狀況發(fā)生時(shí)對(duì)工作人員及設(shè)備帶來(lái)的危害。
文檔編號(hào)E21B34/08GK101718181SQ20091031246
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者付玉坤, 劉清友, 李紅偉, 杜利, 王國(guó)榮 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)