CN100545413C - 防止起钻时发生井喷的套管阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种钻井或修井时使用的防止起钻时发生井喷的方法，它包括阀体、开启装置和关闭装置，其特征是：上接头(1)与下接头(2)密封连接，芯筒(3)在上接头(1)内，活门(5)通过销轴(8)与上接头(1)连接，扭簧(7)连接在活门(5)及销轴(8)上，关闭装置与钻具相连。上接头(1)上连接有卡簧(4)。防止起钻时发生井喷的方法开始连接在技术套管上随之下入井下，工具入井正常工作后在需要的情况下将随着钻具或修井工具的下入、起出而开启、关闭，从而防止井内的高压气体或液体上溢。该工具的使用能大大优化气体欠平衡钻井技术工艺，减少钻井作业时间并避免钻井液对储层的污染。

Description

防止起钻时发生井喷的套管阀门
技术领域：
本发明是涉及石油、天然气井钻井或修井作业领域的一种安全设计的方法，具体的说，是防止起钻时发生井喷的方法。
背景技术：
在运用气体欠平衡钻井技术或进行修井作业时，由于地层压力较大，易发生气举或井喷。常用的方法有两种：一是带压起下钻，带压起下钻时，由于井下压力大，需另外采用特殊装置，操作复杂且起下钻速度慢；二是在起下钻过程中先用压井液压井，然后起下钻。但每次压井工序繁杂且压井液容易污染储层，影响油气井的产量。
发明内容：
本发明的目的是提供一种防止起钻时发生井喷的方法，它在运用气体欠平衡钻井技术或进行修井作业时，可以保证安全可靠的操作，而且操作简单，使用方便。
本发明的技术方案是：设计一种防止起钻时发生井喷的方法：1、防止起钻时发生井喷的方法：提供一种套管阀门，套管阀门本体的两端与技术套管相连，并随技术套管下入井下，当井内管柱上提至套管阀门以上时，阀门在关闭装置的作用下关闭，从而阻断地层的高压气体或液体，有效提高起钻作业速度并可防止起钻时可能发生的井喷事故；当套管阀本体内注满液体，开启装置由井口投入，并在钻具的带动下下行，当到达套管阀本体时，在开启装置与上接头(1)之间形成密封，套管阀本体内的液体随着开启装置的下行压力逐渐升高，当液体压力大于活门(5)之下气体的压力时，活门(5)被打开，芯筒(3)在开启装置的带动下行，直至将活门(5)完全撑开：芯筒(3)到达设定位置后与开启装置分离，开启装置继续下行，脱离套管阀本体直至井底；钻具在钻碎开启装置后开始正常钻进。
所述的套管阀门，它包括阀体、开启装置和关闭装置，其特征是：上接头1与下接头2密封连接，芯筒3在上接头1内，活门5通过销轴8与上接头1连接，扭簧7连接在活门5及销轴8上，关闭装置与钻具相连。
所述的上接头1上连接有卡簧4。
所述的上接头1通过密封圈6与下接头2密封连接。
所述的上接头1内的芯筒3与上接头1是滑动连接。
本发明的优点在于：这种防止起钻时发生井喷的方法，它包括有上接头1、下接头2、芯筒3、卡簧4、活门5、密封圈6、扭簧7、销轴8、开启装置和关闭装置。开启装置和关闭装置是两个相对独立的装置，当需要开启阀门时，将开启装置由井口投入，然后下钻即可打开阀门；关闭装置连接在钻具上，当起出钻具时，阀门在关闭装置的作用下关闭。该工具连接在技术套管上并随之下入井下，安装方便。阀门的开启和关闭都是依靠起下钻时钻具的带动，无需额外动力，操作简单。关闭及时、可靠性高。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
附图说明：
图1是实施例结构示意图。
图2是开启装置结构示意图。
图3是关闭装置结构示意图。
图中：1、上接头；2、下接头；3、芯筒；4、卡簧；5、活门；6、密封圈；7、扭簧；8、销轴。
具体实施方式：
实施例如图1所示，套管阀门本体的两端与技术套管相连，并随技术套管下入井下，套管阀门从下入后直至钻开储层前一直处于开启状态，此阶段的起下钻按常规进行，无附加工序。当钻开储层后需要起下钻时，套管阀门将随着钻具的起出、下入而关闭、开启。防止起钻时发生井喷的方法，它由上接头(1)、下接头(2)、芯筒(3)、卡簧(4)、活门(5)、密封圈(6)、扭簧(7)、销轴(8)、开启装置和关闭装置组成，上接头(1)与下接头(2)相连并密封，芯筒(3)在上接头(1)内，并可相对于芯筒(3)上下滑动，卡簧(4)安装在上接头(1)上，用于固定芯筒(3)的位置，芯筒(3)下行至设定位置后由卡簧(4)固定其位置。活门(5)通过销轴(8)与上接头(1)相连，扭簧(7)安装在活门(5)及销轴(8)上用于活门(5)的复位。
图2是开启装置结构示意图，开启装置当阀门需要开启时从井口投入。芯筒(3)是在开启装置的带动下下行，并完全打开活门(5)，活门(5)是通过投入开启装置并压缩液体产生的压力开启。
图3是关闭装置结构示意图，关闭装置与钻具相连。芯筒(3)是在关闭装置的带动下上行至设定位置。在芯筒(3)上行后，活门(5)在扭簧(7)的作用下转动，从而形成套管阀门的关闭。
本发明的工作原理：
套管阀本体内注满液体，开启装置由井口投入，并在钻具的带动下下行，当到达套管阀本体时，在开启装置与上接头(1)之间形成密封，套管阀本体内的液体随着开启装置的下行压力逐渐升高，当液体压力大于活门(5)之下气体的压力时，活门(5)被打开，芯筒(3)在开启装置的带动下行，直至将活门(5)完全撑开。芯筒(3)到达设定位置后与开启装置分离，开启装置继续下行，脱离套管阀本体直至井底。钻具在钻碎开启装置后开始正常钻进。
本发明由于在套管阀本体内注满液体，由于受井筒尺寸的限制，活门(5)的连接销轴(8)尺寸较小，不能承受大的作用力，而钻具在下放过程中速度较快，会对活门(5)形成较大的冲击，可能使销轴(8)断裂。使用液体可很好的缓解冲击。而且钻具对活门(5)的作用力通过液压均匀的作用，液压作用力与活门(5)之下气体的作用力完全抵消，不会对销轴(8)形成剪切。当钻开气层后，即将起钻时，从钻具内投球以启动关闭装置，然后起钻，当关闭装置上行至阀门位置时带动芯筒(3)上行至设定位置，同时活门(5)在扭簧(7)的作用下转动，阻断套管通道，从而完成阀门的关闭，将高压气体或液体密封在阀门以下。当再次下钻时，首先从井口注入少量液体，然后将开启装置从井口投入，接着下入钻具，活门(5)在液体压力的作用下打开，同时芯筒(3)在开启装置的带动下下行直至设定位置，并完全打开活门(5)，然后即可实施正常钻进作业。

Claims (1)

1、防止起钻时发生井喷的套管阀门，其特征是：它包括阀体、开启装置和关闭装置，上接头(1)与下接头(2)密封连接，芯筒(3)套接在上接头(1)内，活门(5)通过销轴(8)与上接头(1)连接，扭簧(7)连接在活门(5)及销轴(8)上，关闭装置与钻具相连，上接头(1)连接有用于固定芯筒(3)的卡簧(4)，上接头(1)通过密封圈(6)与下接头(2)密封连接，上接头(1)内的芯筒(3)与上接头(1)是滑动连接；阀门本体的两端与技术套管相连，并随技术套管下入井下，当井内管柱上提至套管阀门本体以上时，阀门本体在关闭装置的作用下关闭，从而阻断地层的高压气体或液体，当阀门本体内注满液体，开启装置由井口投入，并在钻具的带动下下行，当到达阀门本体时，在开启装置与上接头(1)之间形成密封，阀门本体内的液体随着开启装置的下行压力逐渐升高，当液体压力大于活门(5)之下气体的压力时，活门(5)被打开，芯筒(3)在开启装置的带动下行，直至将活门(5)完全撑开；芯筒(3)到达设定位置后与开启装置分离，开启装置继续下行，脱离套管阀本体直至井底。
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