CN111456681A - 一种双层管内防喷阀 - Google Patents

Abstract

本发明为一种双层管内防喷阀，该装置包括有活塞、胶芯、阀座、压差滑套、支撑板、内管、外管、内管上接头和内管下接头。其中压差滑套位于内管腔内，通过内管台阶和内管下接头进行定位；活塞和胶芯位于内管外壁，通过内管台阶和阀座进行定位，且活塞、阀座和内管外壁形成的腔体与压差滑套与内管形成的腔体连通；支撑板通过内管上下接头与内管台阶固定，并通过外管台阶将内管定位。本发明在双层管钻井或开采过程在如遇溢流时能够实现自行关闭，有效防止井涌或井喷事故发生，并且在井内环境稳定后可利用动力液再打开进行继续钻井或开采，节省时间，提高钻井开采效率。

Description

一种双层管内防喷阀

技术领域

本发明涉及到双层管钻井及开采防喷技术领域，特别涉及双层管钻井及开采内防喷阀。

背景技术

双层管钻井及开采方法为使用双层管及其配套装置进行钻井和开采，目前可适用于双梯度钻井、水合物固态流化开采等，属于当前能源领域前沿课题之一，主要用于深海油气和浅层水合物的开发。与常规钻井不同的是双层管通过内管和内外管环空形成两个通道，其中内外管环空为钻井液注入通道，内管为钻井液上返通道，以此形成独立回路循环通道。

双层管钻井及开采工艺对相关的设备提出了新的要求，现有的防喷器可对钻杆与井壁环空进行封闭或剪断钻杆进行井口全封，而使用双层管后，返回液由管内上返不经过钻杆与井壁环空，因此无法实现对双层管内外管环空及内管两个通道的有效控制。研究与双层管钻井及开采配套的专用防喷装置，对双层管钻井及开采工艺的实际应用尤为重要。

针对以上问题，本发明提出一种双层管内防喷阀。

发明内容

为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种双层管内防喷阀。

一种双层管内防喷阀，包括有活塞、胶芯、阀座、压差滑套、支撑板、内管、外管、内管上接头和内管下接头；所述的压差滑套位于内管腔内，通过内管台阶和内管下接头进行定位；所述的活塞和胶芯位于内管外壁，通过内管台阶和阀座进行定位，且活塞、阀座和内管外壁形成的腔体与压差滑套与内管形成的腔体连通；所述的支撑板通过内管上下接头与内管台阶固定，并利用外管台阶将整个内管及相关装置进行定位。

进一步的，活塞与胶芯通过楔形配合，活塞可沿内管外壁滑动，胶芯布置于内管外台阶和活塞之间。

进一步的，外管与胶芯配合的台阶下方开有泄压孔。

进一步的，阀座通过螺纹与内管外壁配合，其上开有注油口和排气口。

进一步的，活塞、阀座和内管外壁形成的腔体与压差滑套和内管形成的腔体内通过阀座上的注油口注入液压油。

进一步的，压差滑套通过弹簧使其初始位置顶在内管下接头上。

进一步的，内管上接头一端安装有密封圈用于与双层管内管的插入式密封，另一端安装有封堵块用于与压差滑套配合封闭内管通道。

当钻井或开采过程中出现溢流时，井底的高压流体推动压差滑套克服弹簧阻力向上运动直至封堵块出将内管完全封闭，高压流体无法继续从内管上涌，同时压差滑套将液压油向外挤压致使液压油推动活塞运动，活塞向上运动将胶芯撑开，最终胶芯顶住外管内壁将内管与外管环空通道完全封闭。当需要继续钻井或开采时，注入的动力液从泄压口进入将活塞下推，打开内管与外管环空通道，液压油被向里挤入顶开压差滑套将内管打开，继续正常钻井或开采。

本发明在双层管钻井或开采过程在如遇溢流时能够实现自行关闭，有效防止井涌或井喷事故发生，并且在井内环境稳定后可利用压力液再打开进行继续钻井或开采，节省时间，提高钻井开采效率。

附图说明

图1为一种双层管内防喷阀结构示意图；

图2为支撑板结构示意图；

图3为一种双层管内防喷阀另一实施例示意图。

图中：1-外管、2-上支撑板、3-内管、4-胶芯、5-活塞、6-阀座、7-注油口、801-弹簧、802-剪切销钉、9-压差滑套、10-下支撑板、11-内管下接头、12-排气口、13-封堵块、14-泄压口、15-内管上接头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

实施例一

一种双层管内防喷阀实施例一，如图1所示，装置包括有胶芯4、活塞5、阀座6、压差滑套9、支撑板、内管3、外管1、内管上接头15和内管下接头11；所述的压差滑套9位于内管腔内，通过弹簧801的弹力使其初始位置被顶在内管下接头11上；所述的胶芯4和活塞5位于内管3外壁，依次将胶芯4放置于内管外台阶，再放入活塞5最后由阀座3与内管的螺纹配合进行固定；所述的内管外台阶沿周向布置有6个泄压口14用于排出胶芯4、活塞5与内管外壁形成的腔体内的钻井液；所述的活塞5、阀座6和内管外壁形成的腔体与压差滑套9和内管内壁形成的腔体连通；所述的支撑板通过内管上下接头与内管台阶固定，并利用外管台阶将整个内管及相关装置进行定位。

进一步的，胶芯4与活塞5通过楔形配合，胶芯4布置于内管外台阶和活塞5之间，活塞5与内管外壁和阀座6均设有密封装置，且活塞5可沿内管外壁滑动将胶芯4撑开或者回缩。

进一步的，阀座6上开有注油口7和排气口12，在胶芯4、活塞5、阀座6、压差滑套9安装完成后通过注油口7注入液压油，里面的空气通过排气口12排出，注满后通过螺栓进行密封，注入的液压油填满整个活塞5、阀座6和内管外壁形成的腔体与压差滑套9和内管内壁形成的腔体。

进一步的，内管上接头15一端安装有密封装置用于与双层管内管的插入式密封，另一端设置有封堵块和透孔，封堵块13用于与压差滑套9配合封闭内管通道，6个透孔周向布置于内管上接头上，将内管通道上下连通。

当钻井或开采过程中出现井涌或是井喷时，井底的高压流体推动压差滑套9克服弹簧801阻力向上运动直至封堵块13处将内管3完全封闭，高压流体无法继续从内管3上涌，同时压差滑套9将液压油向外挤压致使液压油推动活塞5运动，活塞5向上运动将胶芯4撑开，最终胶芯4顶住外管内壁将内管3与外管1环空通道完全封闭。当需要继续钻井或开采时，注入的压力液从泄压口14进入将活塞5下推，打开内管3与外管1环空通道，液压油被向里挤入顶开压差滑套9将内管3通道打开，继续正常钻井或开采。

实施例二

本实施例与实施例一的结构和工作原理基本相同，区别在于如图3所示，本实施例中采用剪切销钉802替换掉弹簧801对压差滑套9的初始位置进行定位，当出现井涌或是井喷时，高压流体推动压差滑套9将剪切销钉802剪断，从而让压差滑套9与封堵块13配合让内管3封闭，使用剪切销钉802后无法实现工具的自行打开，需要将工具提出井后更换剪切销钉802后再次下入。

本实施例其他结构原理及运动过程与实施例一相同，在此不再赘述。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双层管内防喷阀，其特征在于：所述的双层管内防喷阀包括有活塞、胶芯、阀座、压差滑套、支撑板、内管、外管、内管上接头和内管下接头；所述的压差滑套位于内管腔内，通过内管台阶和内管下接头进行定位；所述的活塞和胶芯位于内管外壁，通过内管台阶和阀座进行定位，且活塞、阀座和内管外壁形成的腔体与压差滑套与内管形成的腔体连通；所述的支撑板通过内管上下接头与内管台阶固定，并通过外管台阶将内管定位。

2.根据权利要求1所述的一种双层管内防喷阀，其特征在于所述的活塞与胶芯通过楔形配合，活塞可沿内管外壁滑动，胶芯布置于内管外台阶和活塞之间。

3.根据权利要求2所述的一种双层管内防喷阀，其特征在于所述的内管与胶芯配合的台阶下方开有泄压孔。

4.根据权利要求1所述的一种双层管内防喷阀，其特征在于所述的阀座通过螺纹与内管外壁配合，其上开有注油口和排气口。

5.根据权利要求1所述的一种双层管内防喷阀，其特征在于所述的活塞、阀座和内管外壁形成的腔体与压差滑套和内管形成的腔体内通过阀座上的注油口注入液压油。

6.根据权利要求1所述的一种双层管内防喷阀，其特征在于所述的内管上接头一端安装有密封圈用于与双层管内管的插入式密封，另一端安装有封堵块用于与压差滑套配合封闭内管通道。

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