CN200968196Y - 无筛管称重钻柱捉塞防喷装置 - Google Patents
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Abstract
一种无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，用于石油天然气钻井技术中尾管悬挂固井施工的尾管送入称重钻柱，属于井下固井工具的制造技术领域，本实用新型采用液体分流技术和节流压差作用的原理，在上阀体内设置有大于钻杆胶塞外径的内腔、在滑套上设置循环孔和过流槽、在下阀体内设置节流阀体，本实用新型可实现送入钻柱的称重和维持钻杆胶塞试通后管柱内的正循环通道，解决了现有技术在同一趟钻柱中不能既控制井喷，又不堵塞水眼的问题；本装置可捉住钻杆胶塞使钻杆胶塞随称重钻柱一起被起出，还可以在下称重钻柱过程中自动灌浆，防止施工过程中钻柱内泥浆的喷涌。
Description
技术领域：一种无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，用于石油天然气钻井技术中尾管悬挂固井施工中的尾管送入称重钻柱，属于石油天然气工业井下固井工具的制造技术领域。
背景技术：在现有固井施工作业技术中，对称重钻柱进行称重，对钻杆胶塞在称重钻柱内进行试通，这两个环节是观测尾管悬挂器是否已实现倒脱、检测钻杆胶塞能否实现隔离和碰压的方法，但是在实际应用中，既要控制称重钻柱内的井喷，又要对钻杆胶塞进行试通是相互矛盾的，在现行的井下工具中只有防止钻井钻柱内、通井钻柱内井喷的钻具回压阀，没有既可以控制井喷、又可以在实施钻杆胶塞试通时不堵塞水眼的称重钻柱防喷装置；现有技术的缺点是：在称重钻柱的底部连接钻具回压阀，可以实现钻柱的称重，但由于钻具回压阀的阻挡，不仅无法检测钻杆胶塞的隔离效果和碰压的可靠性，而且还将造成钻杆循环水眼的堵塞；因此在现场操作中，只在称重钻柱底部连接捉钻杆胶塞的筛管而不用钻具回压阀，这种情况下，一旦发生井涌或者井喷，整个称重钻柱就不能控制井下流体从钻柱内喷出，因而存在安全隐患。
发明内容：本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺点，采用液体分流技术和节流压差作用的原理，设计一种具有上、下阀体，在阀体内设置有循环孔、过流槽和节流阀体的无筛管称重钻柱捉塞防喷装置。
本实用新型是这样实现的：本实用新型包括钻杆胶塞、阀体、碰压剪切机构、循环捉塞机构和灌浆防喷机构；钻杆胶塞由钻杆胶塞1构成；阀体包括上阀体2、下阀体11，上阀体2与下阀体11丝扣连接，在上阀体2内设置有承力座4、滑套6、剪钉8，在上阀体2中部设置有大于钻杆胶塞外径的内腔10，在滑套6上设置有循环孔5，在滑套6底部设置有过流槽，承力座4设置在上阀体2中，滑套6由剪钉8固定在承力座4中，在上阀体2内圆与承力座4外圆、承力座4内圆与滑套6外圆相应的位置设置有密封圈3和7；在下阀体11中设置有弹簧压垫12、弹簧13、密封座15、节流阀体17，密封座15设置在下阀体11中，节流阀体17上部设置弹簧压垫12，弹簧压垫12的下面设置弹簧13，节流阀体17通过弹簧压垫12和弹簧13连接在密封座15上，在节流阀体17中部设置有灌浆孔16，在密封座15的外圆与下阀体11内圆相应的位置设置有密封圈14；在施工时，剪钉8可以使钻杆胶塞1在泵送到滑套6处时流体截流产生较明显的压力升高，为地面施工人员提供一个胶塞1已顶替到位的压力显示信号，这样可以检测胶塞1的隔离效果和碰压的可靠性；在滑套6上的循环孔5、过流槽9和上阀体上的大内腔10可以保证钻杆胶塞1在试通过称重钻柱后既可以继续维持管柱内的循环通道；节流阀体17中部设置的灌浆孔16可以使反向流体产生一个节流压差，当节流压差力不足以克服弹簧13的弹力和节流阀体17的重力时，可以保证称重钻柱在下钻过程中泥浆能自动灌入钻柱内，如果在施工过程中发生井喷或井涌，节流压差力大于弹簧13的弹力和节流阀体17的重力，节流阀体17在节流压差力的推动下上移与密封座15实施密封，阻止井内的流体从管柱内向上喷。
本实用新型的有益效果是：由于阀体内设置碰压剪切机构，当钻杆胶塞到达碰压点时可以为地面提供钻杆胶塞已顶替到位的压力显示信号，可以实现检测钻杆胶塞的隔离效果和碰压的可靠性；循环捉塞机构可以维持钻杆胶塞试通后管柱内的正循环通道，也可以捉住钻杆胶塞随称重钻柱的起钻而起出；灌浆防喷机构可以使称重钻柱下钻过程中自动灌泥浆，也可以防止施工过程中钻柱内的泥浆喷涌。
附图说明：
图1是本实用新型的自然状态下的结构图。
图2是本实用新型胶塞到达碰压点的示意图。
具体实施方式：下面结合附图给出本实用新型的实施例：本实用新型包括钻杆胶塞、阀体、碰压剪切机构、灌浆防喷机构和循环捉塞机构；钻杆胶塞由钻杆胶塞1构成；阀体包括上阀体2、下阀体11，上阀体2与下阀体11丝扣连接；碰压剪切机构包括承力座4、滑套6、剪钉8，承力座4设置在上阀体2的台阶上，滑套6由剪钉8固定在承力座4中，在上阀体2中部设置有大于钻杆胶塞外径的内腔10，上阀体2中部的内腔10的直径大于上阀体2下部内腔的直径，在滑套6上设置有循环孔5和过流槽9，在上阀体2内圆与承力座4外圆、承力座4内圆与滑套6外圆相应的位置设置有密封圈3和7；灌浆防喷机构包括弹簧压垫12、弹簧13、密封座15、节流阀体17，弹簧压垫12、弹簧13、密封座15和节流阀体17设置在下阀体11中，节流阀体17上部设置弹簧压垫12，弹簧压垫12的下面设置弹簧13，节流阀体17通过弹簧压垫12和弹簧13连接在密封座15上，在下阀体11内设置有带有灌浆孔16的节流阀体17，灌浆孔16设置在节流阀体17的中部，密封座15设置在下阀体11的台阶上，在密封座15的外圆与下阀体11内圆相应的位置设置有密封圈14；在施工时，将本装置配接在称重钻柱的底部，当向井内下称重钻柱时，由于弹簧13的弹力和节流阀体17产生的向上的节流压差力不足以克服节流阀体17的重力，节流阀体17与密封座15处于不密封状态，泥浆通过节流阀体17的灌浆孔16和节流阀体17与密封座15的间隙进入称重钻柱内，从而实现自动灌浆；当称重钻柱下至预定井深循环正常后，投入钻杆胶塞1，钻杆胶塞1在泵压下到达滑套6处，使泥浆截流，这时，由于循环通道被堵住，所以压力上升，上升的压力为地面提供钻杆胶塞1已顶替到位的压力显示信号，同时通过流体计量仪器检测钻杆胶塞1的隔离效果和正式施工时碰压的可靠性；检测结束后，继续憋压剪断剪钉8，钻杆胶塞1随滑套6下行至上阀体2的底部，因为上阀体2底部的内径小于滑套6的最大外径，所以上阀体能档住钻杆胶塞1和滑套6不再下落，因此可以保证钻杆胶塞1和滑套6随称重钻柱的起钻而起出，因为设置的滑套6上有循环孔5、过流槽9，以及由于上阀体2上部设置的大内腔10，因此可以保证钻杆胶塞1在试通过称重钻柱后可以继续维持管柱内的循环通道，泥浆通过钻杆胶塞1和大内腔10的间隙，再经过循环孔5和过流槽9向下，经过节流阀体17与密封座15的间隙，再由节流阀体17的灌浆孔16，以及节流阀体17与下阀体11的间隙保持管柱内的正循环通道；由于节流阀体17中部设置的灌浆孔16可以使反向流体产生一个节流压差，当在施工过程中发生井涌或者井喷时，高压钻井液作用于节流阀体17上的节流压差作用力远大于节流阀体17自身的浮重和弹簧13的弹力，因而节流阀体17向上克服弹簧9的弹力和节流阀体17自身的浮重与密封座15配合密封，从而自动截断回流，阻止井内的流体从称重钻柱内向上喷。
Claims (6)
1、一种无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，包括阀体、碰压剪切机构、灌浆防喷机构，其特征在于：
a.所述阀体包括上阀体和下阀体，上阀体与下阀体丝扣连接；
b.所述碰压剪切机构包括承力座、滑套和剪钉，承力座设置在上阀体台阶上，滑套由剪钉固定在承力座中；
c.所述灌浆防喷机构包括弹簧压垫、弹簧、密封座和节流阀体，密封座设置在下阀体台阶上，节流阀体通过弹簧压垫、弹簧连接在密封座上。
2、根据权利要求1所述的无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：所述下阀体内设置有带灌浆孔的节流阀体，灌浆孔设置在节流阀体的中部。
3、根据权利要求1所述的无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：
所述上阀体中部内腔的直径大于下部内腔的直径。
4.根据权利要求1所述的无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：
在滑套上设置有循环孔和过流槽。
5.根据权利要求1所述的无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：
在所述密封座的外圆与下阀体内圆相应的位置设置有密封圈。
6.根据权利要求1所述的无筛管称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：
所述上阀体底部的内径小于滑套的最大外径。
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|---|---|---|---|---|
| CN101748985B (zh) * | 2009-12-13 | 2012-09-12 | 西南石油大学 | 装于钻柱上在井下自动控制的井下防喷器 |
| CN114673470A (zh) * | 2022-04-02 | 2022-06-28 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种煤矿井下高压注浆顶替用胶塞投放装置及注浆方法 |
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| CN114673470B (zh) * | 2022-04-02 | 2023-11-03 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种煤矿井下高压注浆顶替用胶塞投放装置及注浆方法 |
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