CN201202430Y - 钻具内防喷装置 - Google Patents

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CN201202430Y CNU200820063620XU CN200820063620U CN201202430Y CN 201202430 Y CN201202430 Y CN 201202430Y CN U200820063620X U CNU200820063620X U CN U200820063620XU CN 200820063620 U CN200820063620 U CN 200820063620U CN 201202430 Y CN201202430 Y CN 201202430Y
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段向前
汤平汉
邓卫平
俞祖英
姜正陆
徐著华
荣一辚
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CHENGDU OUXUN TECHNOLOGY CO., LTD.
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HAIYANG SPECIAL TECHNOLOGY INST SICHUAN
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Abstract

一种钻具内防喷装置,属于石油天然气钻井井控装备的制造技术领域,包括连接部件和防喷部件,连接部件包括外筒,上接头和下接头,防喷部件包括活塞套和活塞,活塞安装在活塞套中间,防喷部件设置在连接部件中间,防喷部件的上下端分解连接上下接头,本实用新型采用圆筒线性端面与平面阀门接触关闭的方式,设计了一种具有较大泥浆流动通道的钻具内防喷装置,解决了现有技术每个部件时刻处在泥浆的浸泡和冲蚀下可能导致阀芯不能在设定的压力下起作用的问题,具有钻井液流动面积大,线性端面与平面接触密封效果好的特点。

Description

钻具内防喷装置
技术领域: 一种钻具内防喷装置,用于石油天然气钻井过程对井下地 层中高压流体的控制,属于石油天然气钻井井控装备的制造技术领域。
背景技术:由于地层的复杂多变,在日常实施石油天然气钻井过程屮, 常常会遇到地层中的高压流体,也有可能发生井漏现象,为了解决这些问 题,保证钻井安全快速的进行,井场上的工程师会根据预先了解的地层情 况配备合适的钻井液密度,但是,也有些突发的井下溢流,这些溢流的压 力常常大于泵入的钻井泥浆密度,这些溢流进入井筒后,通过井眼的环型 空间涌向地面,在地面的技术人员发现后会及时关闭环空的防喷阀门,这 时,如果不能及时采取有效的压井措施,髙压溢流就会通过钻具内孔喷出 地面,为了控制突发的井下高压溢流,目前是在钻井作业的井口安装防喷 器,并在钻具组合中连接钻具内防喷器,以便在突发的情况下,通过井口 的防喷器控制环空的高压流体,由钻具内防喷器控制从钻具内孔中喷出的 地下髙压溢流; 一般来说,钻具组合中的内防喷装置是分别安装在近钻头 部位和接近井口的位置,在钻井作业中,当地层中的流体压力大于井筒中 的液柱压力时,就有可能发生井涌,此时,在钻具组合中安装的内防喷工 具就很重要,现有技术将这种内放喷工具叫做回压阀或者止回阀,如专利 200520035123.5和200420105386.4所描述的技术,以及这两件专利之前的 多件专利,虽然其结构有区别,但基本上都具有一个滑动的阀体和一个阀 芯,在井下发生溢流时;由井下的高压推动滑动的阀体向上与阀芯合拢而 关闭高压流体向上的通道,达到控制井下流体的目的,也有的是在克服设 定的弹簧力后向上推动阀体与阀芯合拢的;现有技术的止回阀是单一功能 的单流阀,而且在钻井过程中,内防喷装置的每个部件都是时刻处在泥浆
的浸泡和冲刷下的,如滑动阀体和弹簧,在长时间的泥浆的浸泡和冲刷下, 弹簧可能就会失效,达不到预定的压力,滑动阀体与阀壳之间也会因为泥 浆中的化学物质而被侵蚀,或者被泥浆中的细小沙粒而阻塞,在这种情况 下,当井下发生溢流需要内防喷器关闭时,阀芯就有可能不能在设定的压 力下起作用,这样就有可能使井涌失控,导致大的事故的发生。
发明内容:本实用新型的目的是针对现有技术的不足,采用圆筒线性 端面与平面阀门接触关闭的方式,设计了一种由活塞和活塞套构成,具有 较大泥浆流动通道的钻具内防喷装置。
本实用新型包括连接部件和防喷部件,其特征是:所述连接部件包括 外筒,上接头和下接头,防喷部件包括活塞套和活塞,活塞安装在活塞套 中间,防喷部件设置在连接部件中间,防喷部件的上端连接上接头,防喷 部件的下端连接下接头;
所述上接头中设置有调节螺母;
所述防喷部件的活塞套的下端设置有--个曲面门舱,在曲面门舱中设 置有曲面门,曲面门是由销子连接在曲面门座上的,在曲面门的背面设置 有弹簧;
所述防喷部件活塞的上端设置有阻力板回收槽和阻力板张开槽,在阻 力板回收槽中设置有阻力板座,在阻力板座上由销子连接有阻力板,在阻 力板的背面设置有弹簧;
所述活塞下端面是由内外的锥度形成的线性端面,在活塞的下端内圆 上还设置有一个抬肩,在活塞外圆设置有活塞上、"F密封圈;
使用时,先将活塞装入活塞套内使曲面门隐藏在曲面门舱内,然后将 装有活塞的活塞套装入外筒内,下端连接奸下接头,上端连接好上接头,
然后,通过设置在上接头中的调节螺母设定好活塞在活塞套中的行程位置, 再将连接部件的上下端分别连接在钻具串中,下入井内,当地下发生高压 流体时,进入的流体推动阻力板向上,并带动活塞向上运动,当活塞上移 到调节螺母的位置时,设置在下部的曲面门就被打开了,曲面门的平面压 在活塞的线性端面上时就封闭了井下高压流体向上运动的通道,从而达到 控制井下流体的目的。
本实用新型的优点是:本实用新型改变了现有技术采用的基本方式, 采用活塞式控制方式,在正常钻井中,设置的阻力板被地面的压力推到回 收槽中,钻具的中间没有阻挡,可以为钻井液的流动获得更大的流动面积, 本使用新型的曲面门在正常情况下是被密封在活塞与外筒之间的,不会受 到泥浆中化学物质的侵害,因此当发生井涌时可以灵活的盖在活塞下端的 线性端面上,同时,因为线性端面与曲面门的平面相接触,可以达到压力 越大,密封越好的效果。 附图说明:
图1为本实用新型剖视安装结构示意图。 图2为从上端向下看阻力板处于张开时的横截面结构示意图。 图3为从下端向上看曲面门处于封闭流道时的横截面结构示意图。 图4为从下端向上看曲面门处于打开流道时的横截面结构示意图。 具体实施方式:下面结合附图,以下入井内钻具的上下顺序为本实用 新型的上下端,给出本实用新型的最佳实施例:本实用新型包括连接部件 和防喷部件,连接部件由外筒16,上接头2和下接头19构成,外筒16的 两端分别连接上接头2和下接头19,为了设定活塞向上的运动行程,在上 接头2中设置有调节螺母1;防喷部件包括活塞套6和活塞15,活塞15安
装在活塞套6中间,防喷部件设置在连接部件中间;为了设置关闭流道的
曲面门IO,在防喷部件的活塞套6的下端设置有一个曲面门舱11,在曲而 门舱11中设置有曲面门10,曲面门10是由销子连接在曲面门座9上的, 在曲面门的背面设置有弹簧21,设置的弹簧21是为了在活塞15向上移动 到曲面门舱11被完全打开时,可以推动曲面门IO从曲面门舱11中弹出来, 达到关闭流道的目的;在防喷部件活塞15的上端设置有一道阻力板回收槽 7和阻力板张开槽14,在阻力板回收槽7中设置有阻力板座4,阻力板3由 销子5连接在阻力板座4上,在阻力板3的背面设置有弹簧20,设置的弹 簧20可以在地面没有泵注钻井液时,将阻力板3从阻力板回收槽7中推出 来,达到当井下有高压流体向上运动时被井下的高压流体推动向上,并带 动活塞15向上运动,实现关闭钻具通道的目的;为了完全密封钻具的通道, 活塞15的下端面是由内、外的锥度形成的线性端面,在活塞15的下端内 圆上还设置有一个抬肩18,在活塞的外圆设置有活塞上、下密封圈8和12, 可以在正常钻进时防止钻井液进入曲面门舱ll,保证曲面门IO、曲面门座 9和弹簧21不受腐蚀;
在安装本钻具内防喷装置时,安装顺序是:先在外套16的下端连接好 下接头19,然后在活塞套6上的曲面门舱11中装好曲面门10,在弹簧21 的作用下,装入活塞套6时,曲面门IO是处于关闭状态的,然后将装if曲 面门10的活塞套6从外套16的上端装入外套16中,然后在活塞15的阻 力板回收槽7中装好阻力板3,将活塞15从活塞套6的上端向下装入,装 入活塞15后,曲面门10就被活塞15打开并藏入了设置在活塞套6下端的 曲面门舱ll中了,然后在外筒16的上端连接好上接头2,由于下接头的内 ^^小于活塞15的外径,所以装入的活塞15不会从下端滑出,然后,为了
阻止已装入的活塞15从上接头2中滑出,同时也为了调节活塞15在活塞 套6中的滑动距离,在上接头中旋入调节螺母l,通过调节螺母设定好活塞 在活塞套中的行程位置,最后将连接部件的上下接头2和19分别连接在钻 具串中,下入井内;在钻井的过程中,如果井下正常时,地面注入的流体 会推开设置的阻力板3,使钻井液拥有较大的向下流动空间,实现正常钻井 的目的;如果地下有压力大于地面注入井下的高压流体进入钻具内时,设 置的阻力板3会在弹簧20的作用下弹入阻力板张开槽14中,进入的流体 会推动阻力板3向上,并带动活塞15向上运动,当活塞15向上移动到调 节螺母的位置时,就不能继续向上,而设置在下部的曲面门IO就被打开了, 曲面门10的平面压在活塞15的线性端面上时就封闭了井下高压流体向上 运动的通道,从而达到控制井下流体的目的;由于线性端面与曲面门的平 面相接触,可以达到压力越大,密封越好的效果。

Claims (5)

1、一种钻具内防喷装置,包括连接部件和防喷部件,其特征是:所述连接部件包括外筒、上接头和下接头,防喷部件包括活塞套和活塞,活塞安装在活塞套中间,防喷部件设置在连接部件中间,防喷部件的上端连接上接头,防喷部件的下端连接下接头。
2、 根据权利要求l所述的钻具内防喷装置,其特征是:所述上接头中 设置有调节螺母。
3、 根据权利要求l所述的钻具内防喷装置,其特征是:所述防喷部件 的活塞套的下端设置有一个曲面门舱,在曲面门舱中设置有曲面门,曲面 门是由销子连接在曲面门座上的,在曲面门的背面设置有弹簧。
4、 根据权利要求l所述的钻具内防喷装置,其特征是:所述防喷部件 活塞的上端设置有阻力板回收槽和阻力板张开槽,在阻力板回收槽中设置 有阻力板座,在阻力板座上由销子连接有阻力板,在阻力板的背面设置有 弹簧。
5、 根据权利要求l所述的钻具内防喷装置,其特征是:所述活塞的下 端面是由内外的锥度形成的线性端面,在活塞的下端内圆上还设置有一个 抬肩,在活塞外圆设置有活塞上、下密封圈。
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