激動(dòng)壓力控制短節(jié)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種激動(dòng)壓力控制短節(jié)，包括工具連接機(jī)構(gòu)、中部短節(jié)和內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，中部短節(jié)分別與工具連接機(jī)構(gòu)的上接頭和下接頭連接，特征在于：中部短節(jié)內(nèi)安裝有內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)包括閥座、閥座套、閥板、扭簧、彈簧、連接軸和活動(dòng)套，閥座連接閥座套，閥座套另一端連接有連接軸，連接軸上套裝彈簧，連接軸另一端活動(dòng)套固定；閥座一端面裝有閥板，在閥座側(cè)面上設(shè)有噴嘴，閥座套上安裝有閥座密封圈；活動(dòng)套上設(shè)有旁通密封圈。優(yōu)點(diǎn)是：本控制短節(jié)能夠在下套管時(shí)減少由于激動(dòng)壓力造成的井漏風(fēng)險(xiǎn)；可用于在下尾管及其它井下管柱作業(yè)中控制井下激動(dòng)壓力，減少地層壓裂和漏失風(fēng)險(xiǎn)；加快管柱下入速度，大幅提高深水井及地質(zhì)情況復(fù)雜的常規(guī)井下尾管及其它管柱作業(yè)時(shí)效。
【專(zhuān)利說(shuō)明】激動(dòng)壓力控制短節(jié)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣鉆探【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種能夠在下套管時(shí)減少由于激動(dòng)壓力造成的井漏風(fēng)險(xiǎn)的激動(dòng)壓力控制短節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在海上油田開(kāi)采鉆探作業(yè)中，由于受到水深的影響，深水鉆井作業(yè)存在著地層壓力當(dāng)量密度與破裂壓力當(dāng)量密度之間窗口窄的客觀(guān)事實(shí)，隨著水深的增加這個(gè)窗口值不斷減小，較小的壓力波動(dòng)都會(huì)帶來(lái)井底地層破裂、坍塌的風(fēng)險(xiǎn)，因此，在下套管、尾管等下管柱作業(yè)時(shí)，一旦下入速度過(guò)快，極易造成地層破裂、坍塌，甚至發(fā)生漏失，而且發(fā)生漏失的頻率也較高。現(xiàn)階段，主要是通過(guò)控制下管柱的速度來(lái)降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)控制下管柱速度又會(huì)帶來(lái)遇阻或卡鉆等作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，并且增加作業(yè)時(shí)間及費(fèi)用。能夠有效控制激動(dòng)壓力才是解決下管柱作業(yè)對(duì)地層壓力影響最根本的解決方法。本發(fā)明就是針對(duì)深水作業(yè)或者存在漏失風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)，研究出一種能夠在下套管時(shí)減少由于激動(dòng)壓力造成的井漏風(fēng)險(xiǎn)的工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種激動(dòng)壓力控制短節(jié)。
[0004]本發(fā)明主要是針對(duì)深水作業(yè)或者存在漏失風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)，提供一種能夠在下套管時(shí)減少由于激動(dòng)壓力造成的井漏風(fēng)險(xiǎn)的工具。本激動(dòng)壓力控制短節(jié)可以實(shí)現(xiàn)下尾管時(shí)泥漿旁通導(dǎo)流，大大提高下套管速度，減少地層壓裂、漏失風(fēng)險(xiǎn)，加快管柱下入速度，大幅度提高深水井及地質(zhì)情況復(fù)雜的常規(guī)井下套管及其它管柱作業(yè)時(shí)效。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]激動(dòng)壓力控制短節(jié)，包括工具連接機(jī)構(gòu)、中部短節(jié)和內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，所述工具連接機(jī)構(gòu)包括與上部工具連接的上接頭和與下部工具連接的下接頭，所述中部短節(jié)分別與工具連接機(jī)構(gòu)的上接頭和下接頭連接，其特征在于:所述中部短節(jié)內(nèi)安裝有內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)包括閥座、閥座套、閥板、扭簧、彈簧、連接軸和活動(dòng)套，所述閥座外部螺紋連接閥座套并通過(guò)固定銷(xiāo)釘鎖緊，所述閥座套另一端通過(guò)螺紋連接有連接軸，所述連接軸上套裝有彈簧，連接軸另一端通過(guò)銷(xiāo)釘與活動(dòng)套固定；所述閥座一端面裝有閥板，在閥座側(cè)面上設(shè)有噴嘴，所述閥座套上安裝有可實(shí)現(xiàn)閥座套與中部短節(jié)之間密封的閥座密封圈；所述活動(dòng)套上設(shè)有可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)套與中部短節(jié)之間密封的旁通密封圈。
[0007]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案:
[0008]所述中部短節(jié)上部設(shè)有連通中部短節(jié)上部?jī)?nèi)外環(huán)空的多個(gè)連通孔，中部短節(jié)下部設(shè)有連通中部短節(jié)下部?jī)?nèi)外環(huán)空的多個(gè)泄壓孔。
[0009]所述閥座一端面制有耳部結(jié)構(gòu)，并通過(guò)扭簧、支撐銷(xiāo)與閥板固定一體。
[0010]所述閥座一端部制有方便下入工具的倒角，在該端面上并設(shè)有便于部件組裝上卸扣的開(kāi)口，所述閥座另一端部外口制有與閥板錐面配合密封的錐面。
[0011]所述連接軸軸向上制有多個(gè)可實(shí)現(xiàn)其內(nèi)外環(huán)空連通的長(zhǎng)孔。[0012]所述閥板上通過(guò)鎖緊螺母裝有破裂盤(pán)。
[0013]所述下接頭上部制有可對(duì)內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下行限位的限位臺(tái)階。
[0014]激動(dòng)壓力控制短節(jié)的操作方法:
[0015](I)實(shí)現(xiàn)下套管釋放激動(dòng)壓力作業(yè)
[0016]在下套管前首先將激動(dòng)壓力控制短節(jié)連接在套管最下端，然后按照常規(guī)的下套管程序進(jìn)行下入，此時(shí)下入速度會(huì)導(dǎo)致井筒內(nèi)產(chǎn)生激動(dòng)壓力，當(dāng)激動(dòng)壓力高過(guò)設(shè)定值50psi后，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)克服彈簧的力量整體向上移動(dòng)，使活動(dòng)套離開(kāi)中部短節(jié)上的泄壓孔位置，此時(shí)，中部短節(jié)上的泄壓孔連通內(nèi)外腔，管內(nèi)激動(dòng)壓力得到釋放；壓力下降后，在彈簧彈力的作用下，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)彈回復(fù)位，并繼續(xù)密封中部短節(jié)上的泄壓孔。當(dāng)繼續(xù)下入導(dǎo)致井筒內(nèi)激動(dòng)壓力升高到50psi以上后，重復(fù)以上動(dòng)作；有效解決下入套管帶來(lái)的井筒內(nèi)壓力過(guò)高的問(wèn)題。
[0017](2)下入套管或者固井作業(yè)中的正循環(huán)作業(yè)
[0018]在下入套管的過(guò)程中或者進(jìn)行固井作業(yè)時(shí)，當(dāng)需要進(jìn)行正循環(huán)時(shí)，由于閥板向下開(kāi)啟，液體推動(dòng)閥板克服扭簧的扭力，繞支撐銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟，此時(shí)，循環(huán)通道打開(kāi)通暢，可以實(shí)現(xiàn)正循環(huán)，且閥板打開(kāi)后的閥座通徑大于允許最小內(nèi)通徑；
[0019](3)反循環(huán)大通道開(kāi)啟作業(yè)
[0020]當(dāng)固井作業(yè)結(jié)束后，可以進(jìn)行反循環(huán)，由于在閥板中部裝有破裂盤(pán)，當(dāng)反循環(huán)壓力達(dá)到一定壓力后，使破裂盤(pán)碎裂，實(shí)現(xiàn)反循環(huán)大通道的開(kāi)啟。
[0021]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，即采用本激動(dòng)壓力控制短節(jié)在下套管作業(yè)過(guò)程中，會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生激動(dòng)壓力，當(dāng)激動(dòng)壓力高過(guò)設(shè)定值50psi后，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)克服彈簧力量整體向上移動(dòng)，使中部短節(jié)下部的泄壓孔露出，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、夕卜環(huán)空連通，激動(dòng)壓力得到釋放。內(nèi)部壓力下降，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)在彈簧作用下彈回，繼續(xù)密封泄壓孔，因此，不必?fù)?dān)心下入管柱速度過(guò)快造成的激動(dòng)壓力過(guò)高而造成的地層漏失問(wèn)題。同時(shí)，由于閥板是向下開(kāi)啟的，不影響正循環(huán)的實(shí)現(xiàn)并且閥座通徑大于允許最小內(nèi)徑。當(dāng)需要反循環(huán)時(shí)，閥板中部裝有破裂盤(pán)，反循環(huán)壓力達(dá)到一定壓力后，破裂盤(pán)碎裂實(shí)現(xiàn)反循環(huán)通道。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是能夠在下套管時(shí)減少由于激動(dòng)壓力造成的井漏風(fēng)險(xiǎn)，可實(shí)現(xiàn)下尾管時(shí)泥漿旁通導(dǎo)流，加快管柱下入速度，減少地層壓裂、漏失風(fēng)險(xiǎn)，大幅提高深水井及地質(zhì)情況復(fù)雜的常規(guī)井下套管及其它管柱作業(yè)時(shí)效。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明泄壓孔開(kāi)啟結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本發(fā)明正循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明反循環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:1、上接頭；2、中部短節(jié)；2_1、連通孔；2_2、泄壓孔；3、固定銷(xiāo)釘；4、閥座；4-1、開(kāi)口 ；5、破裂片；6、鎖緊螺母；7、閥座套；8、閥座密封圈；9、噴嘴；10、閥板；11、扭簧；
12、支撐銷(xiāo)；13、間隙密封圈；14、彈簧；15、連接軸；15-1、長(zhǎng)孔；16剪切銷(xiāo)釘；17、活動(dòng)套；18、旁通密封圈；19、下接頭?！揪唧w實(shí)施方式】
[0027]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0028]請(qǐng)參閱圖1，激動(dòng)壓力控制短節(jié)，包括工具連接機(jī)構(gòu)、中部短節(jié)2和內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，所述工具連接機(jī)構(gòu)包括與上部工具連接的上接頭I和與下部工具連接的下接頭19，所述中部短節(jié)分別與工具連接機(jī)構(gòu)的上接頭和下接頭連接，所述下接頭上部制有可對(duì)內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下行限位的限位臺(tái)階。所述中部短節(jié)內(nèi)安裝有內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)包括閥座4、閥座套7、閥板10、扭簧11、彈簧14、連接軸15和活動(dòng)套17。所述閥座外部螺紋連接閥座套并通過(guò)固定銷(xiāo)釘3鎖緊，所述閥座套另一端通過(guò)螺紋連接有連接軸15，所述連接軸上套裝有彈簧14，連接軸另一端通過(guò)剪切銷(xiāo)釘16與活動(dòng)套17固定。所述閥座一端面裝有閥板10，在閥座側(cè)面上設(shè)有噴嘴9，所述閥座套上安裝有可實(shí)現(xiàn)閥座套與中部短節(jié)之間密封的閥座密封圈8 ;所述活動(dòng)套上設(shè)有可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)套與中部短節(jié)之間密封的旁通密封圈18。
[0029]本實(shí)施例中，所述中部短節(jié)上部設(shè)有連通中部短節(jié)上部?jī)?nèi)外環(huán)空的多個(gè)連通孔2-1，中部短節(jié)下部設(shè)有連通中部短節(jié)下部?jī)?nèi)外環(huán)空的多個(gè)泄壓孔2-2。
[0030]本實(shí)施例中，所述閥座一端面制有耳部結(jié)構(gòu)，并通過(guò)扭簧11、支撐銷(xiāo)12與閥板固
定一體。
[0031]本實(shí)施例中，所述閥座一端部制有方便下入工具的倒角，在該端面上并設(shè)有便于部件組裝上卸扣的開(kāi)口 4-1，所述閥座另一端部外口制有與閥板錐面配合密封的錐面。
[0032]本實(shí)施例中，所述連接軸軸向上制有多個(gè)可實(shí)現(xiàn)其內(nèi)外環(huán)空連通的長(zhǎng)孔15-1。
[0033]本實(shí)施例中，所述閥板上通過(guò)鎖緊螺母6裝有破裂盤(pán)5。
[0034]激動(dòng)壓力控制短節(jié)的操作方法:
[0035]如圖2所示，
[0036]( I)實(shí)現(xiàn)下套管釋放激動(dòng)壓力作業(yè)
[0037]在下套管前首先將激動(dòng)壓力控制短節(jié)連接在套管最下端，然后按照常規(guī)的下套管程序進(jìn)行下入，此時(shí)下入速度會(huì)導(dǎo)致井筒內(nèi)產(chǎn)生激動(dòng)壓力，當(dāng)激動(dòng)壓力高過(guò)設(shè)定值50psi后，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)克服彈簧14的力量整體向上移動(dòng)，使活動(dòng)套17離開(kāi)中部短節(jié)上的泄壓孔位置，此時(shí)，中部短節(jié)上的泄壓孔2-2連通內(nèi)外腔，管內(nèi)激動(dòng)壓力得到釋放；壓力下降后，在彈簧彈力的作用下，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)彈回復(fù)位，并繼續(xù)密封中部短節(jié)上的泄壓孔。當(dāng)繼續(xù)下入導(dǎo)致井筒內(nèi)激動(dòng)壓力升高到50psi以上后，重復(fù)以上動(dòng)作；有效解決下入套管帶來(lái)的井筒內(nèi)壓力過(guò)高的問(wèn)題。
[0038]如圖3所示，
[0039](2)下入套管或者固井作業(yè)中的正循環(huán)作業(yè)
[0040]同時(shí)，在下入套管的過(guò)程中或者進(jìn)行固井作業(yè)時(shí)，當(dāng)需要進(jìn)行正循環(huán)時(shí)，由于閥板10是向下開(kāi)啟的，液體推動(dòng)閥板克服扭簧11的扭力，繞支撐銷(xiāo)12旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟，此時(shí)，循環(huán)通道打開(kāi)通暢，可以實(shí)現(xiàn)正循環(huán)，且閥板打開(kāi)后的閥座通徑大于允許最小內(nèi)通徑。
[0041]如圖4所示，
[0042]( 3 )反循環(huán)大通道開(kāi)啟作業(yè)
[0043]同時(shí)，當(dāng)固井作業(yè)結(jié)束后，可以進(jìn)行反循環(huán)，由于在閥板中部裝有破裂盤(pán)，當(dāng)反循環(huán)壓力達(dá)到一定壓力后，使破裂盤(pán)5碎裂，實(shí)現(xiàn)反循環(huán)大通道的開(kāi)啟。
[0044]本發(fā)明附圖中描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種激動(dòng)壓力控制短節(jié)，包括工具連接機(jī)構(gòu)、中部短節(jié)和內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，所述工具連接機(jī)構(gòu)包括與上部工具連接的上接頭和與下部工具連接的下接頭，所述中部短節(jié)分別與工具連接機(jī)構(gòu)的上接頭和下接頭連接，其特征在于:所述中部短節(jié)內(nèi)安裝有內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)，所述內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)包括閥座、閥座套、閥板、扭簧、彈簧、連接軸和活動(dòng)套，所述閥座外部螺紋連接閥座套并通過(guò)固定銷(xiāo)釘鎖緊，所述閥座套另一端通過(guò)螺紋連接有連接軸，所述連接軸上套裝有彈簧，連接軸另一端通過(guò)銷(xiāo)釘與活動(dòng)套固定；所述閥座一端面裝有閥板，在閥座側(cè)面上設(shè)有噴嘴，所述閥座套上安裝有可實(shí)現(xiàn)閥座套與中部短節(jié)之間密封的閥座密封圈；所述活動(dòng)套上設(shè)有可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)套與中部短節(jié)之間密封的旁通密封圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激動(dòng)壓力控制短節(jié)，其特征在于:所述中部短節(jié)上部設(shè)有連通中部短節(jié)上部?jī)?nèi)外環(huán)空的多個(gè)連通孔，中部短節(jié)下部設(shè)有連通中部短節(jié)下部?jī)?nèi)外環(huán)空的多個(gè)泄壓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激動(dòng)壓力控制短節(jié)，其特征在于:所述閥座一端面制有耳部結(jié)構(gòu)，并通過(guò)扭簧、支撐銷(xiāo)與閥板固定一體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激動(dòng)壓力控制短節(jié)，其特征在于:所述閥座一端部制有方便下入工具的倒角，在該端面上并設(shè)有便于部件組裝上卸扣的開(kāi)口，所述閥座另一端部外口制有與閥板錐面配合密封的錐面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激動(dòng)壓力控制短節(jié)，其特征在于:所述連接軸軸向上制有多個(gè)可實(shí)現(xiàn)其內(nèi)外環(huán)空連通的長(zhǎng)孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激動(dòng)壓力控制短節(jié)，其特征在于:所述閥板上通過(guò)鎖緊螺母裝有破裂盤(pán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激動(dòng)壓力控制短節(jié)，其特征在于:所述下接頭上部制有可對(duì)內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下行限位的限位臺(tái)階。
8.一種激動(dòng)壓力控制短節(jié)的操作方法，其特征在于: (O實(shí)現(xiàn)下套管釋放激動(dòng)壓力作業(yè) 在下套管前首先將激動(dòng)壓力控制短節(jié)連接在套管最下端，然后按照常規(guī)的下套管程序進(jìn)行下入，此時(shí)下入速度會(huì)導(dǎo)致井筒內(nèi)產(chǎn)生激動(dòng)壓力，當(dāng)激動(dòng)壓力高過(guò)設(shè)定值50psi后，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)克服彈簧的力量整體向上移動(dòng)，使活動(dòng)套離開(kāi)中部短節(jié)上的泄壓孔位置，此時(shí)，中部短節(jié)上的泄壓孔連通內(nèi)外腔，管內(nèi)激動(dòng)壓力得到釋放；壓力下降后，在彈簧彈力的作用下，內(nèi)部泄壓機(jī)構(gòu)彈回復(fù)位，并繼續(xù)密封中部短節(jié)上的泄壓孔。當(dāng)繼續(xù)下入導(dǎo)致井筒內(nèi)激動(dòng)壓力升高到50psi以上后，重復(fù)以上動(dòng)作；有效解決下入套管帶來(lái)的井筒內(nèi)壓力過(guò)高的問(wèn)題； (2)下入套管或者固井作業(yè)中的正循環(huán)作業(yè) 在下入套管的過(guò)程中或者進(jìn)行固井作業(yè)時(shí)，當(dāng)需要進(jìn)行正循環(huán)時(shí)，由于閥板向下開(kāi)啟，液體推動(dòng)閥板克服扭簧的扭力，繞支撐銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟，此時(shí)，循環(huán)通道打開(kāi)通暢，可以實(shí)現(xiàn)正循環(huán)，且閥板打開(kāi)后的閥座通徑大于允許最小內(nèi)通徑； (3)反循環(huán)大通道開(kāi)啟作業(yè) 當(dāng)固井作業(yè)結(jié)束后，可以進(jìn)行反循環(huán)，由于在閥板中部裝有破裂盤(pán)，當(dāng)反循環(huán)壓力達(dá)到一定壓力后，使破裂盤(pán)碎裂，實(shí)現(xiàn)反循環(huán)大通道的開(kāi)啟。
【文檔編號(hào)】E21B17/02GK103790524SQ201410028314
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】馬認(rèn)琦, 劉景超, 趙維青, 劉傳剛, 鄭偉, 陳杰, 關(guān)清濤 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)分公司