一種井下防噴器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣井的鉆采工具，具體是一種井下防噴器。
【背景技術(shù)】
[0002]防噴器是一種用于鉆完井過程中防止井噴等事故發(fā)生的鉆具，對安全鉆進(jìn)起著重要的作用。美國內(nèi)政部地質(zhì)調(diào)查局根據(jù)聯(lián)邦法律的授權(quán)，制定了鉆井承包商必須安裝使用防噴器等井控裝備的一系列法規(guī)，我國石油行業(yè)也嚴(yán)格要求鉆井過程中必須使用防噴器，防噴器按安放位置可分為兩種:井口防噴器和井下防噴器。井口防噴器經(jīng)歷了一個從手動閘板防噴器發(fā)展到液壓閘板防噴器再發(fā)展為環(huán)形防噴器的歷程，目前發(fā)展為以高壓、大通徑和可變徑等性能為主要特征。這種防噴器是在操作人員發(fā)現(xiàn)井下發(fā)生劇烈井涌時通過開啟控制系統(tǒng)來完成井口防噴器的功能，必須依靠操作人員的經(jīng)驗和責(zé)任心才能防止井噴事故發(fā)生。如果操作人員經(jīng)驗不足或工作疏忽，未能及時發(fā)現(xiàn)井涌或井口壓力迅速增加，導(dǎo)致井口防噴裝置來不及關(guān)閉，造成重大的井噴事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低、可靠性和整體強(qiáng)度高，當(dāng)有井涌或井噴等異常情況出現(xiàn)時，在井下能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉鉆桿內(nèi)外環(huán)空于危險底層之上，并且在關(guān)閉鉆桿內(nèi)外環(huán)空后可進(jìn)行鉆井液的循環(huán)的井下防噴器。
[0004]本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]一種井下防噴器，包括具有中心孔的心軸，活動套于所述心軸上端周向外側(cè)的外活塞，限位套于所述心軸下端周向外側(cè)的膠筒，以及活動套于所述心軸周向外側(cè)并設(shè)于所述外活塞和膠筒之間的鎖齒環(huán)，所述外活塞和心軸之間還設(shè)有銷釘限位，所述鎖齒環(huán)周向外側(cè)還套有推力環(huán)，所述推力環(huán)設(shè)于所述外活塞和膠筒之間并與外活塞螺紋連接；所述鎖齒環(huán)內(nèi)側(cè)與外側(cè)均設(shè)計有鎖齒，鎖齒環(huán)內(nèi)側(cè)鎖齒與心軸周向外側(cè)對應(yīng)位置的鎖齒段嚙合，限制鎖齒環(huán)只能朝向膠筒單向移動，鎖齒環(huán)外側(cè)鎖齒與推力環(huán)內(nèi)側(cè)鎖齒嚙合，限制兩者間不能相對運(yùn)動；所述外活塞內(nèi)孔與心軸外側(cè)之間還設(shè)有液壓腔，該液壓腔通過設(shè)于其上下方的密封圈密封，并通過心軸上的徑向進(jìn)液孔與心軸中心孔連通，且液壓腔上方的心軸上還設(shè)有徑向泄壓孔，所述徑向泄壓孔也與心軸中心孔連通。
[0006]工作過程為:現(xiàn)場使用時，將井下防噴器串接在鉆井管柱上，進(jìn)行正常鉆進(jìn)。當(dāng)井下環(huán)空有井涌或溢流情況發(fā)生時，導(dǎo)致環(huán)空外與鉆柱內(nèi)形成液壓差，由于在外活塞上作用的管外壓力大于在外活塞上作用的管內(nèi)壓力(通過徑向進(jìn)液孔連通心軸中心孔的液壓腔用以對外活塞產(chǎn)生該反向的管內(nèi)壓力)，同時隨著液壓差的逐漸增大，到一定時候原本限位外活塞和心軸的銷釘被剪斷，從而液壓力推動外活塞往下移動，外活塞推動推力環(huán)，推力環(huán)推動膠筒，膠筒膨脹從而封隔柱環(huán)空，由于鎖齒環(huán)只能向下(向膠筒方向)單向移動，從而將膨脹后的膠筒鎖住，從而使膠筒保持封隔柱環(huán)空狀態(tài)。當(dāng)外活塞移動到一定位置，泄壓孔打開連通心軸中心孔與環(huán)空，在環(huán)空注入重泥漿實(shí)行壓井作業(yè)，通過泄壓孔進(jìn)行重泥漿循環(huán)，另一方面在地面關(guān)閉井口防噴器，從而實(shí)現(xiàn)控壓防噴作業(yè)。
[0007]作為選擇，所述心軸兩端還分別各自螺紋連接上接頭和下接頭，所述膠筒限位于推力環(huán)與下接頭之間。
[0008]上述方案中，上下接頭用以串接在鉆井管柱，膠筒限位于推力環(huán)與下接頭之間，由此能夠被推力環(huán)推動擠壓膨脹從而封隔柱環(huán)空。
[0009]作為進(jìn)一步選擇，所述心軸周向外側(cè)具有臺階，鎖齒環(huán)一端靠在該臺階上，另一端靠在膠筒上。
[0010]作為另一進(jìn)一步選擇，所述膠筒外徑大于外活塞外徑、推力環(huán)外徑、以及下接頭的最大外徑。
[0011]上述方案中，較大的膠筒外徑使得推力環(huán)移動較小距離即可實(shí)現(xiàn)封隔柱環(huán)空。
[0012]作為另一進(jìn)一步選擇，所述上接頭兩端分別具有鉆井用外螺紋和內(nèi)螺紋，所述外螺紋用以與鉆桿連接，所述內(nèi)螺紋與心軸上端的外螺紋連接。
[0013]作為另一進(jìn)一步選擇，所述下接頭兩端分別具有鉆井用內(nèi)螺紋，其下端內(nèi)螺紋用以與鉆桿連接，上端內(nèi)螺紋與心軸下端的外螺紋連接。
[0014]前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案:如本發(fā)明，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0015]本發(fā)明的有益效果:當(dāng)有井涌或井噴等異常情況出現(xiàn)時，在井下能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉鉆桿內(nèi)外環(huán)空于危險底層之上，并且在關(guān)閉鉆桿內(nèi)外環(huán)空后可進(jìn)行鉆井液的循環(huán)，結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低、可靠性和整體強(qiáng)度高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的鎖齒環(huán)裝配狀態(tài)示意圖；
[0018]其中I為上接頭、2為心軸、3為銷釘、4為密封圈、5為外活塞、6為推力環(huán)、7為鎖齒環(huán)、8為膠筒、9為下接頭、10為泄壓孔、11為進(jìn)液孔、12為中心孔、13為液壓腔、14為鎖齒段、15為臺階。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
[0020]參考圖1所示，一種井下防噴器，包括具有中心孔12的心軸2，活動套于心軸2上端周向外側(cè)的外活塞5，限位套于心軸2下端周向外側(cè)的膠筒8，以及活動套于心軸2周向外側(cè)并設(shè)于外活塞5和膠筒8之間的鎖齒環(huán)7，外活塞5和心軸2之間還設(shè)有銷釘3限位，鎖齒環(huán)7周向外側(cè)還套有推力環(huán)6，推力環(huán)6設(shè)于外活塞5和膠筒8之間并與外活塞5螺紋連接，心軸2上下兩端還分別各自螺紋連接上接頭I和下接頭9，膠筒8限位于推力環(huán)6與下接頭9之間。膠筒8外徑大于外活塞5外徑、推力環(huán)6外徑、以及下接頭9的最大外徑。上接頭I兩端分別具有鉆井用外螺紋和內(nèi)螺紋，外螺紋用以與鉆桿連接，內(nèi)螺紋與心軸2上端的外螺紋連接。下接頭9兩端分別具有鉆井用內(nèi)螺紋，其下端內(nèi)螺紋用以與鉆桿連接，上端內(nèi)螺紋與心軸2下端的外螺紋連接。心軸2周向外側(cè)具有臺階15，該臺階15旁朝向膠筒
8—側(cè)的心軸2周向外側(cè)設(shè)有一段具有鎖齒的鎖齒段14，鎖齒環(huán)7 —端靠在該臺階15上，另一端靠在膠筒8上。參考圖2所示，鎖齒環(huán)7內(nèi)側(cè)與外側(cè)均設(shè)計有鎖齒，鎖齒環(huán)7內(nèi)側(cè)鎖齒與鎖齒段14嚙合，限制鎖齒環(huán)7只能朝向膠筒8單向移動，鎖齒環(huán)7外側(cè)鎖齒與推力環(huán)6內(nèi)側(cè)鎖齒嚙合，限制兩者間不能相對運(yùn)動；外活塞5內(nèi)孔與心軸2外側(cè)之間還設(shè)有液壓腔13，該液壓腔13通過設(shè)于其上下方的密封圈4密封，并通過心軸2上的徑向進(jìn)液孔11與心軸2中心孔12連通，且液壓腔13上方的心軸2上還設(shè)有徑向泄壓孔10，徑向泄壓孔10也與心軸2中心孔12連通。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種井下防噴器，其特征在于:包括具有中心孔的心軸，活動套于所述心軸上端周向外側(cè)的外活塞，限位套于所述心軸下端周向外側(cè)的膠筒，以及活動套于所述心軸周向外側(cè)并設(shè)于所述外活塞和膠筒之間的鎖齒環(huán)，所述外活塞和心軸之間還設(shè)有銷釘限位，所述鎖齒環(huán)周向外側(cè)還套有推力環(huán)，所述推力環(huán)設(shè)于所述外活塞和膠筒之間并與外活塞螺紋連接；所述鎖齒環(huán)內(nèi)側(cè)與外側(cè)均設(shè)計有鎖齒，鎖齒環(huán)內(nèi)側(cè)鎖齒與心軸周向外側(cè)對應(yīng)位置的鎖齒段嚙合，限制鎖齒環(huán)只能朝向膠筒單向移動，鎖齒環(huán)外側(cè)鎖齒與推力環(huán)內(nèi)側(cè)鎖齒嚙合，限制兩者間不能相對運(yùn)動；所述外活塞內(nèi)孔與心軸外側(cè)之間還設(shè)有液壓腔，該液壓腔通過設(shè)于其上下方的密封圈密封，并通過心軸上的徑向進(jìn)液孔與心軸中心孔連通，且液壓腔上方的心軸上還設(shè)有徑向泄壓孔，所述徑向泄壓孔也與心軸中心孔連通。
2.如權(quán)利要求1所述的井下防噴器，其特征在于:所述心軸兩端還分別各自螺紋連接上接頭和下接頭，所述膠筒限位于推力環(huán)與下接頭之間。
3.如權(quán)利要求2所述的井下防噴器，其特征在于:所述心軸周向外側(cè)具有臺階，鎖齒環(huán)一端靠在該臺階上，另一端靠在膠筒上。
4.如權(quán)利要求2所述的井下防噴器，其特征在于:所述膠筒外徑大于外活塞外徑、推力環(huán)外徑、以及下接頭的最大外徑。
5.如權(quán)利要求2所述的井下防噴器，其特征在于:所述上接頭兩端分別具有鉆井用外螺紋和內(nèi)螺紋，所述外螺紋用以與鉆桿連接，所述內(nèi)螺紋與心軸上端的外螺紋連接。
6.如權(quán)利要求2所述的井下防噴器，其特征在于:所述下接頭兩端分別具有鉆井用內(nèi)螺紋，其下端內(nèi)螺紋用以與鉆桿連接，上端內(nèi)螺紋與心軸下端的外螺紋連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種井下防噴器，涉及油氣井的鉆采工具，包括具有中心孔的心軸，活動套于所述心軸上端周向外側(cè)的外活塞，限位套于所述心軸下端周向外側(cè)的膠筒，以及活動套于所述心軸周向外側(cè)并設(shè)于所述外活塞和膠筒之間的鎖齒環(huán)，所述外活塞和心軸之間還設(shè)有銷釘限位，所述鎖齒環(huán)周向外側(cè)還套有推力環(huán)；所述外活塞內(nèi)孔與心軸外側(cè)之間還設(shè)有液壓腔，該液壓腔心軸上的徑向進(jìn)液孔與心軸中心孔連通，且液壓腔上方的心軸上還設(shè)有徑向泄壓孔，所述徑向泄壓孔也與心軸中心孔連通。本發(fā)明在井下能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉鉆桿內(nèi)外環(huán)空于危險底層之上，并且在關(guān)閉鉆桿內(nèi)外環(huán)空后可進(jìn)行鉆井液的循環(huán)的井下防噴器。
【IPC分類】E21B33-06
【公開號】CN104775785
【申請?zhí)枴緾N201510201280
【發(fā)明人】陳勇, 楊迎新, 況雨春, 林鐵軍, 練章華, 趙峰, 任海濤, 陳煉, 萬里平, 劉恩斌, 周謐, 張穎, 于浩
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月24日