[發明專利]可控摩阻式油管內防噴塞及防噴方法

無效

• 申請號: 201010255412.1
• 申請日: 2010-08-17
• 公開（公告）號: CN101899961A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 孫虎;鄧繼學;劉培潤;馬信生;趙國興;高紅平;陳志;趙小充
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 鮑燕平

技術領域

本發明屬于石油天然氣行業，涉及鉆井及井下作業下鉆過程中管柱內防噴技術，確切講是可控摩阻式油管內防噴塞及防噴方法。

背景技術

在鉆井或井下作業的起下鉆過程中，會遇到井涌或井噴現象，通常在管柱頂端采用防噴旋塞，或在鉆具的底部采用防噴擋板的方式進行預防和控制井噴，這兩種方式都沒有從根本上解決井涌或井噴及井口操作人員氣體中毒的問題。

采用安裝在管柱頂部的油管旋塞，當發生井涌或井噴時，在井內噴出液流的沖擊下，就很難安裝到井口上，往往使井失控，發生井噴事故。下鉆過程中因油管暢開，井內液體中溶解有毒有害氣體，致使井口操作人員發生氣體中毒的人身傷害事故。

采用油管內防噴擋板，是在下鉆時，提前與施工工具連接好后下入到井內，因油管底部是堵死的，入井時要排出大量的井內液體，壓裂施工時，要灌入大量的清水，該防噴擋板的價格也高，并且要進行打擋板作業工藝，增加了工序，增加了施工成本，沒有得到大量的推廣應用。

而可投入式油管堵塞器對于直井而言，可以投到壓裂施工鉆具水力錨的頂部進行坐封，但當用大叢式井，亦即大斜度井上，該堵塞器投不下去，過不了液面，就會在液面坐封，有的過了液面，但到不了水力錨頂部，達不到設計防噴的工藝原理要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種安全性好、成本低、使用方便的可控摩阻式油管內防噴塞及防噴方法。

本發明的目的是這樣實現的，可控摩阻式油管內防噴塞，其特征是：防噴塞體包括空腔殼體和連接在空腔殼體一端的單向閥快速接頭，空腔殼體外形為長圓柱體，柱桿在空腔殼體中心軸線位置，中心軸線位置外側為空腔體，空腔體與空腔殼體外壁之間有膠盤，膠盤內側向內鼓肚，膠盤外側與空腔殼體外壁有間隙，間隙內均布有直徑為0.5-27mm的鋼絲；使用時，單向閥快速接頭連接氣壓或油壓，通過單向閥快速接頭向空腔體內充以氣壓或油壓，調整空腔殼體外臂直徑，保證井噴時不能將油管內的防噴塞體噴出井外。

所述通過單向閥快速接頭向空腔體內充以氣壓或油壓，調整摩察阻力的大小，是根據伯努利方程，沿程阻力的計算公式進行計算；因摩阻力要小于作用在油管壁上的壓力，給塞子內充滿的壓力要根據防噴塞與油管的摩擦系數來確定，其值為井噴時的液流阻力×安全系數÷摩擦系數。

可控摩阻式油管內防噴塞的防噴方法：在下鉆時，將可控摩阻式油管內防噴塞直接安裝在油管內，當鉆具一直向井內下入時，由于油套環空與油管是連通的，形成了U形管結構，下入鉆具時，當可控摩阻式油管內防噴塞與油管的摩擦阻力大于套管內液體的回壓時，套管內會排出幾十米的液柱，管柱繼續下入，油套環空形成壓差，壓差大于或等于油管內可控摩阻式油管內防噴塞與油管形成的摩擦阻力，此時可控摩阻式油管內防噴塞在壓差的作用下，自動上浮，在井內將保持一定的高度。

當發生井噴時，液流會與油套環空形成液流摩阻，摩阻力會通過液體的傳壓作用，傳壓在可控摩阻式油管內防噴塞上將其向外頂出；當液流摩阻小于可控摩阻式油管內防噴塞與油管摩阻時，即使油套環空發生井噴也不會將可控摩阻式油管內防噴塞噴出井外；當井噴液流量增大，其液流摩阻大于可控摩阻式油管內防噴塞在油管內形成的摩阻時，則可能將可控摩阻式油管內防噴塞排出井外。

本發明的優點是：由于本發明通過單向閥快速接頭向空腔體內充以氣壓或油壓，單向閥快速接頭連接氣壓或油壓，通過單向閥快速接頭向空腔體內充以氣壓或油壓，調整空腔殼體外臂直徑，達到調整摩察阻力的大小，調整摩察阻力根據伯努利方程，沿程阻力的計算公式進行計算。應用摩擦阻力系數為一常數這個特點，只要增加可控摩阻式油管內防噴塞對油管的壓力，就可以調整摩擦力，根據井深及油套環空的面積，以及井噴的排量就可以計算出摩擦阻力。保證井噴時不能將油管內的防噴塞體噴出井外。

本發明所采取的原理和方法與以前的油管防噴塞不同，該油管內防噴器作用在油管內液體的液面上，既不是在油管的頂部也不在油管的下部，它是利用可調控摩擦阻力的油管塞。

附圖說明

下面結合實施例附圖對本發明作進一步說明：

圖1是本發明的實施例結構示意圖；

圖2是本發明的工藝原理示意圖。

圖中：1、油管；2、環形防噴器；3、閘板防噴器；4、套管閥門；5、套管；6、油套環空；7、可控摩阻式油管內防噴塞；8、油套液位差；9、空腔殼體；10、單向閥快速接頭；11、柱桿；12、膠盤；13、間隙；14、鋼絲。

具體實施方式