[實(shí)用新型]一種石油天然氣鉆井防噴器中應(yīng)用的抗硫剪切閘板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020589613.0
• 申請(qǐng)日: 2010-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN201826806U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚胥源;朱克兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): E21B33/06
• 分類號(hào): E21B33/06
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種石油天然氣鉆井防噴器中應(yīng)用的抗硫剪切閘板。

背景技術(shù)

鉆井防噴器是一種石油天然氣勘探、開采鉆井過(guò)程中采用的安全設(shè)備，其主要作用是防止地層流體進(jìn)入井眼涌出地面。地層流體一旦失去控制，就可能發(fā)生井涌或井噴失控。井噴失控會(huì)使井下情況復(fù)雜化，無(wú)法進(jìn)行正常鉆井作業(yè)甚至損壞鉆井設(shè)備，破壞石油資源，污染自然環(huán)境并危及鉆井人員和油氣井的安全。要有效地控制井噴，必須使用防噴器；當(dāng)需要時(shí)防噴器可封閉井口迅速控制井筒頂部，保證鉆井人員和鉆井設(shè)備的安全。隨著石油、天然氣勘探開發(fā)形勢(shì)的發(fā)展，閘板防噴器已成為鉆井使用的井控設(shè)備中必不可少的一種。

鉆井防噴器基本原理是利用兩塊可相向運(yùn)動(dòng)的閘板向中心抱住鉆桿，與防噴器本體形成密封，防止地層流體噴出。特殊情況下采用剪切閘板，向中心運(yùn)動(dòng)直接剪斷鉆桿后形成密封。

剪切閘板需要剪斷的鉆桿材料按機(jī)械性能不同分為E-75、X-95、G-105、S-135幾個(gè)不同級(jí)別，E-75屈服強(qiáng)度為517~724MPa抗拉強(qiáng)度大于689MPa，而S-135屈服強(qiáng)度為931~1138MPa抗拉強(qiáng)度大于1000MPa。這就要求剪切閘板的刀口要有足夠高的硬度和強(qiáng)度。

因此要實(shí)現(xiàn)剪切閘板的功能，即剪斷鉆桿后形成密封，就要求剪切閘板：刀口有足夠的強(qiáng)度和硬度，保證能剪斷各鋼級(jí)的鉆桿。刀口具有一定的韌性，保證刀口使用壽命較長(zhǎng)。閘板結(jié)構(gòu)要能滿足剪斷鉆桿后形成較好的密封。

國(guó)產(chǎn)剪切閘板主要采取兩種結(jié)構(gòu)形式：一是淬硬刀口，另一是裝配刀口。淬硬刀口形式剪切閘板整體采用滲碳鋼制造，閘板刀口外形加工出之后采用表面滲碳硬化獲得。裝配式刀口形式采用高強(qiáng)度材料加工成刀片，例如淬火態(tài)的冷作模具鋼（4Cr5MoSiV），采用等溫淬火處理使刀口達(dá)到較高硬度，再將刀片裝配到采用低合金鋼制作的閘板上。剪切閘板從刀片形狀又可分為雙V?形刀、單V?形刀、單V?形刀加直刀等等。

兩種結(jié)構(gòu)形式的剪切閘板存在以下缺點(diǎn)，如：

（1）淬硬刀口的滲碳淬硬層較薄，硬度相對(duì)不高，剪切能力不強(qiáng)。

（2）淬硬刀口的滲碳層存在較高的淬火應(yīng)力，易在剪切后產(chǎn)生裂紋，剪切壽命不強(qiáng)。

（3）裝配刀口制造繁瑣，成本高。?

（4）裝配刀口采用的高強(qiáng)度材料硬度HRC50，在硫化氫或二氧化碳等酸性環(huán)境下，易發(fā)生低應(yīng)力脆裂。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種剪切閘板結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)剪切閘板堆焊成型，克服淬硬刀口和裝配刀口的缺點(diǎn)，剪切能力強(qiáng)，剪切壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)更便捷，并能在含硫化氫或二氧化碳等酸性環(huán)境下使用。?

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種石油天然氣鉆井防噴器中應(yīng)用的抗硫剪切閘板，包含剪切下閘板體及剪切上閘板體，其中，所述的剪切下閘板體包含堆焊鈷基合金的下刀口，其設(shè)置在剪切下閘板體的中部；所述的剪切下閘板體的上表面設(shè)置剪切下閘板體頂密封槽，該頂密封槽用于放置下刀口膠芯，從而構(gòu)成剪切下閘板體頂密封；

所述的剪切上閘板體包含堆焊鈷基合金的上刀口，其設(shè)置在剪切上閘板體的中部；所述的剪切上閘板體的上表面設(shè)置剪切上閘板體頂密封槽，該頂密封槽用于放置上刀口膠芯，從而構(gòu)成剪切上閘板體頂密封。???

上述的石油天然氣鉆井防噴器中應(yīng)用的抗硫剪切閘板，其中，所述的下刀口呈V型，而所述的上刀口呈直線型。

上述的石油天然氣鉆井防噴器中應(yīng)用的抗硫剪切閘板，其中，在所述上刀口的后方還設(shè)置有前密封槽，該前密封槽用于放置前密封膠芯，以構(gòu)成前密封。

上述的石油天然氣鉆井防噴器中應(yīng)用的抗硫剪切閘板，其中，所述的剪切下閘板體頂密封槽與上閘板體頂密封槽完全對(duì)稱，呈半圓形，且二者的接觸面完全吻合。?

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，經(jīng)濟(jì)性較好。

（2）剪切上閘板體及剪切下閘板體的刀口部位均堆焊了鈷基硬質(zhì)合金，具有較高的硬度、強(qiáng)度、韌性，剪切能力較強(qiáng)，剪切壽命較長(zhǎng)，且在硫化氫或二氧化碳等酸性環(huán)境下不易被破壞。

（3）V型刀口與平行刀口的結(jié)合，剪斷鉆桿過(guò)程中，鉆桿剪切截面在三個(gè)部位同時(shí)有剪切力作用，能快速剪斷閘板，同時(shí)使斷后的兩段鉆桿快速分開。

（4）剪斷鉆桿后，兩段鉆桿分離，剪切下閘板體與剪切下閘板體并和，前密封膠芯在上刀口的保護(hù)下，與下閘板形成前密封。剪切下閘板體與剪切下閘板體的頂密封膠芯與防噴器殼體密封面形成頂密封。上下閘板體的頂密封膠芯的前端面接觸、擠壓，與頂密封、前密封形成密封一起實(shí)現(xiàn)完全封閉井口。

附圖說(shuō)明