[實用新型]一種壓縮膨脹滑套式井下防噴器

有效

• 申請號: 201220193291.7
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN202645490U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 王果;陶興華;牛新明;曾義金;郭瑞昌;劉鵬;范宏康;白彬珍;胡彥峰;劉建華;張仁龍
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本實用新型屬于石油鉆井領域，具體涉及一種壓縮膨脹滑套式井下防噴器，用于石油鉆井過程中鉆遇高壓地層，需要進行井筒內封隔鉆柱與環空，實施井控作業。

背景技術

目前的防噴器主要有常規防噴器(閘板防噴器、環形防噴器)和鉆桿內防噴器，對于常規地面防噴器，只對井口鉆桿外部環形空間進行防噴，或是剪斷鉆桿全封，目前技術能滿足防噴要求，但是井口套壓高，井控風險大，如果控制不好，往往會造成井噴等嚴重后果；內防噴器只對鉆桿內部進行封閉防噴，屬于純機械性產品，不受其他因素的影響，但沒有解決環空的封閉問題，同樣需要啟動關井程序。

石油鉆井過程中經常會鉆遇到高壓地層，特別是深井超深井或淺層氣地層，石油鉆井井控封井通常采用井口防噴器，這種方式會使地層流體過多的進入井筒鉆井液中，井口關井后套壓很高，給井控作業造成過高的風險，因此采用井下早期關井，即采用井下防噴器關井，更有利于井控壓井作業。目前，國內外都沒有井下防噴器的成熟的技術和設備。外國雖然有專利出現，但沒有得到推廣應用，主要是因為在封隔井筒環空時，橡膠膨脹后不能鎖定，進而不能有效封隔環空，封隔位置之上不能實施循環壓井作業，不能實現井下防噴的功能。

具體來說，美國專利US4712613A提出了旋塞閥井下防噴器，但只有原理方案，沒有研制樣機。它的主要特點是：用泥漿脈沖傳遞控制信號、用電磁閥控制流道開啟與關閉、鉆井液作為動力源、旋塞閥封隔鉆柱、可膨脹封隔器封隔環空。它的缺點是解封后旋塞閥不能打開，不能建立正常循環。

美國專利US4367794A提出了插板閥井下防噴器，但只有原理方案，沒有研制樣機。它的主要特點是：鉆桿聲波傳遞控制信號、電動螺旋機構作為動力源、插板封隔鉆柱、可膨脹封隔器封隔環空、并設計有失效解決備用方案。它的缺點是：封隔位置之上無循環通道、插板閥不能承受高壓、封隔器與環空保持暢通。

挪威科技工業學院和挪威科技工業大學于上個世紀90年代至2001年期間提出了提升閥井下防噴器(美國專利US5404953A)，給出了原理方案，研制了試驗樣機，在模擬井上進行了試驗，之后未見新的進展。它的主要特點是：泥漿脈沖傳遞控制信號、電動機械控制機構作為動力源、提升閥封隔鉆柱、可膨脹封隔器封隔環空。它的缺點是封隔器不能鎖定。

西南石油大學申請了兩個專利：200910312467提升閥式井下內外一體式防噴器和201020037531提升閥式井下內外一體式防噴器，但只有原理方案，無樣機，與US5404953A中給出的原理相同，缺點是封隔器不能鎖定。

綜上所述，提閥式井下防噴器國外進行過研究，并有專利出現，但存在以下不足：

(1)關井過程中橡膠體膨脹后不能鎖定，即不能有效關井或不能承受較高的關井壓力；

(2)信號傳輸方式的可靠性不夠。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種壓縮膨脹滑套式井下防噴器，在隨鉆鉆遇高壓地層時即可通過機械方式實現井下關井作業并能鎖定，關井后處理完關井上部的受侵鉆井液后，再解封，繼續實施鉆井作業，這樣達到安全快速的井控作業和鉆井作業的目的。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種壓縮膨脹滑套式井下防噴器，其連接在鉆柱上，包括本體1，所述本體1為圓筒結構；在所述本體1的外壁上裝有封隔體，在所述本體1的內腔中裝有內滑套3；

所述封隔體從上至下依次包括上膠筒6、中心滑塊5、下膠筒4和液壓缸2；所述上膠筒6套在所述本體1外，并且其上端固定在所述本體1的外壁上；所述中心滑塊5套和所述下膠筒4都套在所述本體1外；所述下膠筒4的下端固定在液壓缸2上，例如可以采用澆注的方式；

所述液壓缸2安裝在本體1的外壁上；所述液壓缸2的缸體包括上缸體和下缸體；

在所述本體1的壁上開有循環孔9，所述循環孔9位于所述上膠筒6的上方；

在所述本體1的壁上開有座封孔13和解封孔15，所述座封孔13將上缸體與本體1的內腔連通，所述解封孔15將下缸體與本體1的內腔連通；

所述內滑套3控制循環孔9、座封孔13和解封孔15的開啟與關閉。

所述中心滑塊5為兩端均為楔形的剛性件，其上端插入上膠筒6的下端內，其下端插入下膠筒4的上端內；所述下膠筒4能夠推動中心滑塊5向上運動，使所述中心滑塊5進一步插入所述上膠筒6內，同時下膠筒4沿中心滑塊5的外表面向上移動，最終實現上膠筒6和下膠筒4在中心滑塊5上的層疊擠壓，達到密封環空的效果。