[發明專利]通過鉆桿變速控制的井下回壓閥及控制方法

在審

• 申請號: 201810219355.8
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108468531A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 陳燕;楊清海;王斌;李權;姜領
• 申請（專利權）人: 江蘇航天鴻鵬數控機械有限公司
• 主分類號: E21B34/12
• 分類號: E21B34/12
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

本發明公開一種通過鉆桿變速控制的井下回壓閥及控制方法，控制方法如下：a、將井下回壓閥上下端連接套管連入管串中；b、將步驟a中連接完成的管串下入井中，當需要控制井下回壓閥時，在井架上操作井下管串進行一定規律的上提、下放操作；c、井下回壓閥進行開關動作。本發明所公開的通過鉆桿變速控制的井下回壓閥及控制方法，能夠實現在地面通過上提、下放管柱的方式向井下回壓閥傳達控制指令，從而實現遠程控制井下回壓閥，該方法同時滿足遠程控制、操作簡單、開關可靠的要求，可有效避免現有技術彈簧易腐蝕，堵塞，可靠性不高的問題。

技術領域

本發明涉及油氣田鉆井技術領域，具體是一種通過鉆桿變速控制的井下回壓閥及控制方法。

背景技術

在下管柱及井下施工作業過程中，在遇到井下異常高壓油氣地層時，如果井底壓力低于地層壓力，就會引起溢流甚至井噴等井下復雜情況；此時為了避免此類井下復雜情況發生，通常在井下管柱下端安裝回壓閥，防止地層流體向上進入管柱內。目前井下通用的回壓閥采用浮球式，依靠彈簧的彈性支撐球體實現自動開啟和關閉。這種回壓閥在井下使用中最大的問題就是可靠性不高，因為彈簧本身易生銹，影響本身彈性性能，同時井下環境中雜質多，容易在彈簧附近堆積，影響彈簧的伸縮，這些隱患會直接影響到回壓閥的使用效果，進一步影響到下管柱及井下施工作業過程的安全性。

發明內容

發明目的：本發明的目的是針對目前技術中的不足，提供一種通過鉆桿變速控制的井下回壓閥及控制方法，該方法同時滿足遠程控制、操作簡單的要求。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供一種通過鉆桿變速控制的井下回壓閥及控制方法，控制方法如下：

a、將井下回壓閥上下端連接套管連入管串中；

b、將步驟a中連接完成的管串下入井中，當需要控制井下回壓閥時，在井架上操作井下管串進行一定規律的上提、下放操作；

c、井下回壓閥進行開關動作；

所述井下回壓閥包括上接頭、密封圈、電機外殼體、電機內殼體、聯接套、井下電池、電機轉子、井下電路板、井下加速度傳感器、下接頭、外套筒、球座和隔離球，上接頭與外套筒螺紋連接；電機內殼體套接在電機外殼體內，電機內殼體與電機外殼體之間通過兩端的密封圈構成密閉空間，井下電池、井下電路板和井下加速度傳感器安裝于其中；聯接套與電機內殼體通過螺紋絲桿方式連接，電機轉子與聯接套通過螺紋聯接，當電機轉子旋轉時，聯接套可與電機轉子一起旋轉，電機內殼體可在螺紋絲桿的配合下，沿電機轉子軸線方向向上運動；球座位于外套筒內部，為一圈環形凸起，隔離球與電機內殼體為一體，隔離球連接在電機內殼體上端，位于球座和電機內殼體之間，電機內殼體上端穿過上接頭內孔延伸入外套筒內，電機內殼體管壁均勻設置有至少兩個流通孔，流通孔貫穿電機內殼體管壁。

作為本方案的一種改進，所述井下電路板中內置有指令轉化程序，設定向下的加速度為正值，向上的加速度為負值，同時消除掉重力加速度的影響，只考慮井下管串上提、下放操作產生的加速度；單位時間內，井下回壓閥內置的井下加速度傳感器監測到井下管串下放產生的向下加速度大于閾值，設為“1”；當井下管串上提或靜止時，單位時間內，監測到井下管串產生的向下加速度會小于閾值，設為“0”。

作為本方案的一種改進，步驟b中，在井架上操作井下管串進行一定規律的上提、下放操作后，步驟c中井下回壓閥內置的井下加速度傳感器接收到管串加速度變化情況后，把接收的信號送給井下電路板進行信號處理及識別，提取出有數字“1”和“0”組成的二進制數字信號，如果識別的信號與井下電路板內置的指令不匹配，井下回壓閥不動作；如果識別的信號與井下電路板內置的指令匹配，則井下電路板控制井下電池供電，電機轉子轉動。

作為本方案的一種改進，所述球座內孔直徑小于隔離球直徑，球座內孔與隔離球接觸部分經過倒圓處理。

作為本方案的一種改進，所述隔離球表面經過磨砂處理。