[發明專利]一種帶自動關閉位保持功能的閘板防噴器及其防噴方法

在審

• 申請號: 201811447465.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109267959A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 周清華
• 申請（專利權）人: 美鉆深海能源科技研發（上海）有限公司;美鉆石油鉆采系統工程（上海）有限公司
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06;E21B34/02
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;劉琰

本發明提供一種帶自動關閉位保持功能的閘板防噴器，用于防止井噴，包含：閘板防噴器本體，與井口連接，防噴器的開啟口和關閉口分別與防噴器控制系統的對應油口連接；兩個完全相同的液控單向閥、兩個完全相同的壓力傳導裝置，均與所述閘板防噴器本體連接。液控單向閥利用單向限流功能，通過與開啟口和關閉口油路連通，實現閘板防噴器閘板的開關和閘板防噴器關閉位自動保持；壓力傳導裝置通過將井筒環空壓力傳導給閘板防噴器的閘板關閉腔，實現閘板防噴器關閉位自動保持。本發明還包括所述防噴器的防噴方法。本發明的閘板防噴器能夠在防噴器關閉液壓壓力喪失的情況下，自動保持井口閘板處于關閉位，防止井噴，無需人為干預,具有很好的推廣價值。

技術領域

本發明涉及石油天然氣鉆井和采油安全設備技術領域，具體是一種帶關閉位自動保持功能的閘板防噴器。

背景技術

閘板防噴器，是石油天然氣工業中鉆井設備的關鍵設備之一，其主要作用是在油田的完井作業、修井作業和起下油管作業、采油、試油過程中，阻止地層高壓氣帶原油和水形成井涌和井噴，是一種安裝在井口的防止井涌、井噴的安全密封裝置。

現有的閘板防噴器普遍采用鎖緊裝置(包括手動鎖緊桿、液壓鎖緊裝置等)對防噴器關閉時進行鎖緊，以保持防噴器一直處于關閉狀態。這種情況下，如果出現人為的忘記對閘板防噴器鎖緊裝置進行鎖緊操作，存在一個很大的風險就是閘板防噴器關閉狀態有可能會失效(如液壓油源壓力下降、液壓油管路泄漏等)，此時如果井筒壓力增加，極有可能導致閘板被井筒壓力頂開，隨之閘板防噴器封井作用喪失，造成井噴等嚴重事故。

發明內容

本發明的帶自動關閉位保持功能的閘板防噴器，可以代替傳統的閘板防噴器鎖緊裝置來保持閘板關閉狀態。在人為因素忘記鎖緊閘板防噴器或者油井開關控制系統管路泄漏導致鎖緊失效時，防止發生嚴重的井噴事故。

為了達到上述目的，本發明提供了一種帶自動關閉位保持功能的閘板防噴器，連接在油井井口上，并連接防噴器控制系統的開啟口和關閉口，用于防止井涌井噴，包含：閘板防噴器本體，和與所述閘板防噴器本體連接的兩個完全相同的液控單向閥、兩個完全相同的壓力傳導裝置；

所述閘板防噴器本體包含：井筒壓力腔，與井口連通，傳遞油井井液壓力；兩個完全相同的活塞腔，對稱設置在井筒壓力腔兩端，并與井筒壓力腔封隔；

所述活塞腔內設有活塞，所述活塞第一端位于活塞腔內，將活塞腔封隔為關閉腔和開啟腔；所述開啟腔與井筒壓力腔相鄰；活塞第二端連接有閘板；所述閘板位于井筒壓力腔內，用于關閉井口；開啟腔與開啟口油路連接；關閉腔與關閉口油路連接；

所述關閉腔與關閉口之間設有一個液控單向閥；所述液控單向閥油路連接關閉腔和關閉口，保證液壓油只能從關閉口流入關閉腔；液控單向閥通過單向限流功能關閉油井并防止關閉腔液壓油返回控制系統；液控單向閥還通過單向限流功能實現閘板關閉位自動保持；

所述關閉腔和井筒壓力腔之間設有一個壓力傳導裝置，所述壓力傳導裝置內部設有比例活塞，將壓力傳導裝置封隔為壓力輸入腔和壓力輸出腔；所述壓力輸入腔與井筒壓力腔連接，所述壓力輸出腔和關閉腔油路連接；壓力傳導裝置通過壓力傳導功能實現關閉腔始終保持壓力狀態，從而實現關閉位自動保持。

所述液控單向閥還通過單向限流功能關閉油井，具體是指，關閉口的液壓油流入關閉腔，關閉腔內壓力增大，推動活塞帶動閘板向井筒中心移動，開啟腔內的液壓油從開啟口流回防噴器控制系統油箱，兩端防噴裝置的閘板對合，實現關閉井口。

所述液控單向閥還通過單向限流功能實現閘板關閉位自動保持，具體是指，由于液控單向閥的單向限流功能，即使關閉口停止供油，關閉腔的液壓油無法自行沿原管路排出，保持關閉腔內的關閉壓力處于有效狀態，活塞不發生移動，從而實現閘板的關閉位置自動保持。