[發明專利]一種液動式雙層管雙梯度井下防噴閥

有效

• 申請號: 202110703992.4
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113445962B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 唐洋;趙鵬;王國榮;李炎軍;李緒深;李澤良;王遠;趙金海;熊浩宇;徐一龍;倪申童;劉和興;馬傳華
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（湛江）
• 主分類號: E21B34/08
• 分類號: E21B34/08
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄

本發明涉及一種液動式雙層管雙梯度井下防噴閥，該井下防噴閥主要由上接頭、下接頭，安裝于上、下接頭之間的中間套管，安裝于中間套管上的擠壓板，上閥座、下閥座，安裝于上、下閥座之間的球閥驅動裝置，安裝于球閥驅動裝置上的過流管，安裝于下接頭上的膠筒組成。雙層管內管封堵結構主要由上、下閥座、球閥、球閥驅動裝置組成。球閥驅動裝置由驅動滑套、偏心銷組成。本發明的有益效果是可實現在發現井底發生井涌、井噴時實現對雙層管內外管環空通道、內管通道的可控同時封堵；封堵效果穩定，封堵效果不受井底壓力波動影響，保證雙層管雙梯度控壓鉆井的安全；在壓井完成，井涌、井噴得到控制后，防噴閥可重新開啟保證鉆井的正常進行。

技術領域

本發明涉及到雙層管雙梯度控壓鉆井技術領域，具體涉及一種液動式雙層管雙梯度井下防噴閥。

背景技術

海洋天然氣水合物因其能量密度高，儲量巨大而被視為未來主要的的替代能源，是世界能源開發的熱點方向，在我國南海蘊藏的豐富的油氣及天然氣水合物資源，其大多儲藏在深水海域中，在此海域內鉆井需要面對深水鉆井作業壓力窗口狹窄、易漏產層、海床疏松表層安全鉆進及海底淺層水合物層漏失壓力低等難題，而雙層管雙梯度鉆井控壓技術有望解決上述問題。

在雙層管雙梯度控壓鉆井作業中，鉆至淺層氣儲層時極易發生井侵、溢流甚至井噴等危險工況，如果這些危險工況得不到及時控制，會造成重大人員傷亡、經濟損失及環境污染。為了有效避免上述情況發生，需要針對雙層管的結構設計一種井下防噴裝置，實現對井噴等危險工況的快速響應與控制，從而保障雙層管雙梯度控壓鉆井安全作業。

而現有的針對雙層管結構的防噴裝置存在的問題有：

(1)防噴裝置由一組分開的防噴閥構成，分別對雙層管環空通道，雙層管內管通道進行封堵，使用時需要分別開啟，當危險工況發生時，不能夠同時對雙層管環空、雙層管內管通道進行封堵。

(2)現有針對雙層管的防噴裝置利用的是井噴時與正常鉆進時的壓力差作為驅動力，需要在內管通道設置具有較大的受力面的分隔板，使內管通道變小，嚴重影響內管中巖屑的運移。

(3)現有針對雙層管的防噴裝置利用的是井噴時與正常鉆進時的壓力差作為驅動力，當井底壓力波動時會導致防噴裝置時開時閉，會出現封堵不嚴，封堵效果較差的后果。

(4)傳統井底防噴裝置在關閉之后無法開啟，需要回收更換零部件，使用不夠方便。

發明內容

為了解決上述問題，本發明專利提供一種液動式雙層管雙梯度井下防噴閥，本發明以液壓驅動作為驅動力，同時在中間套管與下接頭之間安裝有膠筒，利用在海面下放的液壓管線連接在中間套管的注入口Ⅰ、注入口Ⅱ、通過改變液壓油的注入方式改變球閥驅動裝置沿軸向的運動方向，實現球閥的轉動，通過改變液壓油的注入方式控制膠筒是否受壓，進而實現對雙層管內管以及雙層管內外管環空的同時自主封堵，解決了傳統防噴裝置需要分別開啟、無法同時封堵的問題；同時液壓驅動球閥封堵的結構能夠在內管中保留足夠大的通徑供巖屑運移，能夠解決傳統雙層管防噴裝置中巖屑運移困難的問題；當球閥完成封堵后，井底壓力的波動不會影響雙層管內管以及內外層環空通道的封堵效果，解決了現有防噴裝置會在井底壓力波動時時開時閉，封堵效果較差的問題，當通過壓井等方式使井底壓力降低之后，改變液壓油的注入方式可使防噴閥重新開啟，可使鉆井繼續進行。解決了傳統井下防噴裝置關閉之后需要手動開啟或更換零件的問題，達到可重復使用的目的。