[发明专利]一种电控压缩式井下防喷器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电控压缩式井下防喷器；属石油钻井设备领域。

背景技术

在石油天然气勘探开发中，当钻井液柱的压力不能与地层流体的压力相平衡时，就会出现溢流和井涌，此时若不加以控制，就会导致井喷事故，造成巨大的人员伤亡和经济损失。当发现井涌、井喷征兆时，快速高效的进行关井和压井作业是有效减少井喷失控事故的重要保证。

目前石油钻井中通常采用的防喷技术和设备是井口防喷器组，这种防喷技术会使地层流体过多地进入井筒钻井液中，井口关井后套压很高，给井控作业造成过高的风险。采用井下防喷器能在井下实现早发现早关井，能降低井控风险、更有利于井控作业。但是目前国内外并没有较为成熟的井下防喷器技术和设备，一方面是由于其相配备的电子控制系统制约了其发展，另一方面是其多是通过做业机上拉下放钻柱，或者投球的方式实现井下防喷器的防喷和解封，这种方式往往需要时间长反应，不能实现快速防喷。 

1974年由美国科学家研制了一种钻柱内井下防喷器该井下防喷器的特点是：井下防喷器设有与钻具相通的压力腔，压力腔内设有不允许液体反向流动的单向阀。此防喷器属于钻柱内封隔，钻柱外环空不封隔。

1983年，美国科学家Jobn M. Bednar研发了一种插板阀井下防喷器，其主要特点是：钻杆声波传递控制信号、电动螺旋机构作为动力源、插板封隔钻柱、可膨胀封隔器封隔环空、并设计有失效解决备用方案。缺点是：封隔位置之上无循环通道、插板阀不能够承受高压。

其后1986年，挪威科学家开发了一种旋塞阀井下防喷器，主要特点是：用泥浆脉冲传递控制信号、用电磁阀控制流道开启与关闭、钻井液作为动力源、旋塞阀封隔钻柱、可膨胀封隔器封隔环空。缺点是解封后旋塞阀不能打开，不能建立正常循环。

近些年以来，国内科研机构也对井下钻井防喷器技术进行了深入研究，且已开发出了产品，但经现场试验证明，其技术方案多是通过作业机上提拉力或旋转管柱实现坐封和解封，而液压坐封方式容易造成接头部件的径向变形，缩短防喷器的使用寿命。使用剪切销钉实现胶筒压缩，使用一次之后防喷器即失效。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种可利用电机的输出扭矩来实现自动防喷和及时解锁，并能实现井下防喷器电控的电控压缩式井下防喷器。

本发明的技术方案是：

一种电控压缩式井下防喷器，包括上中心管、下中心管、环形力矩电机、上接头、下接头和卡瓦，其特征在于：上中心管上设置有泥浆过流轴，泥浆过流轴一端通过电机固定壳装有环形力矩电机，所述环形力矩电机由转动输出轴、电机定子和电机转子构成，转动输出轴套装在上中心管上，转动输出轴与泥浆过流轴螺纹连接，电机定子安装在转动输出轴上，电机定子与转动输出轴之间装有电机转子，电机转子与转动输出轴啮合连接；上中心管的一端通过电机固定壳螺纹安装有上接头，上接头上设置有单向阀，上中心管的另一端安装有下中心管，下中心管与上中心管螺纹连接；泥浆过流轴上通过花键套筒安装有滑动套筒，滑动套筒一侧的泥浆过流轴上装有花键滑块，花键滑块与滑动套筒螺纹连接；泥浆过流轴通过其表面的外螺纹与花键滑块螺纹连接；花键套筒与电机固定壳之间设置有连接套筒，连接套筒分别与电机固定壳和花键套筒螺纹连接；滑动套筒一侧的下中心管上通过隔环A和隔环B间隔状安装有胶筒A、胶筒B和胶筒C，胶筒C一侧的下中心管上通过椎体座安装有椎体，下中心管的端头螺纹安装有下接头；下接头一侧的下中心管上通过压簧安装有卡瓦座，卡瓦座上装有卡瓦，椎体与卡瓦楔合连接。

所述的上中心管一端中心孔内设置有封堵板，封堵板两侧的管壁上对称状设置有泥浆过流槽A和泥浆过流槽B。

所述的泥浆过流轴上设置有与过流槽A和过流槽B对应的泥浆过流通槽。

所述花键套筒的内侧设置有限行槽。

本发明的优点在于：