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一种安装有井下防喷器的钻柱
    【技术领域】
     本实用新型涉及一种油气田钻井过程中发生井涌、 井喷时的防喷技术。背景技术 在石油勘探和油田开发的各项任务中， 钻井起着十分重要的作用， 诸如寻找和证 实含油气构造， 获得工业油流， 探明已证实的含油气构造的含油气面积和储量， 取得有关油 田的地质资料和开发数据， 最后将原油从地下取到地面上来等等 无一不是通过钻井来完 成的， 钻井是勘探与开采石油及天然气资源的一个重要环节， 是勘探和开发石油的重要手 段。
     在钻井过程中， 当钻遇油气层时， 如果井底压力低于地层压力， 地层流体就会进入 井眼， 大量地层流体进入井眼后， 就有可能产生井涌， 井喷， 甚至着火等， 酿成重大事故。因 此， 在钻井过程中， 采取有效措施进行油气井压力控制是钻井安全的一个极其重要的环节。 但是， 由于高压油气层的压力很难准确预测， 尤其是在新的区块打探井时更是如此， 因此钻 井过程中地层高压油气进入井眼的事情时有发生。 以下三种情况下皆有可能发生井涌井喷 事故 ： 钻进过程中、 起下钻杆过程、 空井状态。 空井状态发生井喷几率很低， 起下钻过程若能 控制好起下钻速度， 防止过大的抽吸力， 是可以有效减少井涌井喷事故发生几率的， 而钻进 过程中因无法准确预测高压油气层压力， 发生井涌井喷的概率最大。
     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事故 的重要保证。然而传统的通过井口观测溢流来对井涌进行判断存在准确度不好把握、 且判 断严重滞后等缺点， 即当地面发现溢流时候， 已经有大量的地层液体侵入井内， 而导致后续 的压井作业困难。而采用 PWD 系统 （Pressure While Drilling 压力随钻监测系统） 可以实 时监测环空压力， 并能将压力信号上传给地面， 但是该系统价格昂贵， 要实现普及推广比较 困难， 而且是采用的泥浆脉冲方式进行数据传输， 信号传输速度慢， 容易产生错码， 也存在 一定程度的信号传输延迟， 尤其当地层高压流体 （尤其是气体） 已经开始侵入井内之后会影 响这个信号的传输通道， 导致误码率升高甚至无法进行信号传输。
     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事故 的重要保证。传统的关井作业 （国内多用软关井） 是： 发现井涌后， 先打开节流阀， 再关闭防 喷器， 这样对井口装置及环空水击作用小， 但由于其关井时间长， 地层流体侵入量较大， 额 外增加的地层流体也会对井口装置及地层有附加压力， 会给压井带来困难。
     目前， 油气田钻井过程中所用的防喷器多安装于井口， 在钻进过程中， 钻柱近钻头 处会安装有箭型止回阀防止钻柱内流体的逆流， 而井口防喷器在钻进过程中多用于封隔环 空， 只有当需要进行剪断钻杆操作时候， 才进行全井眼封井。 当操作人员在井上发现井下可 能的井涌现象后， 开启控制系统完成井口防喷器关井作业， 以防止井喷事故发生。 这类防喷 必须依靠操作人员的经验和责任心， 才可能防止井喷事故发生。 如果操作人员的 器的动作， 经验不足或者工作时的疏忽， 未能及时发现井涌或井喷迹象， 就会发生严重的事故。而且 传统的井口防喷器在关井作业后， 进行的替泥浆压井操作时间长， 会导致更多的底层流体
     侵入井筒内， 加大了井下环空压差， 从而加大了控制井喷的难度， 同时传统的信号传输， 均 是通过泥浆脉冲来实现， 其主要是给泥浆循环管线中间加一个泥浆脉冲发生器， 进行双向 通信， 因此无论是井下信号的采集还是后续防喷的控制， 其信号的传输速度均较慢， 且耗时 长， 根本不能起到预警与防喷的效果。 因此很有必要设计一套新的钻柱结构， 在这种新的钻 柱结构中设置有一种井下压力监测及信号发生装置， 该装置随钻柱下入井内， 对井内环空 压力进行实时监测， 当发现环空压力变化时能对其进行判断， 若判断为地层高压流体侵入， 即可能发生井涌井喷征兆时， 在最短的时间内将井涌井喷信号以声波或电磁波的形式通过 钻杆传递到地面， 这样地面人员就能在第一时间内对井涌、 井喷做出反应。 该钻柱结构上还 需要安装一种井下环空防喷器， 该环空防喷器置于井下， 当地面接收到井底井涌井喷信号 时候， 操作井下环空防喷器封隔环空， 而近钻头处的止回阀又能有效的封隔钻柱内， 并且在 封隔后能够在环空封隔器上方导通钻柱内和环空， 以便于后续的替重泥浆压井作业的井下 环空防喷器， 且采用这种井下环空封隔器配合近钻头止回阀 （单向阀） 以及早期井涌溢流预 警系统， 可以达到早发现、 早处理的井控指导原则， 并且较常规的井控操作更容易进行。 实用新型内容 本实用新型的发明目的在于 ： 针对上述存在的问题， 提供一种结构简单， 使用十分 方便， 操作极为简便， 能够及时监测井下的井涌或井喷， 并能迅速封井， 有效地防止井喷事 故发生的安装有井下防喷器的钻柱， 该安装有井下防喷器的钻柱， 能够有效地监测井下的 井涌或井喷， 且单向信号传输， 报警信号传递速度快， 能及时地采取措施实施封井， 防喷器 位于中和点以上的位置， 防喷器处于受拉状态， 能够实现下放管柱坐封， 上提管柱解封， 该 安装有井下防喷器的钻柱， 防喷器随钻工作， 可在井下多次实现防喷坐封和解封的动作， 无 须起出钻柱进行防喷器更换， 能够重复使用， 降低总体成本。
     本实用新型采用的技术方案如下 ：
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 包括钻柱本体， 所述钻柱本体的底部设 置有钻头 , 在钻柱本体上安装有井下防喷器， 在钻柱本体邻近钻头的一端设置有至少一个 压力监测与信号发生装置， 在钻柱本体的顶部的上部设置有信号接收及警报发生装置， 所 述信号接收及警报发生装置同压力监测与信号发生装置相匹配。
     由于采用了上述结构， 在钻柱本体的底端， 即钻柱邻近钻头的一端设置有压力监 测与信号发生装置， 用于在钻井过程中的监视井下的压力值， 一旦发现井下的压力值突然 变化时， 该压力监测与信号发生装置通过对比设定的程序， 该压力信号为异常压力时， 迅速 地发出信号， 该信号被设置于钻柱顶部的方钻杆上端或者顶驱下端设置的信号接收器接 受， 该信号接收器立即通过信号接收及警报发生装置发出报警信号， 此时控制人员能够迅 速地做出反应， 应对井下出现的突然情况， 下放钻柱本体进行坐封， 实现井内环空的封闭， 达到控制井涌和井喷的作用。 当井喷得以控制后， 上提钻柱解封， 操作方便， 防喷效果好。 本 实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 能够及时检测井下的压力情况， 能够完成井下压力 异常的报警操作， 同时本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 采用单向的信号传输对井 下的现象进行判断， 即打破了本领域技术人员的技术偏见， 现有的技术人员对井下井喷或 者井涌等现象的检测， 均采用的是双向通信， 由于双向通信所耗费的时间长， 而且信号在传 输过程中会不断衰减， 通过井下与井上的多次信号比对， 再发出报警信号， 信号延迟较长，
     反应过慢， 不能及时地对险情进行排除， 而本实用新型却采用单向的信号传输， 能够实现井 下迅速反应并发出信号， 快速传递报警信息， 能够即时地对险情进行排除， 保证使用安全。 该信号可采用多种信号进行传递， 如声波， 电磁波波等， 使得信号的可传递的距离增加， 能 有效检测井下的井涌和井喷。本实用新型的安装井下防喷器的钻柱， 形成一整套的预警与 处理系统， 能够有效地预防井涌和井喷等。
     本实用新型的安装井下防喷器的钻柱， 所述压力监测与信号发生装置主要通过检 测井下压力值， 并将该压力值进行判断， 若为异常值则发出信号 ； 若为正常值则不予处理。
     由于采用了上述结构， 该压力监测与信号发生装置在检测到井下的压力值后， 能 够迅速地对预设的程序进行对比， 再进行判断， 若该压力值为异常的压力值时， 立刻发出信 号， 若该压力值为正常范围内的压力波动时， 则不予处理。 该压力监测与信号发生装置能够 自动地井下的压力进行比对和判断， 具有自动勘误的功能， 一方面能够有效地排除干扰信 号， 另一方面能够有效地将危险压力对比， 并迅速地发出信号， 便于后续的操作， 反应迅速， 能够即时地将井下的险情向地面输送， 便于控制。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 压力监测与信号发生装置发出的信号为 声波信号或者电磁波信号。
     由于上述钻柱， 输送信号采用声波信号或者电磁波信号， 且该信号在井下或者钻 柱内的传播速度很快， 能够迅速地将井下的险情信号向地面传输， 使得地面工作人员能够 迅速地知晓井下情况， 并能及时地采取措施实施封井， 避免险情的发生。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 所述信号接收及警报发生装置主要接收 压力监测与信号发生装置发出的信号， 并发出警报电磁波信号。
     由于采用了上述结构， 信号接收及警报发生装置安装于钻柱本体上部的钻柱顶部 的方钻杆上端或者顶驱下端， 能够通过钻杆接收井下的信号， 并迅速地发出报警电磁波信 号， 给地面操作人员发出警报， 从而便于组织进行防喷封井。 该钻柱能够迅速地将井下信号 转换为井上的报警信号， 传输速度快捷。 本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 形成了一 整套的预警与处理系统， 能够有效地预防井涌和井喷等。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 所述井下防喷器可通过下放钻柱本体实 现坐封， 通过上提钻柱本体实现解封。
     由于采用了上述结构， 使得安装有井下防喷器的钻柱， 可以通过下放钻柱本体实 现坐封， 通过上提钻柱本体实现解封， 从而使得井下环空的封隔操作十分的方便快捷， 瞬间 即能实现封井和解封， 且封井耗时少， 能够有效地控制井涌和井喷等现象， 保证钻进的操作 安全。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 所述井下防喷器可封隔钻柱外的环空， 环空封隔的过程中， 井下防喷器可导通钻柱内与环空。
     由于采用了上述结构， 在环空的封隔过程中， 井下防喷器可导通钻柱内与环空， 能 够使得钻杆内的钻井液进入到环空， 为后续的替重泥浆压井作业提供了通道， 利于消除井 喷或井涌等现象。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 所述井下防喷器设置于钻柱本体的中和 点及其以上的位置， 使钻柱工作时， 井下防喷器处于受拉状态。
     由于采用了上述结构， 钻柱本体的中和点为受拉和受压的分界点， 将井下防喷器安装于钻柱的中和点以上的位置， 使得井下防喷器在使用过程中处于受拉的状态下， 由于 防喷器的特殊结构， 在平常的钻进过程中， 防喷器处于受拉状态， 此时的井下防喷器具备传 递扭矩的功能。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 所述井下防喷器主要由环空防喷器与止 回阀组成， 所述止回阀设置于环空防喷器的下方， 所述环空防喷器上设置有封隔器胶筒和 防喷器导通口， 所述防喷器导通口设置于封隔器胶筒上方。
     由于采用了上述结构， 钻柱上的环空防喷器， 用于封隔钻柱外的环空， 而钻柱上的 钻柱内防喷器， 即止回阀， 用于阻止钻柱内的泥浆上返， 止回阀与井下环空防喷器一起作用 既封隔钻柱内又同时封隔环空， 从而控制住井喷的发生， 排除危险。 而环空防喷器主要是通 过封隔器胶筒， 实现与套管或者井壁进行封隔， 保证环空的封隔密封好， 而防喷器导通口主 要用于导通钻柱内与环空， 为后续的替重泥浆压井作业提供了通道。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 所述环空防喷器包括上连接头、 上外套 筒、 内套筒、 下接头、 中心筒和封隔器胶筒， 上连接头与上外套筒、 内套筒固定连接， 所述中 心筒外套于上连接头、 上外套筒、 内套筒和下接头的内部， 且中心筒的下端与下接头固定连 接； 所述内套筒的下端套装于下接头的上端内侧， 且内套筒与下接头之间为花键配合， 所述 内套筒的下端可沿花键副相对于下接头自由移动， 所述内套筒的外侧套装有封隔器胶筒， 所述封隔器胶筒可被上外套筒与下接头挤压膨胀， 上外套筒与中心筒上设置有防喷器导通 口， 上外套筒下移时， 防喷器导通口被导通。 本实用新型的钻柱， 其中采用的井下防喷器是安装在钻柱中和点上的部件， 它首 先要能满足作为钻柱一个组成部件的作用， 即在正常钻进时候要能承受一定的拉力， 在处 理事故 （井涌防喷） 时候要能承受一定的压力， 在钻进过程中还要能够传递足够的扭矩。因 此采用上述结构， 内套筒与下接头之间为花键配合， 且上连接头与上外套筒、 内套筒固定连 接， 下接头能够随内套筒同时转动， 能够为钻柱的正常使用传递扭矩 ； 所述内套筒的下端可 沿花键副相对于下接头自由移动， 即可下放管柱将上连接头下移实现坐封， 防止井喷或者 井涌 ； 由于中心筒的下端与下接头固定连接， 因此上接头下移后， 胶筒被上外套筒与下接头 挤压膨胀， 从而封闭钻柱与井壁或者钻柱与套管间的环空， 上外套筒与中心筒上设置有防 喷器导通口， 上外套筒下移时， 防喷器导通口被导通， 此时防喷器导通口周围被密封， 能够 使得环空内的浆液进入到中心筒内， 为后续的替重泥浆压井作业提供了通道 ； 有效地避免 井喷和井涌。 本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 能确保钻井过程连续、 安全、 可靠， 不 仅可用于防止井涌和井喷， 还能够传递力矩， 保证钻井过程的有序进行， 且构思巧妙， 适合 推广， 可安装于不同井深场合， 随钻工作， 可在井下多次实现放喷坐封和解封的动作， 无须 提起钻柱进行更换防喷器， 保证钻井工作的继续进行， 且能够重复利用， 降低成本。
     综上所述， 由于采用了上述技术方案， 本实用新型的有益效果是 ：
     1、 本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 能够有效地监测井下的井 涌或井喷， 且报警信号传递速度快， 能有有效地采取措施实施封井， 防喷器位于中和点以上 的位置， 防喷器处于受拉状态， 能够实现下放管柱坐封， 上提管柱解封， 有效地防止井涌或 井喷 ；
     2、 本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 采用单向信号传输， 且可以 采用多种信号进行传输， 传输速度快， 耗时少， 对于险情的反应迅速， 形成一整套的预警与
     处理系统， 能够有效地预防井涌和井喷等。 附图说明 本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明， 其中 ：
     图 1 是本实用新型中安装有井下防喷器的钻柱的结构示意图 ；
     图 2 是本实用新型中的环空防喷器的结构示意图 ；
     图 3 是图 2 中的 B-B 视图 ；
     图 4 是本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱的工作流程图。
     图中标记 ： 1- 钻头、 2-1- 第一压力监测与信号发生装置、 2-2- 第二压力监测与 信号发生装置、 3-1- 止回阀、 3-2- 环空防喷器、 3-2a- 封隔器胶筒、 3-2b- 防喷器导通口、 3-2c- 上连接头、 3-2d- 上外套筒、 3-2e- 内套筒、 3-2f- 下接头、 3-2g- 中心筒、 4- 套管、 5- 钻 杆、6- 信号接收及警报发生装置。
     具体实施方式
     本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了互相排斥 的特征和 / 或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 本说明书包括任何附加权利要求、 摘要和附图） 中公开的任一特征， 除非特别叙 述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即， 除非特别叙述， 每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
     图 1 是本实用新型中安装有井下防喷器的钻柱的结构示意图 ；
     图 2 是本实用新型中的环空防喷器的结构示意图 ；
     图 3 是图 2 中的 B-B 视图 ；
     图 4 是本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱的工作流程图。
     图中标记 ： 1- 钻头、 2-1- 第一压力监测与信号发生装置、 2-2- 第二压力监测与 信号发生装置、 3-1- 止回阀、 3-2- 环空防喷器、 3-2a- 封隔器胶筒、 3-2b- 防喷器导通口、 3-2c- 上连接头、 3-2d- 上外套筒、 3-2e- 内套筒、 3-2f- 下接头、 3-2g- 中心筒、 4- 套管、 5- 钻 杆、6- 信号接收及警报发生装置。
    具体实施方式
     本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了互相排斥 的特征和 / 或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 本说明书包括任何附加权利要求、 摘要和附图） 中公开的任一特征， 除非特别叙 述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即， 除非特别叙述， 每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
    
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 如图 1、 图 2 和图 3 所示， 在钻柱 本体上设置有钻头 1， 且在钻柱本体上设置有井下防喷器， 将该井下防喷器安装于钻柱本体 的中和点以上的位置， 当然也可以根据实际的需要， 选择不安装在中和点以上的位置。而 且钻柱本体位于套管或井壁内， 在钻柱本体的邻近钻头 1 一端设置有两个压力监测与信号 发生装置， 当然也可以根据实际的需要设置为多个， 分别为第一压力监测与信号发生装置 2-1 和第二压力监测与信号发生装置 2-2， 在两个压力监测与信号发生装置内设置有压力 采集装置、 压力值分析系统和信号发出装置， 当压力采集装置检测到井下的压力值时， 能够 将该压力值传递给压力值分析系统， 该压力值分析系统将采集到的压力值与设定程序进行 对比， 进行判断， 若该压力值为异常压力值， 则能够迅速地激发信号发出装置， 使其迅速地 发出信号， 包括声波信号或者电磁波信号， 且该信号沿钻柱向地面传输， 由于声波信号或者 电磁波信号在井下有限的空间内， 其传播速度非常的快， 且信号衰减相当的小， 在钻柱本体 的顶部设置有信号接收及警报发生装置 6， 该装置与压力监测与信号发生装置相匹配， 能够 迅速接受到井下发出的信号， 并且将该信号转化成警报电磁波信号， 通知地面的工作人员 进行防喷操作， 整个报警过程在几秒内完成， 大大地改善了现有的预警报警系统的反应时 间， 使得反应相当的灵敏， 为井下的检测提供了有力的保障。 本实用新型的安装有井下防喷 器的钻柱， 在两个压力检测装置的上方为井下防喷器， 且位于钻柱的中和点以上的位置， 使 钻柱工作时， 井下防喷器处于受拉状态， 该井下防喷器主要由止回阀 3-1 与环空防喷器 3-2 组成， 所述止回阀 3-1 设置于环空防喷器 3-1 的下方， 所述环空防喷器 3-1 上设置有封隔器 胶筒 3-2a 和防喷器导通口 3-2b， 所述防喷器导通口 3-2b 设置于封隔器胶筒 3-2a 上方， 在 钻柱内防喷器 16 上方。所述环空防喷器 3-2 包括上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d、 内套筒
     图 2 是本实用新型中的环空防喷器的结构示意图 ；
     图 3 是图 2 中的 B-B 视图 ；
     图 4 是本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱的工作流程图。
     图中标记 ： 1- 钻头、 2-1- 第一压力监测与信号发生装置、 2-2- 第二压力监测与 信号发生装置、 3-1- 止回阀、 3-2- 环空防喷器、 3-2a- 封隔器胶筒、 3-2b- 防喷器导通口、 3-2c- 上连接头、 3-2d- 上外套筒、 3-2e- 内套筒、 3-2f- 下接头、 3-2g- 中心筒、 4- 套管、 5- 钻 杆、6- 信号接收及警报发生装置。
    具体实施方式
     本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了互相排斥 的特征和 / 或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 本说明书包括任何附加权利要求、 摘要和附图） 中公开的任一特征， 除非特别叙 述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即， 除非特别叙述， 每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
    
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 如图 1、 图 2 和图 3 所示， 在钻柱 本体上设置有钻头 1， 且在钻柱本体上设置有井下防喷器， 将该井下防喷器安装于钻柱本体 的中和点以上的位置， 当然也可以根据实际的需要， 选择不安装在中和点以上的位置。而 且钻柱本体位于套管或井壁内， 在钻柱本体的邻近钻头 1 一端设置有两个压力监测与信号 发生装置， 当然也可以根据实际的需要设置为多个， 分别为第一压力监测与信号发生装置 2-1 和第二压力监测与信号发生装置 2-2， 在两个压力监测与信号发生装置内设置有压力 采集装置、 压力值分析系统和信号发出装置， 当压力采集装置检测到井下的压力值时， 能够 将该压力值传递给压力值分析系统， 该压力值分析系统将采集到的压力值与设定程序进行 对比， 进行判断， 若该压力值为异常压力值， 则能够迅速地激发信号发出装置， 使其迅速地 发出信号， 包括声波信号或者电磁波信号， 且该信号沿钻柱向地面传输， 由于声波信号或者 电磁波信号在井下有限的空间内， 其传播速度非常的快， 且信号衰减相当的小， 在钻柱本体 的顶部设置有信号接收及警报发生装置 6， 该装置与压力监测与信号发生装置相匹配， 能够 迅速接受到井下发出的信号， 并且将该信号转化成警报电磁波信号， 通知地面的工作人员 进行防喷操作， 整个报警过程在几秒内完成， 大大地改善了现有的预警报警系统的反应时 间， 使得反应相当的灵敏， 为井下的检测提供了有力的保障。 本实用新型的安装有井下防喷 器的钻柱， 在两个压力检测装置的上方为井下防喷器， 且位于钻柱的中和点以上的位置， 使 钻柱工作时， 井下防喷器处于受拉状态， 该井下防喷器主要由止回阀 3-1 与环空防喷器 3-2 组成， 所述止回阀 3-1 设置于环空防喷器 3-1 的下方， 所述环空防喷器 3-1 上设置有封隔器 胶筒 3-2a 和防喷器导通口 3-2b， 所述防喷器导通口 3-2b 设置于封隔器胶筒 3-2a 上方， 在 钻柱内防喷器 16 上方。所述环空防喷器 3-2 包括上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d、 内套筒
     3-2e、 下接头 3-2f、 中心筒 3-2g 和封隔器胶筒 3-2a， 上连接头 3-2c 与上外套筒 3-2d、 内套 筒 3-2e 固定连接， 所述中心筒 3-2g 外套于上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d、 内套筒 3-2e 和 下接头 3-2f 的内部， 且中心筒 3-2g 的下端与下接头 3-2f 固定连接 ； 所述内套筒 3-2e 的 下端套装于下接头 3-2f 的上端内侧， 且内套筒 3-2e 与下接头 3-2f 之间为花键配合， 所述 内套筒 3-2e 的下端可沿花键副相对于下接头 3-2f 自由移动， 所述内套筒 3-2e 的外侧套装 有封隔器胶筒 3-2a， 所述封隔器胶筒 3-2a 可被上外套筒 3-2d 与下接头 3-2f 挤压膨胀， 上 外套筒 3-2d 与中心筒 3-2g 上设置有防喷器导通口 3-2b， 上外套筒 3-2d 下移时， 防喷器导 通口 3-2b 被导通。使得本实用新型安装有井下防喷器的钻柱， 钻柱上的环空防喷器， 用于 封隔钻柱外的环空， 而钻柱上的钻柱内防喷器， 即止回阀， 用于阻止钻柱内的泥浆上返， 止 回阀与井下环空防喷器一起作用既封隔钻柱内又同时封隔环空， 从而控制住井喷的发生， 排除危险。防喷器导通口 3-2b 被导通， 连通钻杆内与环空， 能够将钻杆内的钻井液通过防 喷器导通口 3-2b 排入到环空内， 进行替重泥浆压井作业。而环空防喷器主要是通过封隔器 胶筒， 封隔器胶筒采用橡胶等材料制成， 能够实现与套管或者井壁的有效封隔， 保证环空的 封隔密封好， 而防喷器导通口主要用于导通钻柱内与环空， 为后续的替重泥浆压井作业提 供了通道， 利于消除井喷或井涌等现象。 该钻柱在防喷操作过程中， 可通过下放钻柱本体实 现坐封， 通过上提钻柱本体实现解封， 操作十分的方便快捷， 能够迅速地实现井内环空的封 隔， 可以进行后续的替重泥浆压井作业。 本实用新型中的环空防喷器 3-2 ， 其中的上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d 和内套筒 3-2e 可为一整体式结构， 所述下接头 3-2f 也可以采用两段 式结构， 包括有花键段与无花键段， 便于节约成本。
     本实用新型中采用的井下防喷器， 结构简单， 使用方便， 操作简便， 能够及 时监测井下的井涌或井喷， 采用单向的信号传输， 且实现井下的数据判断， 能够大大地缩短 险情的预警时间， 保证了预警迅速， 使用的安全， 且下放管柱坐封， 上提管柱解封， 保证迅速 封井， 有效地防止井喷事故发生， 且能够确保钻井过程连续、 安全、 可靠， 且防喷后无须提起 钻柱进行更换防喷器， 能够重复利用， 降低成本。
     图 3 是图 2 中的 B-B 视图 ；
     图 4 是本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱的工作流程图。
     图中标记 ： 1- 钻头、 2-1- 第一压力监测与信号发生装置、 2-2- 第二压力监测与 信号发生装置、 3-1- 止回阀、 3-2- 环空防喷器、 3-2a- 封隔器胶筒、 3-2b- 防喷器导通口、 3-2c- 上连接头、 3-2d- 上外套筒、 3-2e- 内套筒、 3-2f- 下接头、 3-2g- 中心筒、 4- 套管、 5- 钻 杆、6- 信号接收及警报发生装置。
    具体实施方式
     本说明书中公开的所有特征， 或公开的所有方法或过程中的步骤， 除了互相排斥 的特征和 / 或步骤以外， 均可以以任何方式组合。 本说明书包括任何附加权利要求、 摘要和附图） 中公开的任一特征， 除非特别叙 述， 均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即， 除非特别叙述， 每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
    
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱， 如图 1、 图 2 和图 3 所示， 在钻柱 本体上设置有钻头 1， 且在钻柱本体上设置有井下防喷器， 将该井下防喷器安装于钻柱本体 的中和点以上的位置， 当然也可以根据实际的需要， 选择不安装在中和点以上的位置。而 且钻柱本体位于套管或井壁内， 在钻柱本体的邻近钻头 1 一端设置有两个压力监测与信号 发生装置， 当然也可以根据实际的需要设置为多个， 分别为第一压力监测与信号发生装置 2-1 和第二压力监测与信号发生装置 2-2， 在两个压力监测与信号发生装置内设置有压力 采集装置、 压力值分析系统和信号发出装置， 当压力采集装置检测到井下的压力值时， 能够 将该压力值传递给压力值分析系统， 该压力值分析系统将采集到的压力值与设定程序进行 对比， 进行判断， 若该压力值为异常压力值， 则能够迅速地激发信号发出装置， 使其迅速地 发出信号， 包括声波信号或者电磁波信号， 且该信号沿钻柱向地面传输， 由于声波信号或者 电磁波信号在井下有限的空间内， 其传播速度非常的快， 且信号衰减相当的小， 在钻柱本体 的顶部设置有信号接收及警报发生装置 6， 该装置与压力监测与信号发生装置相匹配， 能够 迅速接受到井下发出的信号， 并且将该信号转化成警报电磁波信号， 通知地面的工作人员 进行防喷操作， 整个报警过程在几秒内完成， 大大地改善了现有的预警报警系统的反应时 间， 使得反应相当的灵敏， 为井下的检测提供了有力的保障。 本实用新型的安装有井下防喷 器的钻柱， 在两个压力检测装置的上方为井下防喷器， 且位于钻柱的中和点以上的位置， 使 钻柱工作时， 井下防喷器处于受拉状态， 该井下防喷器主要由止回阀 3-1 与环空防喷器 3-2 组成， 所述止回阀 3-1 设置于环空防喷器 3-1 的下方， 所述环空防喷器 3-1 上设置有封隔器 胶筒 3-2a 和防喷器导通口 3-2b， 所述防喷器导通口 3-2b 设置于封隔器胶筒 3-2a 上方， 在 钻柱内防喷器 16 上方。所述环空防喷器 3-2 包括上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d、 内套筒
     3-2e、 下接头 3-2f、 中心筒 3-2g 和封隔器胶筒 3-2a， 上连接头 3-2c 与上外套筒 3-2d、 内套 筒 3-2e 固定连接， 所述中心筒 3-2g 外套于上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d、 内套筒 3-2e 和 下接头 3-2f 的内部， 且中心筒 3-2g 的下端与下接头 3-2f 固定连接 ； 所述内套筒 3-2e 的 下端套装于下接头 3-2f 的上端内侧， 且内套筒 3-2e 与下接头 3-2f 之间为花键配合， 所述 内套筒 3-2e 的下端可沿花键副相对于下接头 3-2f 自由移动， 所述内套筒 3-2e 的外侧套装 有封隔器胶筒 3-2a， 所述封隔器胶筒 3-2a 可被上外套筒 3-2d 与下接头 3-2f 挤压膨胀， 上 外套筒 3-2d 与中心筒 3-2g 上设置有防喷器导通口 3-2b， 上外套筒 3-2d 下移时， 防喷器导 通口 3-2b 被导通。使得本实用新型安装有井下防喷器的钻柱， 钻柱上的环空防喷器， 用于 封隔钻柱外的环空， 而钻柱上的钻柱内防喷器， 即止回阀， 用于阻止钻柱内的泥浆上返， 止 回阀与井下环空防喷器一起作用既封隔钻柱内又同时封隔环空， 从而控制住井喷的发生， 排除危险。防喷器导通口 3-2b 被导通， 连通钻杆内与环空， 能够将钻杆内的钻井液通过防 喷器导通口 3-2b 排入到环空内， 进行替重泥浆压井作业。而环空防喷器主要是通过封隔器 胶筒， 封隔器胶筒采用橡胶等材料制成， 能够实现与套管或者井壁的有效封隔， 保证环空的 封隔密封好， 而防喷器导通口主要用于导通钻柱内与环空， 为后续的替重泥浆压井作业提 供了通道， 利于消除井喷或井涌等现象。 该钻柱在防喷操作过程中， 可通过下放钻柱本体实 现坐封， 通过上提钻柱本体实现解封， 操作十分的方便快捷， 能够迅速地实现井内环空的封 隔， 可以进行后续的替重泥浆压井作业。 本实用新型中的环空防喷器 3-2 ， 其中的上连接头 3-2c、 上外套筒 3-2d 和内套筒 3-2e 可为一整体式结构， 所述下接头 3-2f 也可以采用两段 式结构， 包括有花键段与无花键段， 便于节约成本。
     本实用新型中采用的井下防喷器， 结构简单， 使用方便， 操作简便， 能够及 时监测井下的井涌或井喷， 采用单向的信号传输， 且实现井下的数据判断， 能够大大地缩短 险情的预警时间， 保证了预警迅速， 使用的安全， 且下放管柱坐封， 上提管柱解封， 保证迅速 封井， 有效地防止井喷事故发生， 且能够确保钻井过程连续、 安全、 可靠， 且防喷后无须提起 钻柱进行更换防喷器， 能够重复利用， 降低成本。
    
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱的工作方法， 如图 4 所示， 在钻井 过程中， 遇高压油藏或者气藏时， 需要实施封隔， 其操作方法采用以下步骤完成 ：
     101. 压力监测与信号发生装置检测到井下的压力值， 并将该值与设定的程序进 行比对， 若该压力值为异常压力时， 立即启动压力监测与信号发生装置上的信号激发装置， 信号激发装置发出压力异常信号， 该信号沿钻柱本体向上传播， 被安装在钻柱上部的信号 接收及警报发生装置 6 接收， 信号接收及警报发生装置 6 发出警报电磁波信号 ； 若该压力值 为正常压力， 则不予以处理 ；
     102. 地面接收到信号后， 启动应急响应， 主动或自动下放钻柱本体， 环空防喷器 3-2 中的封隔器胶筒 3-2a 被挤压膨胀， 封隔器胶筒 3-2a 封闭钻柱与井壁或者钻柱与套管间 的环空， 实现坐封 ；
     103. 在井下防喷器下移坐封的过程中， 环空防喷器 3-2 中的防喷器导通口 3-2b 被 导通， 连通钻杆内与环空， 并进行替重泥浆压井作业 ；
     104. 当井喷得以控制， 上提钻柱本体， 环空防喷器 3-2 中的封隔器胶筒 3-2a 自动 缩回， 环空防喷器 3-2 被解封， 同时防喷器导通口 3-2b 被封闭， 继续钻进或其他动作。
     本实用新型的安装有井下防喷器的钻柱的工作方法， 能够有效地监控井下的井涌
     或井喷， 在钻井过程中， 遇高压油藏或者气藏时， 需要实施封隔时， 能够迅速反应， 坐封钻柱 与井壁或者钻柱与套管间的环空， 迅速实现封井和解封， 防止井喷事故的发生， 保证钻井过 程中的使用安全。该方法简单可行， 操作简便， 反应迅速， 各零部件之间的定位精确。报警 过程中采用的信号为单向通信， 可采用多种信号进行传递， 使得信号的可传递的距离增加， 能有效检测井下的井涌和井喷。
     本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明 书中披露的新特征或任何新的组合， 以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组 合。