具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置.pdf

一种具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，用于石油天然气钻井技术中尾管悬挂固井施工的尾管送入称重钻柱，属于井下固井工具的制造技术领域，本实用新型采用液体分流技术和节流压差作用的原理，在上下接头内设置捉塞筛管、在捉塞筛管上设置循环孔和堵塞、在阀体外壳内设置节流阀体，本实用新型既可以实现送入钻柱的称重，又能维持钻杆胶塞试通后管柱内的正循环通道，解决了现有技术在同一趟钻柱中不能既控制井喷，又不堵塞水眼的问题；本装置可捉住钻杆胶塞随称重钻柱一起被起出，还可以在下称重钻柱过程中自动灌浆，防止施工过程中钻柱内泥浆的喷涌。

1.  一种具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，包括壳体、碰压剪切机构、筛管循环捉塞机构和灌浆防喷机构，其特征在于：
a.所述壳体包括上接头、下接头和阀体外壳，下接头的上部与上接头丝扣连接，下接头的下部由丝扣与阀体外壳连接；
b.所述碰压剪切机构包括剪钉和滑套，滑套由剪钉固定在捉塞筛管内，滑套外圆与捉塞筛管内圆相应的位置设置有密封圈；
c.所述筛管循环捉塞机构包括捉塞筛管、堵塞和稳钉，捉塞筛管上部外圆设置有向下的台阶、下部设置有循环孔、在捉塞筛管上部外圆与上接头内圆相应的位置设置有密封圈，堵塞与捉塞筛管下部由螺纹连接并由稳钉固定；
d.所述灌浆防喷机构包括弹簧压垫、弹簧、密封座和节流阀体，密封座设置在阀体外壳中，节流阀体通过弹簧压垫和弹簧连接在密封座上。

2.  根据权利要求1所述的具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：所述密封座的外圆与阀体外壳内圆相应的位置设置有密封圈。

3.  根据权利要求1所述的具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：所述捉塞筛管上部向下的台阶挂在上接头内圆的台阶上，下部设置在下接头内。

4.  根据权利要求1所述的具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：在所述节流阀体内中部设置有灌浆孔。

5.  根据权利要求1所述的具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，其特征在于：所述捉塞筛管下部内圆的直径大于上部内圆的直径。

具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置
技术领域：
一种具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置，用于石油天然气钻井技术中尾管悬挂固井施工中的尾管送入称重钻柱，属于石油天然气工业井下固井工具的制造技术领域。
背景技术：
在现有固井施工作业技术中，在一口井钻达目的层后，在尾管悬挂固井施工作业中，要对送入尾管的钻柱进行称重，还要对钻杆胶塞进行试通，这是尾管悬挂施工中很重要的两个环节，这两个环节是观测尾管悬挂器是否能实现倒脱、钻杆胶塞能否实现有效隔离和碰压的一种手段，尤其适用于摩擦阻力较大的井位；可在实际操作中，要控制称重尾管钻柱内的井喷和对钻杆胶塞进行试通又是相互矛盾的，这是由于在现行的井下工具中只有防止钻井钻柱内和通井钻柱内井喷的钻具回压阀，而没有既可以控制井喷、又可以在实施钻杆胶塞试通时不堵塞水眼的称重钻柱防喷装置；因此现有技术的缺点是：如果在称重钻柱的底部连接钻具回压阀，虽然可以实现钻柱的称重，但由于回压阀的阻挡，不仅无法检测钻杆胶塞的隔离效果和碰压的可靠性，而且还将造成对钻杆循环水眼的堵塞；因此在过去的现场操作中，往往只在称重钻柱底部连接捉钻杆胶塞的筛管而不用钻具回压阀；在这样的操作方式下，一旦发生井涌或者井喷，整个称重钻柱上就不能有效控制井下流体的喷出，因而存在巨大的安全隐患。
发明内容：
本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺点，采用液体分流技术和节流压差作用的原理，设计一种在上接头和下接头内设置捉塞筛管、在捉塞筛管上设置循环孔和堵塞、在阀体内设置有节流阀体的具有捉塞筛管的称重钻柱捉塞防喷装置。
本实用新型是这样实现的：本实用新型包括钻杆胶塞、壳体、碰压剪切机构、筛管循环捉塞机构和灌浆防喷机构；钻杆胶塞由钻杆胶塞1构成；壳体包括上接头2、下接头7和阀体外壳15，下接头7的上部与上接头2丝扣连接，下接头7的下部由丝扣与阀体外壳15连接；碰压剪切机构包括剪钉6、滑套4，滑套4通过剪钉6固定在捉塞筛管8内，滑套4外圆与捉塞筛管8内圆相应的位置设置有密封圈5；筛管循环捉塞机构包括捉塞筛管8、稳钉9、堵塞10，捉塞筛管8上部外圆设置向下的台阶，捉塞筛管8下部的内径大于上部台阶段的内径，在捉塞筛管8的下部设置循环孔17，在捉塞筛管8上部外圆与上接头2内圆相应的位置设置有密封圈3，捉塞筛管8设置在上接头2、下接头7的内部，堵塞10与捉塞筛管8下部由螺纹连接并由稳钉9固定；灌浆防喷机构包括弹簧压垫11、弹簧12、密封座13、节流阀体16，密封座13设置在阀体外壳15中，节流阀体16上部有弹簧压垫11，弹簧压垫11的下面设置有弹簧12，节流阀体16通过弹簧压垫11和弹簧12连接在密封座13上，在节流阀体16中部设置有灌浆孔18，在密封座13的外圆与阀体外壳15内圆相应的位置设置有密封圈14；在施工时，剪钉6可以使钻杆胶塞1在泵送到滑套4的时候流体截流产生较明显的压力升高，为地面提供钻杆胶塞1已顶替到位的压力显示信号，这样可以检测钻杆胶塞1的隔离效果和碰压的可靠性；在捉塞筛管8上的循环孔17和连接在捉塞筛8上的堵塞10可以保证钻杆胶塞1在试通过称重钻柱后既可以继续维持管柱内的循环通道，又可以被捉住随称重钻柱的起钻而起出；节流阀体16中部设置的灌浆孔18可以使反向流体产生个节流压差，当节流压差力不足以克服弹簧12的弹力和节流阀体16的重力时，可以保证称重钻柱在下钻过程中泥浆能自动灌入钻柱内，如果在施工过程中发生井喷或井涌，节流压差力大于弹簧12的弹力和节流阀体16的重力，节流阀体16在节流压差力的推动下上移与密封座13实施密封，阻止井内的流体从管柱内向上喷。
本实用新型的有益效果是：由于阀体内设置碰压剪切机构，当钻杆胶塞到达碰压点时可以为地面提供钻杆胶塞已顶替到位的压力显示信号，可以实现检测钻杆胶塞的隔离效果和碰压的可靠性；筛管循环捉塞机构可以维持钻杆胶塞试通后管柱内的正循环通道，也可以捉住钻杆胶塞随称重钻柱的起钻而起出，还可以施工结束后拆卸钻杆胶塞方便；灌浆防喷机构可以使称重钻柱下钻过程中自动灌泥浆，也可以防止施工过程中钻柱内的泥浆喷涌。
附图说明：
图1是本实用新型的自然状态下的结构图。
图2是本实用新型胶塞到达碰压点的示意图。
具体实施方式：
下面结合附图给出本实用新型的实施例：本实用新型包括钻杆胶塞、壳体、碰压剪切机构、筛管循环捉塞机构和灌浆防喷机构；钻杆胶塞由钻杆胶塞1构成；壳体包括上接头2、下接头7和阀体外壳15，下接头7的上部与上接头2丝扣连接，下接头7的下部由丝扣与阀体外壳15连接；碰压剪切机构包括剪钉6和滑套4，滑套4由剪钉6固定在捉塞筛管8内，滑套4外圆与捉塞筛管8内圆相应的位置设置有密封圈5；筛管循环捉塞机构包括捉塞筛管8、稳钉9和堵塞10，捉塞筛管8上部外圆设置有向下的台阶，捉塞筛管8下部内圆的直径大于上部内圆直径，在捉塞筛管8下部设置循环孔17，在捉塞筛管8上部外圆与上接头2内圆相应的位置设置有密封圈3，捉塞筛管8上部外圆设置的向下的台阶挂在上接头2内圆的台阶上，捉塞筛管8的下部设置在下接头7的内部，堵塞10与捉塞筛管8下部由螺纹连接并由稳钉9固定；灌浆防喷机构包括弹簧压垫11、弹簧12、密封座13和节流阀体16，密封座13设置在阀体外壳15中，节流阀体16上部有弹簧压垫11，弹簧压垫11的下面设置有弹簧12，节流阀体16通过弹簧压垫11和弹簧12连接在密封座13上，在节流阀体16中部设置有灌浆孔18，在密封座13的外圆与阀体外壳15内圆相应的位置设置有密封圈14；在施工时，将本装置配接在称重钻柱的底部，当向井内下称重钻柱时，由于弹簧12的弹力和节流阀体16产生的节流压差力不足以克服节流阀体16的重力，节流阀体16与密封座13处于不密封状态，泥浆通过设置再节流阀体16中部的灌浆孔18和节流阀体16与密封座13的间隙进入称重钻柱内，从而实现自动灌浆；当称重钻柱下至预定井深循环正常后，投入钻杆胶塞1，钻杆胶塞1在泵压下到达滑套4处，使泥浆截流，这时，由于循环通道被堵住，所以压力上升，上升的压力为地面提供钻杆胶塞1已顶替到位的压力显示信号，同时通过流体计量仪器检测钻杆胶塞1的隔离效果和正式施工时碰压的可靠性；检测结束后，继续憋压剪断剪钉6，钻杆胶塞1随滑套4下行至捉塞筛管8底部堵塞10处，因为堵塞可以档住钻杆胶塞1和滑套4不再下滑，因此可以保证钻杆胶塞1和滑套4随称重钻柱的起钻而起出，因为捉塞筛管8上设置有循环孔17，所以保证钻杆胶塞1在试通过称重钻柱后可以继续维持管柱内的循环通道，泥浆通过捉塞筛管8的循环孔17、捉塞筛管8与下接头7之间的通道向下，经过节流阀体16与密封座13的间隙，再由节流阀体16的循环孔18和节流阀体与阀体外壳15的间隙保持管柱内的正循环通道；由于节流阀体16中部设置的灌浆孔18可以使反向流体产生一个节流压差，当在施工过程中发生井涌或者井喷时，高压钻井液作用于节流阀体16上的节流压差作用力大于节流阀体16自身的浮重和弹簧12的弹力，因而节流阀体16向上，克服弹簧12的弹力和节流阀体16自身的浮重与密封座13配合密封，从而截断回流，阻止井内的流体从称重钻柱内向上喷。