井口导流器制造技术

本实用新型专利技术公开了井口导流器，包括本体、支撑板、球体以及上球座，在本体内部开有进液孔，支撑板固定在进液孔的下部，上球座固定在进液孔上部且其内部与进液孔连通，在支撑板中部设置有支撑轴，弹簧套设在支撑轴上，在支撑板上开有多个小孔，弹簧的顶端设置有限位板，限位板底部与支撑轴顶端留有间隙，下球座固定在限位板上，在球体中部开有与进液孔连通的通孔；连接轴转动设置在套筒内，连接轴的端部与球体上部连接。通过调节机构对进液孔的连通截面大小的调节，使得上窜的油气被阻挡，防止油气流上窜引起的井口溢流或是井涌事故的扩大化，避免了井控失调的发生。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及天然气开采领域，具体涉及井口导流器。
技术介绍
在天然气井开采的钻进施工作业时，地层流体（油气和水）不可避免的进入井筒，一般情况下，进入井筒内的地层流体通过将重泥浆通过压井管汇压入井内。当钻进遇异常高压油气地层时，高压油气地层的油气流在压力作用下上窜并带动泥浆一起汇至井口，油气流的上窜引起钻井故障，轻者导致井口溢流或井涌，重者会造成井控失控，通常情况下，容易引起井喷事故，并且高压油气层的压井作业不易进行，扰乱钻井生产作业的正常进行。
技术实现思路
本技术目的在于提供井口导流器，解决现有技术中在钻遇异常高压油气地层时存在的易引起井喷和不易进行高压油气层的压井作业的问题。本技术通过下述技术方案实现：井口导流器，包括本体、支撑板、球体以及上球座，在所述本体内部开有进液孔，所述支撑板固定在进液孔的下部，上球座固定在进液孔上部且其内部与进液孔连通，在支撑板中部设置有支撑轴，弹簧套设在支撑轴上，在支撑板上开有多个小孔，弹簧的顶端设置有限位板，且限位板底部与支撑轴顶端留有间隙，所述支撑轴上端设置有弹性的锥尖，限位板底面嵌有正对锥尖的橡胶块，下球座固定在限位板上，所述上球座与下球座之间形成一个球形的防喷腔体，球体转动设置在所述防喷腔体内，且在所述球体中部开有与进液孔连通的通孔；还包括调节机构，所述调节机构包括贯穿本体侧壁的套筒和连接轴，所述连接轴转动设置在套筒内，所述连接轴一端与球体上部连接，连接轴另一端沿本体径向向外延伸，在套筒上设有轴线与连接轴轴线平行的导流孔，导流孔的两端分别于进液孔以及外界连通，在本体侧壁上设有环形槽，且所述环形槽将套筒分割成两部分，在连接轴上安装有挡块，所述挡块滑动设置在环形槽内，在初始工况下，所述挡块将导流孔中部与其两端隔绝，在所述进液孔内侧壁上设置有压力传感器，压力传感器通过控制器与用于驱动连接轴的驱动设备连接，且在连接轴外壁上设有防蚀轴套，防蚀轴套一端与球体侧壁连接，套筒内侧端面上开有环形的卡接槽，防蚀轴套另一端转动设置在卡接槽内。针对现有技术中，当钻进遇异常高压油气地层时，高压油气地层的油气流在压力作用下上窜并带动泥浆一起汇至井口，油气流的上窜引起钻井故障，轻者导致井口溢流或井涌，重者会造成井控失控，通常情况下，容易引起井喷事故，专利技术人通过在井口设置防喷装置，通过调节机构对进液孔的连通截面大小的调节，使得上窜的油气被阻挡，即阻碍油气流继续上窜，防止油气流上窜引起的井口溢流或是井涌事故的扩大化，避免了井控失调的发生，降低井喷的发生概率，以降低钻井过程中高压油气对钻进进度的影响。具体操作如下，当遇到异常高压油气地层时，通过转动连接轴在本体外部的延伸部分，使得球体发生一定角度的转动，而此时球体中部的通孔与进液孔相互隔绝，即上球座与球体之间将本体内部的流通道阻断，上窜的油气流被阻挡在球体下方，此时向进液孔上端注入钻井液，球体上部受到钻井液的冲击后，开始下移，球体与上球座之间会出现间隙，钻井液则由该间隙处流入进液孔的下段，最后通过支撑板上的多个小孔进入到井内以进行循环压井作业，进而保证钻井生产作业的正常进行。当遇到异常高压的油气地层时，球体以及上球座的受冲击力度过大，很容易造成损伤，因此在本体的侧壁上开设有导流孔，以及时对井下进行降压，而在初始工况下，该导流孔始终被挡块所遮挡，即进液孔无法通过导流孔与外界连接，而当井下压力达到一个临界值时，需要球体对进液孔的进行封隔，此时转动连接轴，使得球体发生转动的同时，带动挡块在环形槽内转动，直至导流孔不再受到限制而直接与外界连通，而此种连通方式并非是将油气直接外排至空气中，而是通过特殊容器对该油气进行收集；通过球体对进液孔上端的封隔，同时通过导流孔对进液孔侧壁的泄压，使得井下出现异常高压的情况下，保证本体内部的各部件不受损伤。进一步地，由于井下的异常高压的出现不规律，使得人工在调节进液孔开闭过程中无法做到及时有效，进而导致井喷事故成为高概率事件；在进液孔内壁中部设置压力传感器，可对井下的高压油气流进行实时监控，一旦井下压力超出标准值后，则压力传感器将数据信号传输至控制器，控制器控制驱动设备开始转动连接轴，及时通过球体将进液孔的中部阻断，避免了人工在调节时的不及时而导致井涌现象。其中，连接轴作为球体转动的核心部件，其局部长期暴露在高压油气流以及钻井液的不断冲刷作用下，而在该连接轴部分上套设防蚀轴套，可增加连接轴的防腐防蚀强度，避免连接轴上出现严重的腐蚀而导致球体的转动失效。而在球体下移时，使得下球座带动限位板顺势向支撑轴靠拢，此时弹簧被压缩，由于钻井液在注入进液孔时的冲量不能过高，以避免在注入的瞬间上球座以球体之间产生的间隙过大而导致油气上窜喷出，由此可知，与注入钻井液流量相匹配的弹簧的弹性系数相对较小，即在使用时极易受到损伤而致使球体对进液孔的密封失效，本技术在限位板底部嵌入橡胶块，同时在支撑轴的顶端设置具有弹性的锥尖，在限位板下移时，锥尖首先与橡胶块接触，通过橡胶块与锥尖之间的接触产生形变，以辅助弹簧对球体、下球座以及限位板所受到的冲击作用力，进而大大降低弹簧的受载强度，使得钻井液的注入进度与球体阻挡井下油气上窜的效率之间实现平衡，在最大程度上提高对本体内部的各部件的保护力度。还包括挡环以及由左环体、右环体封闭成环构成的限位块，挡环卡接在限位块的中部，所述上球座上端面设置有阶梯状的接触面，所述限位块下端面以及挡环下端面分别与所述接触面连接。上窜的油气直接作用到球体外壁上，使得球体受到一个垂直向上的作用应力，同样的球体会对上球座形成一定冲击，并且一旦球体发生沿本体轴线方向上的跳动，与球体连接的连接轴会扭曲而发生应力受损，因此在进液孔上部设置限位块以及挡环，可对上球座进行二级加固，避免上球座在本体内出现松动而延长球体向上运动而产生的位移，保证球体在异常高压的油气井中保持稳定的工作状态。在所述支撑板上设置有与进液孔内壁连接的扶正套，所述扶正套上端端部向上延伸至球体的中部。在球体受到油气流的不断冲击而进行的转动时，利用扶正套对球体外壁的限制，以维持球体绕其与连接轴的连接点做规则的圆周运动，防止球体发生径向跳动，保证球体以及上球座的稳定性。在所述套筒内壁上还设置有O型密封圈。作为优选，连接轴的一端与球体连接，其另一端贯穿套筒后向外延伸，而在套筒内壁上增加的O型密封圈可提高本体自身的气密性，提高球体在对井下上窜的油气流的隔绝效果。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本技术通过调节机构对进液孔的连通截面大小的调节，使得上窜的油气被阻挡，即阻碍油气流继续上窜，防止油气流上窜引起的井口溢流或是井涌事故的扩大化，避免了井控失调的发生，降低井喷的发生概率，以降低钻井过程中高压油气对钻进进度的影响；2、本技术通过橡胶块与锥尖之间的接触产生形变，以辅助弹簧对球体、下球座以及限位板所受到的冲击作用力，进而大大降低弹簧的受载强度，使得钻井液的注入进度与球体阻挡井下油气上窜的效率之间实现平衡，在最大程度上提高对本体内部的各部件的保护力度；3、本技术在进液孔上部设置限位块以及挡环，可对上球座进行二级加固，避免上球座在本体内出现松动而延长球体向上运动而产生的位移，保证球体在异常高压的油气井中保持稳定的工作状态。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
井口导流器，包括本体（1）、支撑板（9）、球体（5）以及上球座（13），在所述本体（1）内部开有进液孔（3），其特征在于：所述支撑板（9）固定在进液孔（3）的下部，上球座（13）固定在进液孔（3）上部且其内部与进液孔（3）连通，在支撑板（9）中部设置有支撑轴（8），弹簧（7）套设在支撑轴（8）上，在支撑板（9）上开有多个小孔（10），弹簧（7）的顶端设置有限位板（16），且限位板（16）底部与支撑轴（8）顶端留有间隙，所述支撑轴（8）上端设置有弹性的锥尖（18），限位板（16）底面嵌有正对锥尖（18）的橡胶块（17），下球座（6）固定在限位板（16）上，所述上球座（13）与下球座（6）之间形成一个球形的防喷腔体，球体（5）转动设置在所述防喷腔体内，且在所述球体（5）中部开有与进液孔（3）连通的通孔（4）；还包括调节机构（14），所述调节机构（14）包括贯穿本体（1）侧壁的套筒（141）和连接轴（142），所述连接轴（142）转动设置在套筒（141）内，所述连接轴（142）一端与球体（5）上部连接，连接轴（142）另一端沿本体（1）径向向外延伸，在套筒（141）上设有轴线与连接轴（142）轴线平行的导流孔（143），导流孔（143）的两端分别于进液孔（3）以及外界连通，在本体（1）侧壁上设有环形槽（145），且所述环形槽（145）将套筒（141）分割成两部分，在连接轴（142）上安装有挡块（144），所述挡块（144）滑动设置在环形槽（145）内，在初始工况下，所述挡块（144）将导流孔（143）中部与其两端隔绝，在所述进液孔（3）内侧壁上设置有压力传感器（146），压力传感器（146）通过控制器与用于驱动连接轴（142）的驱动设备连接，且在连接轴（142）外壁上设有防蚀轴套（147），防蚀轴套（147）一端与球体（5）侧壁连接，套筒（141）内侧端面上开有环形的卡接槽，防蚀轴套（147）另一端转动设置在卡接槽内；还包括挡环（11）以及由左环体（2）、右环体（12）封闭成环构成的限位块，挡环（11）卡接在限位块的中部，所述上球座（13）上端面设置有阶梯状的接触面，所述限位块下端面以及挡环（11）下端面分别与所述接触面连接；在所述支撑板（9）上设置有与进液孔（3）内壁连接的扶正套（15），所述扶正套（15）上端端部向上延伸至球体（5）的中部。...

【技术特征摘要】
1.井口导流器，包括本体（1）、支撑板（9）、球体（5）以及上球座（13），在所述本体（1）内部开有进液孔（3），其特征在于：所述支撑板（9）固定在进液孔（3）的下部，上球座（13）固定在进液孔（3）上部且其内部与进液孔（3）连通，在支撑板（9）中部设置有支撑轴（8），弹簧（7）套设在支撑轴（8）上，在支撑板（9）上开有多个小孔（10），弹簧（7）的顶端设置有限位板（16），且限位板（16）底部与支撑轴（8）顶端留有间隙，所述支撑轴（8）上端设置有弹性的锥尖（18），限位板（16）底面嵌有正对锥尖（18）的橡胶块（17），下球座（6）固定在限位板（16）上，所述上球座（13）与下球座（6）之间形成一个球形的防喷腔体，球体（5）转动设置在所述防喷腔体内，且在所述球体（5）中部开有与进液孔（3）连通的通孔（4）；还包括调节机构（14），所述调节机构（14）包括贯穿本体（1）侧壁的套筒（141）和连接轴（142），所述连接轴（142）转动设置在套筒（141）内，所述连接轴（142）一端与球体（5）上部连接，连接轴（142）另一端沿本体（1）径向向外延伸，在套筒（141）上设有轴线与连接轴（142）轴线平行的导流孔（143），...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕忠贵，
申请(专利权)人：成都国光电子仪表有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51