一種打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器及其通訊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，屬于井下防噴技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器主要包括通訊模塊、控制模塊、動(dòng)力模塊、以及執(zhí)行模塊，所述打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器執(zhí)行模塊的膠筒可由打壓滑塊打壓入液體使其膨脹，實(shí)現(xiàn)坐封；卸載通道連通的時(shí)候，膠筒內(nèi)的液體通過卸載通道流出，實(shí)現(xiàn)解封。本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，可以多次重復(fù)使用，反應(yīng)迅速，適合于全井段和各種井型，安全系數(shù)高，使用壽命長,坐封后有新的循環(huán)通道連通，有利于后續(xù)壓井作業(yè)。
【專利說明】
一種打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器及其通訊方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種在油氣田鉆井過程中發(fā)生井涌、井噴時(shí)的防噴技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油勘探和油田開發(fā)的各項(xiàng)任務(wù)中，鉆井起著十分重要的作用，諸如尋找和證實(shí)含油氣構(gòu)造，獲得工業(yè)油流，探明已證實(shí)的含油氣構(gòu)造的含油氣面積和儲(chǔ)量，取得有關(guān)油田的地質(zhì)資料和開發(fā)數(shù)據(jù)，最后將原油從地下取到地面上來等等無一不是通過鉆井來完成的，鉆井是勘探與開采石油及天然氣資源的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是勘探和開發(fā)石油的重要手段。
[0003]在鉆井過程中，當(dāng)鉆遇油氣層時(shí)，如果井底壓力低于地層壓力，地層流體就會(huì)進(jìn)入井眼，大量地層流體進(jìn)入井眼后，就有可能產(chǎn)生井涌，井噴，甚至著火等，釀成重大事故。因此，在鉆井過程中，采取有效措施進(jìn)行油氣井壓力控制是鉆井安全的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。但是，由于高壓油氣層的壓力很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，尤其是在新的區(qū)塊打探井時(shí)更是如此，因此鉆井過程中地層高壓油氣進(jìn)入井眼的事情時(shí)有發(fā)生。以下三種情況下皆有可能發(fā)生井涌井噴事故:鉆進(jìn)過程中、起下鉆桿過程、空井狀態(tài)。空井狀態(tài)發(fā)生井噴幾率很低，起下鉆過程若能控制好起下鉆速度，防止過大的抽吸力，是可以有效減少井涌井噴事故發(fā)生幾率的，而鉆進(jìn)過程中因無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)高壓油氣層壓力，發(fā)生井涌井噴的概率最大。
[0004]當(dāng)發(fā)現(xiàn)井涌、井噴征兆時(shí)，快速高效的進(jìn)行關(guān)井和壓井作業(yè)是有效減少井噴事故的重要保證。傳統(tǒng)的關(guān)井作業(yè)(國內(nèi)多用軟關(guān)井)是:發(fā)現(xiàn)井涌后，先打開節(jié)流閥，再關(guān)閉防噴器，這樣對(duì)井口裝置及環(huán)空水擊作用小，但由于其關(guān)井時(shí)間長，地層流體侵入量較大，額外增加的地層流體也會(huì)對(duì)井口裝置及地層有附加壓力，會(huì)給壓井帶來困難。
[0005]目前，油氣田鉆井過程中所用的防噴器多安裝于井口，在鉆進(jìn)過程中，鉆柱近鉆頭處會(huì)安裝有箭型止回閥防止鉆柱內(nèi)流體的逆流，而井口防噴器在鉆進(jìn)過程中多用于封隔環(huán)空，只有當(dāng)需要進(jìn)行剪斷鉆桿操作時(shí)候，才進(jìn)行全井眼封井。當(dāng)操作人員在井上發(fā)現(xiàn)井下可能的井涌現(xiàn)象后，開啟控制系統(tǒng)完成井口防噴器關(guān)井作業(yè)，以防止井噴事故發(fā)生。這類防噴器的動(dòng)作，必須依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心，才可能防止井噴事故發(fā)生。如果操作人員的經(jīng)驗(yàn)不足或者工作時(shí)的疏忽，未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)井涌或井噴跡象，就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的事故。而且傳統(tǒng)的井口防噴器在關(guān)井作業(yè)后，進(jìn)行的替泥漿壓井操作時(shí)間長，會(huì)導(dǎo)致更多的底層流體侵入井筒內(nèi)，加大了井下環(huán)空壓差，從而加大了控制井噴的難度。因此若能發(fā)明一種井下環(huán)空防噴器隨鉆柱下入井內(nèi)，當(dāng)?shù)孛娼邮盏骄拙烤畤娦盘?hào)時(shí)候，操作井下環(huán)空防噴器封隔環(huán)空，而近鉆頭處的止回閥又能有效的封隔鉆柱內(nèi)，并且在封隔后能夠在環(huán)空封隔器上方導(dǎo)通鉆柱內(nèi)和環(huán)空，以便于后續(xù)的替重泥漿壓井作業(yè)的井下環(huán)空防噴器，且采用這種井下環(huán)空封隔器配合近鉆頭止回閥(單向閥)以及早期井涌溢流預(yù)警系統(tǒng)，可以達(dá)到早發(fā)現(xiàn)、早處理的井控指導(dǎo)原則，并且較常規(guī)的井控操作更容易進(jìn)行。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?00910263415.7，公布號(hào)為CN101748984A，公布日為2010年06月23日，名稱為裝于鉆柱內(nèi)的井下自動(dòng)控制的井下防噴器的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種井下防噴器，該防噴器雖然能夠在一定程度上解決井涌時(shí)的防噴，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組件較多，安裝以及更換相對(duì)復(fù)雜，相應(yīng)地造成了成本昂貴，且該防噴器在進(jìn)行防噴后，在不存在壓差的情況下，通過彈簧恢復(fù)防噴器的原始結(jié)構(gòu)，用于重復(fù)利用，若防噴器內(nèi)外仍然存在壓差，則很可能彈簧力小于壓差，不能使防噴器恢復(fù)重新利用；而且彈簧在多次使用過后，容易損壞，當(dāng)防噴器使用過程中，彈簧損壞，則防噴器無法恢復(fù)，該防噴器不能取出，造成堵塞，不能再次重復(fù)使用，反而給后續(xù)的操作帶來諸多不便。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?01010148874.3，公布號(hào)為CN101812981A，公布日為2010年08月23日，名稱為一種機(jī)械式井下內(nèi)外一體防噴器的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，公開了一種井下內(nèi)外一體防噴器，該防噴器能在一定程度上解決井涌時(shí)的防噴，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且采用剪斷銷釘坐封，而該銷釘又承擔(dān)鉆井過程中連接上下鉆具并傳遞扭矩作用，但是鉆井過程工況惡劣，尤其在鉆進(jìn)過程中，鉆柱振動(dòng)嚴(yán)重，銷釘很可能因長期承受變剪切力和變扭矩作用而疲勞斷裂，因此該防噴器的可靠性不高，極容易因銷釘?shù)囊馔鈹嗔讯l(fā)生誤操作，并引起一系列的井下事故。而且在需要進(jìn)行封隔的時(shí)候需要向下部鉆具加很大的鉆壓才能把銷釘剪斷，而鉆柱下部鉆具組合能承受的鉆壓是一定的，那么剪斷銷釘?shù)倪^程就很容易把下部鉆具損壞，導(dǎo)致井下事故發(fā)生。該發(fā)明專利申請(qǐng)中還存在一個(gè)問題，即假使封隔環(huán)空前的一切操作都正常，但是環(huán)空封隔不徹底，則容易導(dǎo)致環(huán)空內(nèi)的地層高壓油氣經(jīng)過導(dǎo)流孔再次反灌入鉆桿內(nèi)，從而導(dǎo)致下面箭型止回閥鉆桿內(nèi)封隔的功能失效，使井控變得更加難以操作。而且該發(fā)明申請(qǐng)的井下內(nèi)外一體防噴器，銷釘剪斷后就必須停鉆，起出鉆柱對(duì)內(nèi)外一體防噴器進(jìn)行跟換或者維修，即下井后只能使用一次，不利于重復(fù)操作使用。
[0008]申請(qǐng)?zhí)?01110138301.7，申請(qǐng)公布號(hào)CN 102235158 B，申請(qǐng)公布日2011年5月26日，名為一種井下環(huán)空防噴器及其裝配工藝的中國發(fā)明專利申請(qǐng)，工作原理是:當(dāng)井下發(fā)生溢流時(shí)，下放鉆柱，實(shí)現(xiàn)膠筒的座封，同時(shí)上接頭上開的孔與中心筒上的孔對(duì)接，建立起新的循環(huán)通道，有利于下一步的壓井。上提鉆柱鉆柱能實(shí)現(xiàn)膠筒的解封。這種設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)防噴器的重復(fù)使用。但是這種防噴器的操作需要人工下放鉆柱，對(duì)工人的技術(shù)有一定的要求，在下放鉆柱的過程中會(huì)存在一定的危險(xiǎn)性，自動(dòng)化比較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用十分方便，操作極為簡易的裝置;采用該環(huán)空防噴器能夠確保鉆井過程安全、可靠;該裝置構(gòu)思巧妙，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，具有很高的可行性，適合推廣，可以迅速封井和解封，有效的防止井涌和井噴，且無需起出鉆柱進(jìn)行防噴器更換，能夠重復(fù)使用，降低總成本。
[0010]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0011]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，它包括上接頭、環(huán)空滑塊、外套筒、中心筒、電機(jī)、固定筒、集線器、打壓滑塊、限位開關(guān)、單向閥、上膠筒座、膠筒、下膠筒座和下接頭;所述中心筒外套有上接頭和下接頭且與中心筒采用螺紋固定連接，所述上接頭開有環(huán)空滑槽，滑槽最左端開有通氣口，且上接頭開有環(huán)空通道。
[0012]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，外套筒與上下接頭采用了最為方便的螺紋連接，使得配合更為緊密，上接頭的環(huán)空滑槽與環(huán)空滑塊相配合，便于滑塊的滑動(dòng)，滑槽左端的通氣空可以減少阻力。本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，環(huán)空滑塊與電機(jī)采用絲桿螺母副傳動(dòng)，環(huán)空滑塊上部開有凸塊，所述外套筒開有對(duì)應(yīng)的凹槽。
[0013]由于采用的上述結(jié)構(gòu)，絲桿螺母副的動(dòng)力傳遞方式功率損耗較小，傳動(dòng)最直接，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)環(huán)空滑塊，快速的打開或者關(guān)閉新的循環(huán)通道。
[0014]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，所述電機(jī)采用空心杯電機(jī)，其轉(zhuǎn)子為空心杯轉(zhuǎn)子，電機(jī)的外殼采用與固定筒一體化的方式，且上端伸出一段凸起內(nèi)嵌于外套筒中。
[0015]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，電機(jī)的外殼采用與固定筒一體化，固定筒參與了電機(jī)定位，內(nèi)嵌于外套筒的部分實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的徑向定位，且將電池、控制模塊與電機(jī)隔開，防止受到惡劣環(huán)境的影響。
[0016]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，打壓滑塊與電機(jī)采用絲桿螺母副傳動(dòng)的方式，打壓滑塊上端的凸塊(10-1)與外套筒凹槽(3-2)相互配合，并且打壓滑塊的凸塊(10-1)為可壓縮彈簧結(jié)構(gòu)，同時(shí)凸塊(10-1)右端開有一個(gè)斜楔。
[0017]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，絲桿螺母副的動(dòng)力傳遞方式功率損耗較小，傳動(dòng)最直接，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)打壓滑塊，將液體壓入膠筒，實(shí)現(xiàn)密封，并且能在壓井完成后能實(shí)現(xiàn)快速解封;打壓滑塊上的凸塊和外套筒的凹槽組成導(dǎo)軌，便于打壓滑塊的滑動(dòng)，同時(shí)凸塊開有斜楔且可壓縮，組裝簡單方便。
[0018]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，限位開關(guān)位于打壓滑塊環(huán)空內(nèi)，限位開關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸線通過打壓滑塊的通孔與集線器相連，限位開關(guān)對(duì)應(yīng)有四個(gè)信號(hào)發(fā)射器(11_2、3、4、5)。
[0019]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，信號(hào)接收器(10-1)接收到不同信號(hào)發(fā)射器的信號(hào)時(shí)控制系統(tǒng)采取不同的動(dòng)作，(10-2)所攜帶的信號(hào)為先關(guān)閉旁通，再連接卸載通道，實(shí)現(xiàn)卸載；(10-3)所攜帶的信號(hào)為打壓起始位置，(10-4)所攜帶的為打壓最大行程位置；(11-5)為打開旁通位置。限位開關(guān)使得防噴器動(dòng)作快速精準(zhǔn)。
[0020]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，所述打壓滑塊采用雙流道設(shè)計(jì)，打壓和卸載流道各不相同。
[0021]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，打壓時(shí)第一流道(10-4)連通，液體從打壓倉通過單向閥進(jìn)入膠筒，使膠筒膨脹，單向閥屬于單向?qū)?，所以液體不可通過單向閥回流。
[0022]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，所述打壓滑塊(10)上開有卸載通道(10-3)，上膠筒座
(13)上開有卸載通道(13-1)，所述下膠筒座(15)與銷釘(15-1)組成限位裝置。
[0023]由于采用了上述結(jié)構(gòu)，卸載時(shí)，卸載通道(13-1)和卸載通道(10-3)連通，膠筒內(nèi)的液體經(jīng)過卸載通道，從第二流道排出，實(shí)現(xiàn)卸載;銷釘(15-1)在下膠筒座的凹槽內(nèi)的滑動(dòng)行程來限制膠筒的行程，避免膠筒位移過大。
[0024]本發(fā)明的井下環(huán)空防噴器，采用泥漿壓力脈沖通訊方式，所述通訊模塊包括地面控制中心、編碼器、脈沖轉(zhuǎn)換器、井下連續(xù)波脈沖發(fā)生器、防噴器信號(hào)處理器、譯碼器。
[0025]由于采用了上述通訊方式，地面控制中心發(fā)出控制命令，傳輸至編碼器，編碼器對(duì)控制命令按曼徹斯特編碼規(guī)則進(jìn)行編碼處理，經(jīng)過脈沖轉(zhuǎn)換器使其轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖序列，該編碼序列驅(qū)動(dòng)井下連續(xù)波脈沖發(fā)生器將電子脈沖序列轉(zhuǎn)換為泥漿壓力脈沖序列，經(jīng)過防噴器信號(hào)處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，傳輸至譯碼器，對(duì)脈沖序列進(jìn)行譯碼，從而得到地面的控制命令，再由控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，(I)結(jié)構(gòu)簡單，操作極為簡易；(2)采用該環(huán)空防噴器能夠確保鉆井過程安全、可靠；(3)可以多次重復(fù)使用，適合于全井段和各種井型，安全系數(shù)高，使用壽命長，坐封后有新的循環(huán)通道連通，有利于后續(xù)壓井作業(yè)；(4)可以迅速封井和解封，有效的防止井涌和井噴，且無需起出鉆柱進(jìn)行防噴器更換，能夠重復(fù)使用，降低總成本，具有很高的可行性，適合推廣。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器結(jié)構(gòu)總成示意圖。
[0028]圖2為本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器限位開關(guān)局部放大圖。
[0029]圖3為本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器A-A處剖視圖。
[0030]圖4為本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器B-B處剖視圖。
[0031]圖5為本發(fā)明的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器泥漿壓力脈沖通訊流程圖。
[0032]圖中標(biāo)記:1_上接頭、1-1-通氣孔、1-2-環(huán)空滑槽、1-3-環(huán)空通道、2-環(huán)空滑塊、3-外套筒、4-中心筒、5-電機(jī)、6-固定筒、7-電池、8-控制模塊、9-集線器、10-打壓滑塊、10-1-可壓縮滑塊、10-2-銷釘、10-3-卸載通道、10-4-第一流道、10_5第二流道、11-限位開關(guān)、12-單向閥、13-上膠筒座、14-膠筒、15-下膠筒座、15-1-銷釘、16-下接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說明。
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0035]具體實(shí)施例1:
[0036]如圖1所示，一種打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，它包括上接頭(I)、環(huán)空滑塊(2)、外套筒(3)、中心筒(4)、電機(jī)(5)、固定筒(6)、集線器(9)、打壓滑塊(10)、限位開關(guān)(11)、單向閥(12)、上膠筒座(13)、膠筒(14)、下膠筒座(15)和下接頭(16);中心筒(4)外套有上接頭
(I)和下接頭(16)且與中心筒(4)采用螺紋固定連接，上接頭(I)開有環(huán)空滑槽(1-2)與環(huán)空滑塊(2)配合，凹槽最左端開有通氣口(1-1)，且上接頭(I)開有環(huán)空通道(1-3)，外套筒與上下接頭采用了最為方便的螺紋連接，使得配合更為緊密，上接頭的環(huán)空滑槽與環(huán)空滑塊相配合，便于滑塊的滑動(dòng)，滑槽左端的通氣空可以減少阻力。打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器采用絲桿螺母副傳動(dòng)，拖動(dòng)環(huán)空滑塊(2)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，迅速推動(dòng)打壓滑塊和環(huán)空滑塊;限位開關(guān)
(II)由信號(hào)發(fā)射器(11_2、3、4、5)和信號(hào)接收器(11-1)組成，接收器(11-1)接收到不同的信號(hào)使電機(jī)(5)實(shí)現(xiàn)打壓、卸載、建立新的循環(huán)通道;打壓滑塊(10)采用雙流道設(shè)計(jì)，打壓和卸載流道各不相同；電機(jī)(5)的外殼體與固定筒(6)為一個(gè)整體，且嵌入外套筒實(shí)現(xiàn)軸向和周向定位;環(huán)空滑塊(2)的凸起(2-1)和外套筒(3)上的凹槽(3-1)相互配合形成滑道并可是實(shí)現(xiàn)周向定位;打壓滑塊(10)的凸塊(10-1)為可壓縮的彈簧結(jié)構(gòu)，同時(shí)凸塊(10-1)右端開有一個(gè)斜楔;單向閥(12)可以使液體單向流過并進(jìn)入膠筒(14)，使膠筒(14)膨脹；下膠筒座
(15)與銷釘(15-1)組成限位裝置，防止膠筒(14)膨脹時(shí)變形過大。
[0037]具體實(shí)施例2:
[0038]基于實(shí)施例1的裝置，打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器防噴方法為:
[0039]1.發(fā)現(xiàn)溢流時(shí)，地層高壓液體經(jīng)過鉆頭進(jìn)入鉆柱內(nèi)向上流動(dòng)，發(fā)現(xiàn)溢流，地面關(guān)井后，地層高壓液體通過鉆頭進(jìn)入鉆柱內(nèi)向上流動(dòng)，使鉆頭附近的井下內(nèi)防噴工具關(guān)閉，封堵鉆柱內(nèi)通道，同時(shí)，井筒環(huán)空中的地層高壓流體通過井下防噴器下接頭，此時(shí)需要采取防噴措施。
[0040]2.由地面控制中心(a)發(fā)出控制命令，傳輸至編碼器(b)，編碼器(b)對(duì)控制命令按曼徹斯特編碼規(guī)則進(jìn)行編碼處理，經(jīng)過脈沖轉(zhuǎn)換器(C)使其轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖序列，該編碼序列驅(qū)動(dòng)井下連續(xù)波脈沖發(fā)生器(d)將電子脈沖序列轉(zhuǎn)換為泥漿壓力脈沖序列，經(jīng)過防噴器信號(hào)處理器(e)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，傳輸至譯碼器(f)，對(duì)脈沖序列進(jìn)行譯碼，從而得到地面的控制命令，再由控制模塊(8)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。
[0041 ] 3.電機(jī)在電信號(hào)的控制下，通過絲桿螺母副傳動(dòng)方式，推動(dòng)打壓滑塊(10)將液體壓進(jìn)膠筒，使膠筒膨脹實(shí)現(xiàn)密封，打壓完成后，環(huán)空通道(1-3)打開，形成新的循環(huán)通道，為后續(xù)壓井做好準(zhǔn)備。
[0042]5.需要解封時(shí)，重復(fù)步驟1、2，電機(jī)反向拖動(dòng)打壓滑塊(10)，此時(shí)卸載通道(10-3)和(13-1)連通，膠筒的打壓液體流回打壓倉，通過第二流道(10-5)流出，即可關(guān)閉環(huán)空通道(1-3)和解封ο
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:它包括上接頭(I)、環(huán)空滑塊(2)、外套筒(3)、中心筒(4)、電機(jī)(5)、固定筒(6)、集線器(9)、打壓滑塊(10)、限位開關(guān)(11)、單向閥(12)、上膠筒座(13)、膠筒(14)、下膠筒座(15)和下接頭(16);所述中心筒(4)外套有上接頭(I)和下接頭(16)，且上下接頭與中心筒(4)采用螺紋固定連接，所述上接頭(I)開有環(huán)空滑槽(1-2)，滑槽最左端開有通氣口(1-1)，且上接頭(I)開有環(huán)空通道(1-3);所述打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器采用絲桿螺母副傳動(dòng);所述限位開關(guān)(11)由信號(hào)發(fā)射器(11_2、3、4、5)和信號(hào)接收器(11-1)組成;所述打壓滑塊(10)采用雙流道設(shè)計(jì);所述電機(jī)(5)的外殼體與固定筒(6)為一個(gè)整體;所述環(huán)空滑塊(2)上裝有凸塊(2-1)，外套筒(3)上開有凹槽(3-1);所述打壓滑塊(10)的凸塊(10-1)為可壓縮的彈簧結(jié)構(gòu)，同時(shí)凸塊(10-1)右端開有一個(gè)斜楔;所述下膠筒座(15)與銷釘(15-1)組成限位裝置;所述打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器采用泥漿壓力脈沖通訊方式，所述通訊方式利用脈沖轉(zhuǎn)換器(c)、井下連續(xù)波脈沖發(fā)生器(d)將地面控制中心(a)的控制信號(hào)經(jīng)過一系列的處理轉(zhuǎn)換過濾最終被井下防噴器的控制模塊(8)所接收，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。2.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:所述環(huán)空滑塊(2)與電機(jī)(5)采用絲桿螺母副傳動(dòng)，環(huán)空滑塊(2)上部開有凸起(2-1)，所述外套筒(3)開有對(duì)應(yīng)的凹槽(3-1)，環(huán)空滑塊(2)裝有凸塊(2-1)，外套筒(3)開有凹槽(3-1)。3.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:所述電機(jī)(5)采用空心杯電機(jī)，其轉(zhuǎn)子為空心杯轉(zhuǎn)子，電機(jī)(5)的外殼米用與固定筒(6)一體化的方式；固定筒(6)上端凸起內(nèi)嵌與外套筒(3)中，內(nèi)部裝有電池(7)、控制模塊(8)、電機(jī)(5)。4.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:所述打壓滑塊(10)與電機(jī)(5)采用絲桿螺母副傳動(dòng)的方式，打壓滑塊(10)上端的凸塊(10-1)與外套筒(3)凹槽(3-2)相互配合，并且打壓滑塊(10)的凸塊(10-1)為可壓縮彈簧結(jié)構(gòu)，同時(shí)凸塊(10-1)右端開有一個(gè)斜楔。5.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:所述限位開關(guān)(11)位于打壓滑塊(10)環(huán)空內(nèi)，限位開關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸線通過打壓滑塊(10)的通孔與集線器相連，限位開關(guān)(11)對(duì)應(yīng)有四個(gè)信號(hào)發(fā)射器(11_2、3、4、5)。6.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:所述打壓滑塊(10)采用雙流道設(shè)計(jì)，打壓和卸載流道各不相同。7.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器，其特征在于:所述打壓滑塊(10)上開有卸載通道(10-3)，上膠筒座(13)上開有卸載通道(13-1)，所述下膠筒座(15)與銷釘(15-1)組成限位裝置。8.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器的通訊控制方法，其特征在于:采用泥漿壓力脈沖通訊方式，所述通訊方式包括地面控制中心(a)、編碼器(b)、脈沖轉(zhuǎn)換器(C)、井下連續(xù)波脈沖發(fā)生器(d)、防噴器信號(hào)處理器(e)、譯碼器(f)。9.如權(quán)利要求1所述的打壓膨脹式井下環(huán)空防噴器的通訊控制方法，其特征在于:由地面控制中心(a)發(fā)出控制命令，傳輸至編碼器(b)，編碼器(b)對(duì)控制命令按曼徹斯特編碼規(guī)則進(jìn)行編碼處理，經(jīng)過脈沖轉(zhuǎn)換器(c)使其轉(zhuǎn)換成一個(gè)脈沖序列，該編碼序列驅(qū)動(dòng)井下連續(xù)波脈沖發(fā)生器(d)將電子脈沖序列轉(zhuǎn)換為泥漿壓力脈沖序列，經(jīng)過防噴器信號(hào)處理器(e)對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，傳輸至譯碼器(f)，對(duì)脈沖序列進(jìn)行譯碼，從而得到地面的控制命令，再由控制模塊(8)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。
【文檔編號(hào)】E21B47/12GK105927179SQ201610294584
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】黎偉, 宋偉, 雷鴻翔, 袁勝桐, 孫切, 寧點(diǎn), 楊博, 楊牧, 宋金麗, 周妍竹, 羅獻(xiàn)科, 李果林, 陳檢
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)