专利名称：浮子式油管内防喷塞及防井喷方法
技术领域：
本发明属于石油天然气行业，确切讲是浮子式油管内防喷塞及防井喷方法，用于 钻井及井下作业起钻过程中管柱内的防喷。
背景技术：
在钻井或井下作业的起钻过程中，会遇到井涌或井喷现象，现有防止井涌或井喷 采用如下技术1)防喷旋塞；2)可投入式油管堵塞器；3)油管内防喷挡板。防喷旋塞存在的问题当在井内发生溢流现象时，若对井内的出液情况判断不清， 当溢流达到300L/min排量时，很难将油管旋塞安装在油管上，造成井的失控。可投入式油管堵塞器存在问题在起钻时，可投入式油管防喷器对于直井而言，可 以投到压裂施工钻具水力锚的顶部进行坐封，但当用于大丛式井，亦即大斜度井上，该堵塞 器投不下去，过不了液面，就会在液面坐封，有的过了液面，但到不了水力锚顶部，达不到设 计防喷的工艺原理要求，因此，没有得到大量的推广与应用。油管内防喷挡板在下钻时要提前与施工工具连接好后下入到井内，因油管底部 是堵死的，入井时要排出大量的井内液体，压裂施工时，要灌入大量的清水，该防喷挡板的 价格也高，并且要进行打挡板作业工艺，增加了工序，增加了施工成本，没有得到大量的推 广应用。现在的油管防喷措施，不是在油管的顶部采措施，就是在油管的底部采取措施，其 根本的问题并没有解决。对于低压油气井，由于井内压力不会高于井筒内的液柱压力，因 此，下钻过程中，只要灌满井内的压井液，就可以防止井喷。往住由于抽汲后，或修井时，井 内的液面很低，灌水会造成油气井的二次污染，不要求进行压井作业。在起钻过程中由于钻 具在井内的活动，至使油管内溶入液体的气体分离出来，造成了井喷，这是低压油气井发生 井喷的根本原因。如，2009年安塞油田发生的井喷着火事故，长庆紧急调当年在科委特灭火 的队伍去灭火，结果还没有发挥多大作用，在采用其它方法灭火后，正常投入生产时，井的 产量不足1.5吨/日。
发明内容
本发明的目的是提供一种使用方便、操作安全、可靠性好的浮子式油管内防喷塞 及防井喷方法，以解决起钻作业的油管防喷问题。本发明的目的是这样实现的，浮子式油管内防喷塞，其特征是它包括上卡瓦总 成、键芯、阻尼软塞和浮子，键芯和阻尼软塞连接一体，通过阻尼软塞连接浮子，通过键芯连 接上卡瓦总成，使上卡瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子形成带上卡瓦总成的浮子，浮子的排 液量大于上卡瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子总体的重量。所述阻尼软塞和上卡瓦总成形成有释放井内压力的小孔，小孔将井内气体压力缓 慢释放出来，小孔直径为5-8mm之间。浮子式油管内防喷塞的防井喷方法，起钻时，上卡瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子整体放入井内的油管内，油管通过井口装置与井内套管连接座封在井口，井口装置与油管 之间套接有环形防喷器和间板防喷器；在浮子作用下整体漂浮在液体上，当井内液体喷出 时，在本体上倒卡瓦的作用下，则其坐封在油管内将油管通道堵塞，防止井内液体喷出；当 发生井喷时，则油管和套管是连通的，油管通道受到阻塞，井口环空采用环形防喷器进行封 堵，首先套管内有大量的液体喷出井外，而油管内的液流量会很小，将防喷旋塞戴在油管上 进行井控操作，再进行压井作业。本发明的优点是浮子式油管内防喷塞，由上卡瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子构 成，键芯和阻尼软塞连接一体，通过阻尼软塞连接浮子，通过键芯连接上卡瓦总成，使上卡 瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子形成带上卡瓦总成的浮子，浮子的排液量大于上卡瓦总成、 键芯、阻尼软塞和浮子总体的重量，与现有的油管内防喷器不同的是由上卡瓦总成、键芯、 阻尼软塞和浮子构成的防喷器漂浮在油管内液体的液面上，既不是在油管的顶部也不在油 管的下部，当井内液体喷出时，在本体上倒卡瓦的作用下，则其坐封在油管内将油管通道堵 塞，防止井内液体喷出。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明 图1是本发明的工艺原理示意图2是本发明的结构原理说明图。图中1、油管；2、环形防喷器；3、闸板防喷器；4、井口装置；5、套管；6、井口环空； 7、防喷塞；8、上卡瓦总成；9、键芯；10、阻尼软塞；11、浮子。
具体实施例方式如图1、图2所示，浮子式油管内防喷塞，包括上卡瓦总成8、键芯9、阻尼软塞10 和浮子11，键芯9和阻尼软塞10连接一体，通过阻尼软塞10连接浮子11，通过键芯9连接 上卡瓦总成8，使上卡瓦总成8、键芯9、阻尼软塞10和浮子11形成带上卡瓦总成8的浮子 11，浮子的排液量大于上卡瓦总成8、键芯9、阻尼软塞10和浮子11总体的重量，起钻时，上 卡瓦总成8、键芯9、阻尼软塞10和浮子11整体构成的防喷塞7放入井内的油管1内，在浮 子11作用下整体漂浮在井内液面液体上，当井内液体喷出时，在上卡瓦总成8的作用下，则 其坐封在油管1内将油管通道堵塞，防止井内液体喷出。在起钻时，当井内液面没有到达井口时，上卡瓦总成8、键芯9、阻尼软塞10和浮子 11形成的防喷塞7直接投入井内，油管1通过井口装置4与井内套管5连接座封在井口，井 口装置4与油管1之间套接有环形防喷器2和闸板防喷器3。防喷塞7投入井内开始卸井 口起钻。当井内液面到达井口，并有小量返水时，可用人工的方式，将其缓慢压入油管1 内，当第一根管柱起完钻后，由于井内液面只能到达井口，浮子式油管堵塞器也会停留在井 口上。反复用人工的方式将其压入油管内，直到将所有钻具起完。当发生井喷时，则油管1和套管5是连通的，油管1通道受到阻塞，井口环空6采 用环形防喷器2进行封堵，首先套管5内有大量的液体喷出井外，而油管内的液流量会很 小，可以有较为充足的时间将防喷旋塞戴在油管1上进行井控操作，达到井控的要求，再进行压井作业，确保起钻过程的安全。 阻尼软塞10和上卡瓦总成8形成有释放井内压力的小孔，小孔将井内气体压力缓 慢释放出来，小孔要根据节流阻力的计算公式进行计算，直径为5-8mm之间。直径太大起不 了防喷作用，直径太小井内液体分离出来的气体不能及时释放。小孔能防止井内大量的气 体一次性喷出，对井口操作人员有伤害。因为，当井内压力不释放时，在起钻的过程中，在井 内压力作用下，浮子式油管内防喷塞会出现坐封在油管1内，随着钻具的起出，也会随钻具 上升，脱离液面，一旦浮子式油管内防喷塞起到井口位置，将管柱卸开时，井内的气压会突 然释放，造成伤人或井喷，反而起不到防喷作用。
权利要求
浮子式油管内防喷塞的防井喷方法，其特征是起钻时，上卡瓦总成(8)、键芯(9)、阻尼软塞(10)和浮子(11)整体放入井内的油管(1)内，油管(1)通过井口装置(4)与井内套管(5)连接座封在井口，井口装置(4)与油管(1)之间套接有环形防喷器(2)和闸板防喷器(3)；在浮子(11)作用下整体漂浮在液体上，当井内液体喷出时，在本体上倒卡瓦的作用下，则其坐封在油管(1)内将油管通道堵塞，防止井内液体喷出；当发生井喷时，则油管(1)和套管(5)是连通的，油管(1)通道受到阻塞，井口环空(6)采用环形防喷器(2)进行封堵，首先套管(5)内有大量的液体喷出井外，而油管(1)内的液流量会很小，将防喷旋塞戴在油管(1)上进行井控操作，再进行压井作业。
2.依据防井喷方法设计的浮子式油管内防喷塞，其特征是它包括上卡瓦总成(8)、键 芯(9)、阻尼软塞(10)和浮子(11)，键芯(9)和阻尼软塞(10)连接一体，通过阻尼软塞(10) 连接浮子(11)，通过键芯(9)连接上卡瓦总成(8)，使上卡瓦总成(8)、键芯(9)、阻尼软塞 (10)和浮子(11)形成带上卡瓦总成的浮子(11)，浮子(11)的排液量大于上卡瓦总成(8)、 键芯(9)、阻尼软塞(10)和浮子(11)总体的重量。
3.根据权利要求2所述的浮子式油管内防喷塞，其特征是所述阻尼软塞(10)和上卡 瓦总成(8)形成有释放井内压力的小孔，小孔将井内气体压力缓慢释放出来，小孔直径为 5-8mm之间。
全文摘要
本发明属于石油天然气行业，确切讲是浮子式油管内防喷塞及防井喷方法，浮子式油管内防喷塞，其特征是它包括上卡瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子；防井喷方法是起钻时，上卡瓦总成、键芯、阻尼软塞和浮子整体放入井内的油管内，油管通过井口装置与井内套管连接座封在井口，井口装置与油管之间套接有环形防喷器和闸板防喷器；当井内液体喷出时，其坐封在油管内将油管通道堵塞，防止井内液体喷出；当发生井喷时，则油管和套管是连通的，油管通道受到阻塞，首先套管内有大量的液体喷出井外，将防喷旋塞戴在油管上进行井控操作，再进行压井作业。它使用方便、操作安全、可靠性好，解决了起钻作业的油管防喷问题。
文档编号E21B33/03GK101899958SQ20101025541
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者刘培润, 孙虎, 赵国兴, 赵小充, 邓继学, 陈志 , 马信生, 高红平 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司