一种井下防喷器的制作方法

1.本实用新型涉及属于石油开采装备技术领域，具体涉及一种井下防喷器。


背景技术：

2.防喷器是一种用于钻、完和修井过程中防止井喷等事故发生的工具，对安全钻进有着重要的作用。
3.目前，国内关于机械式旋转导向装置提出了很多方案，最常用见的方法有：
4.专利号为cn201210062175.6的中国专利《一种滑套式井下防喷器及其应用》提出利用投球憋压的方式剪断液压缸销钉来实现滑套的运动。该专利通主要由胶筒、滑套、本体、球座以及销钉部分组成。该专利通过中心管径向通孔将钻杆内流体压入橡胶筒内部，橡胶筒膨胀从而实现封隔钻杆外部环空的功能。但是存在钻杆内液压力不稳定，无法锁定橡胶筒，易造成橡胶筒回缩，可靠性难以保证的问题。
5.专利号为cn201720008143.6的中国专利《一种井下防喷器》设计了一种井下防喷器，主要由上接头、中心筒、挡环、胶筒、压缩锥体、剪钉、固定环、止回阀和下接头组成。该专利依靠钻杆外部压力驱动滑套运动，滑套将橡胶筒顶起膨胀从而实现关闭钻杆外部环空功能。该专利中的滑套仅依靠钻杆外部压力驱动，可靠性较活塞内外有压力差的驱动方式低。
6.该些常规井下防喷器虽然能满足井控压井等要求，但关闭钻杆外部的环空时，该橡胶筒的可靠性较低，并其在封闭环空时，对于井喷的支撑效果并不理想，可能会导致橡胶筒失效等问题，会影响钻、完和修井的安全。
7.因此，如何提供一种能提高防喷器的使用可靠性便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是提供一种提高防喷器的使用可靠性的防喷器。
9.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
10.一种井下防喷器，包括：
11.中心管，其为内部具有腔室的中空设置；
12.内骨架，所述内骨架沿所述中心管的轴向方向延伸布置，所述内骨架套设于所述中心管的外圆周面，所述内骨架为刚性体，所述内骨架具有沿所述中心管轴向方向上呈上下分布的上内骨架和下内骨架，所述上内骨架和所述下内骨架相对的一端为相互转动连接，所述上内骨架的另一端相对于所述中心管呈铰接设置，所述下内骨架的另一端为自由端能够沿着所述中心管的外圆周面移动；
13.推动体，所述推动体套设在所述中心管的外圆周面并沿所述中心管的轴向方向布置在所述下内骨架的下方，所述推动体具有沿上下分布的上端和下端，所述下内骨架的所述自由端相对于所述推动体的上端呈铰接设置，所述中心管对应所述推动体的外圆周面处开设有沿其轴向方向分布的若干止回齿，每一所述止回齿均包括止回齿面，所述止回齿面
与由所述下端至所述上端的轴向方向的夹角不大于90
°
，所述推动体的内表面开设有匹配所述止回齿的齿使得推动体仅能够沿所述中管由下向上移动并移动后能够自锁，所述推动体远离所述下内骨架的一端的沿所述中心管轴向方向的下方留有空间，原始状态时所述推动体通过销钉固定连接所述中心管；
14.橡胶圈，其具有沿所述中心管的轴向方向的长度，所述橡胶圈套设在所述内骨架的外侧，所述橡胶圈靠近所述上内骨架的一端相对于所述中心管呈固定状态设置，所述下内骨架被所述推动体推动而移动时，所述上内骨架和所述下内骨架相互转动能够于所述中心管的周向方向上向外撑起所述橡胶圈；
15.所述原始状态是：所述内骨架沿所述中心管轴向方向延伸设置且并未向外撑起所述橡胶圈。
16.作为优选，所述内骨架包括内骨架上边环、内骨架下边环和分布在所述内骨架上边环和所述内骨架下边环之间的若干支撑杆，所述内骨架上边环和所述内骨架下边环沿所述中心管的轴向方向上下分布并均套设在所述中心管的外圆周面，若干所述支撑杆沿所述中心管的周向方向分布在所述中心管的外圆周面的外侧，每个所述支撑杆均包括上支撑杆和下支撑杆，所述内骨架上边环相对于所述中心管呈固定设置，所述上支撑杆和其所对应的所述下支撑杆通过销轴二转动连接，所述上支撑杆的另一端通过销轴一铰接于所述内骨架上边环，所述下支撑杆的另一端通过销轴三铰接于所述内骨架下边环，所述内骨架下边环固定连接所述推动体的上端，若干沿所述中心管周向方向分布的所述上支撑杆形成所述上内骨架，若干沿所述中心管周向方向分布的所述下支撑杆形成所述下内骨架。
17.作为优选，所述支撑杆的数量为八个，八个所述支撑杆沿所述中心管的周向方向均匀分布在所述中心管的外圆周面的外侧。
18.作为优选，所述推动体包括：
19.推力环，其套设在所述中心管的外圆周面并沿所述中心管的轴向方向布置在所述下内骨架的下方，所述推力环靠近所述下内骨架的一端形成所述推动体的上端，对应所述推力环的所述中心管的外圆周面开设有若干所述止回齿，相对应的所述推力环的内表面开设有匹配所述止回齿的齿使得推力环仅能够沿所述中管由下向上移动并移动后能够自锁；
20.外活塞，其套设在所述中心管的外圆周面并沿所述中心管的轴向方向布置在所述推力环的下方，所述外活塞靠近所述推力环的一端被所述推力环覆盖连接，所述外活塞远离所述推力环的一端形成所述推动体的下端，该下端的沿所述中心管轴向方向的下方留有空间，所述外活塞通过销钉固定连接所述中心管。
21.作为优选，所述外活塞具有朝向所述中心管的内周面，所述内周面和所述中心管的外圆周面之间形成有密闭钻井液填充空隙，对应所述钻井液填充空隙的所述中心管的管壁开设有第一通孔，使得所述密闭钻井液填充空隙连通所述中心管的所述腔室，所述中心管沿其轴向方向分布在上、下两端的端部分别为上端部和下端部，所述上端部处连接中空设置的钻杆并所述上端部设有上开口使得所述钻杆和所述中心管的内部相连通，能够使得钻井液通过所述钻杆进入所述中心管的所述腔室进而通过所述第一通孔进入所述密闭钻井液填充空隙，所述下端部连接钻头。
22.作为优选，所述中心管对应所述外活塞的管壁还开设有第二通孔，沿所述中心管的轴向方向上所述第二通孔位于所述第一通孔的下方，原始状态时所述外活塞封闭封闭所
述第二通孔，原始状态时，沿所述中心管的轴向方向上所述销钉位于所述第二通孔的上方且位于所述钻井液填充空隙的下方，所述外活塞被井喷推动后，所述外活塞移动未封闭所述第二通孔。
23.作为优选，所述中心管上的外圆周面沿所述中心管的径向方向向外凸伸形成一台阶，所述外活塞具有相连接的大内径上段和小内径下段，所述小内径下段的内侧贴附在所述中心管的外圆周面上，所述大内径上段的靠近所述推力环的一段贴附在所述台阶的外侧，所述台阶和该台阶外侧的所述大内径上段抵接所述推力环，所述大内径上段和所述中心管外圆周面之间形成所述钻井液填充空隙，原始状态时，所述小内径下段封闭所述第二通孔并所述小内径下段通过销钉连接所述中心管。
24.作为优选，所述台阶和该台阶外侧的所述大内径上段之间设有o型密封圈一，所述小内径下段和所述中心管的外圆周面之间设有o型密封圈二。
25.作为优选，原始状态时，所述橡胶圈于所述中心管轴向方向上的长度相同于所述内骨架上边环至所述内骨架下边环之间的长度。
26.作为优选，还包括上接头，所述上接头设置有上内螺纹，所述钻杆和所述中心管相对接的部位均开设匹配该上内螺纹的上外螺纹，所述钻杆和所述中心管通过所述上接头连接，所述内骨架上边环远离所述支撑杆的一端固定抵接于所述上接头，所述橡胶圈靠近所述上内骨架的一端固定抵接于所述上接头。
27.作为优选，还包括下接头，所述下接头设置有下内螺纹，所述钻头和所述中心管相对接的部位均开设匹配该下内螺纹的下外螺纹，所述钻头和所述中心管通过所述下接头连接，所述下接头位于所述推动体远离所述下内骨架的一端的沿所述中心管轴向方向的下方留有的所述空间的下方。
28.本实用新型所提供的井下防喷器所具有的技术效果：
29.设置有刚性的内骨架，当发生井喷时，过大压力的井喷液体会通过推动体远离所述下内骨架的一端的沿所述中心管轴向方向的下方留有的空间，给推动体施加压力，使得销钉断裂，进而推动内骨架移动，内骨架能够撑起橡胶圈，将中心管外部与井喷内测之间的环空封闭，该支撑封闭的可靠性高。
附图说明
30.图1为本实用新型所提供的一种井下防喷器的一种具体实施方式中的结构示意图；
31.图2为图1中的a处的止回齿的结构示意图；
32.图3为内骨架的结构示意图。
33.图1-3中附图标记如下：
34.1中心管，2内骨架，3止回齿面，4橡胶圈，5内骨架上边环，6内骨架下边环，7上支撑杆，8下支撑杆，9销轴二，10销轴一，11销轴三，12推力环，13外活塞，14密闭钻井液填充空隙，15第一通孔，16第二通孔，17台阶，18大内径上段，19小内径下段，20上接头，21下接头。
具体实施方式
35.以下将对本发明的作进一步的详细描述。
36.下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
37.为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标。
38.为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用一方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。
39.图1为本实用新型所提供的一种井下防喷器的一种具体实施方式中的结构示意图；图2为图1中的a处的止回齿的结构示意图；图3为内骨架的结构示意图。
40.结合图1-3，本实用新型提供一种井下防喷器，包括：
41.中心管1，其为内部具有腔室的中空设置；
42.内骨架2，所述内骨架2沿所述中心管1的轴向方向延伸布置，所述内骨架2套设于所述中心管1的外圆周面，所述内骨架2为刚性体，所述内骨架2具有沿所述中心管1轴向方向上呈上下分布的上内骨架和下内骨架，所述上内骨架和所述下内骨架相对的一端为相互转动连接，所述上内骨架的另一端相对于所述中心管1呈铰接设置，所述下内骨架的另一端为自由端能够沿着所述中心管1的外圆周面移动；
43.推动体，所述推动体套设在所述中心管1的外圆周面并沿所述中心管1的轴向方向布置在所述下内骨架的下方，所述推动体具有沿上下分布的上端和下端，所述下内骨架的所述自由端相对于所述推动体的上端呈铰接设置，所述中心管1对应所述推动体的外圆周面处开设有沿其轴向方向分布的若干止回齿，每一所述止回齿均包括止回齿面3，所述止回齿面3与由所述下端至所述上端的轴向方向的夹角不大于90
°
，所述推动体的内表面开设有匹配所述止回齿的齿使得推动体仅能够沿所述中管由下向上移动并移动后能够自锁，所述推动体远离所述下内骨架的一端的沿所述中心管1轴向方向的下方留有空间，原始状态时所述推动体通过销钉固定连接所述中心管1；
44.橡胶圈4，其具有沿所述中心管1的轴向方向的长度，所述橡胶圈4套设在所述内骨架2的外侧，所述橡胶圈4靠近所述上内骨架的一端相对于所述中心管1呈固定状态设置，所述下内骨架被所述推动体推动而移动时，所述上内骨架和所述下内骨架相互转动能够于所述中心管1的周向方向上向外撑起所述橡胶圈4；
45.所述原始状态是：所述内骨架2沿所述中心管1轴向方向延伸设置且并未向外撑起所述橡胶圈4。
46.设置有刚性的内骨架2，当发生井喷时，过大压力的井喷液体会通过推动体远离所述下内骨架的一端的沿所述中心管1轴向方向的下方留有的空间，给推动体施加压力，使得销钉断裂，进而推动内骨架2移动，内骨架2能够撑起橡胶圈4，将中心管1外部与井喷内测之间的环空封闭，该支撑封闭的可靠性高。
47.一种具体实施方式中，结合图1-3，所述内骨架2包括内骨架上边环5、内骨架下边环6和分布在所述内骨架上边环5和所述内骨架下边环6之间的若干支撑杆，所述内骨架上边环5和所述内骨架下边环6沿所述中心管1的轴向方向上下分布并均套设在所述中心管1
的外圆周面，若干所述支撑杆沿所述中心管1的周向方向分布在所述中心管1的外圆周面的外侧，每个所述支撑杆均包括上支撑杆7和下支撑杆8，所述内骨架上边环5相对于所述中心管1呈固定设置，所述上支撑杆7和其所对应的所述下支撑杆8通过销轴二9转动连接，所述上支撑杆7的另一端通过销轴一10铰接于所述内骨架上边环5，所述下支撑杆8的另一端通过销轴三11铰接于所述内骨架下边环6，所述内骨架下边环6固定连接所述推动体的上端，若干沿所述中心管1周向方向分布的所述上支撑杆7形成所述上内骨架，若干沿所述中心管1周向方向分布的所述下支撑杆8形成所述下内骨架。
48.并，所述支撑杆的数量为八个，八个所述支撑杆沿所述中心管1的周向方向均匀分布在所述中心管1的外圆周面的外侧。
49.该内骨架2包括间隔开设置的若干支撑杆，以在发生变形时，能够支撑起橡胶圈4。当然这不是唯一的限定，比如内骨架2也可以是连续在周向方向上设置。
50.结合图1-3，一种具体实施方式中，所述推动体包括：
51.推力环12，其套设在所述中心管1的外圆周面并沿所述中心管1的轴向方向布置在所述下内骨架的下方，所述推力环12靠近所述下内骨架的一端形成所述推动体的上端，对应所述推力环12的所述中心管1的外圆周面开设有若干所述止回齿，相对应的所述推力环12的内表面开设有匹配所述止回齿的齿使得推力环12仅能够沿所述中心管1由下向上移动并移动后能够自锁；
52.外活塞13，其套设在所述中心管1的外圆周面并沿所述中心管1的轴向方向布置在所述推力环12的下方，所述外活塞13靠近所述推力环12的一端被所述推力环12覆盖连接，所述外活塞13远离所述推力环12的一端形成所述推动体的下端，该下端的沿所述中心管1轴向方向的下方留有空间，所述外活塞13通过销钉固定连接所述中心管1。
53.并，外活塞13具有朝向所述中心管1的内周面，所述内周面和所述中心管1的外圆周面之间形成有密闭钻井液填充空隙14，对应所述钻井液填充空隙14的所述中心管1的管壁开设有第一通孔15，使得所述密闭钻井液填充空隙14连通所述中心管1的所述腔室，所述中心管1沿其轴向方向分布在上、下两端的端部分别为上端部和下端部，所述上端部处连接中空设置的钻杆并所述上端部设有上开口使得所述钻杆和所述中心管1的内部相连通，能够使得钻井液通过所述钻杆进入所述中心管1的所述腔室进而通过所述第一通孔15进入所述密闭钻井液填充空隙14，所述下端部连接钻头。
54.一种具体实施方式中，如图1所示，中心管1对应所述外活塞13的管壁还开设有第二通孔16，沿所述中心管1的轴向方向上所述第二通孔16位于所述第一通孔15的下方，原始状态时所述外活塞13封闭所述第二通孔16，原始状态时，沿所述中心管1的轴向方向上所述销钉位于所述第二通孔16的上方且位于所述钻井液填充空隙14的下方，所述外活塞13被井喷推动后，所述外活塞13移动未封闭所述第二通孔16。
55.中心管1上的外圆周面沿所述中心管1的径向方向向外凸伸形成一台阶17，所述外活塞13具有相连接的大内径上段18和小内径下段19，所述小内径下段19的内侧贴附在所述中心管1的外圆周面上，所述大内径上段18的靠近所述推力环12的一段贴附在所述台阶17的外侧，所述台阶17和该台阶17外侧的所述大内径上段18抵接所述推力环12，所述大内径上段18和所述中心管1外圆周面之间形成所述钻井液填充空隙14，原始状态时，所述小内径下段19封闭所述第二通孔16并所述小内径下段19通过销钉连接所述中心管1。
56.另外，所述台阶17和该台阶17外侧的所述大内径上段18之间设有o型密封圈一，所述小内径下段19和所述中心管1的外圆周面之间设有o型密封圈二。提升密封效果。
57.一种具体实施方式中，原始状态时，所述橡胶圈4于所述中心管1轴向方向上的长度相同于所述内骨架上边环5至所述内骨架下边环6之间的长度。
58.如图1所示，还包括上接头20，所述上接头20设置有上内螺纹，所述钻杆和所述中心管1相对接的部位均开设匹配该上内螺纹的上外螺纹，所述钻杆和所述中心管1通过所述上接头20连接，所述内骨架上边环5远离所述支撑杆的一端固定抵接于所述上接头20，所述橡胶圈4靠近所述上内骨架的一端固定抵接于所述上接头20。
59.还包括下接头21，所述下接头21设置有下内螺纹，所述钻头和所述中心管1相对接的部位均开设匹配该下内螺纹的下外螺纹，所述钻头和所述中心管1通过所述下接头21连接，所述下接头21位于所述推动体远离所述下内骨架的一端的沿所述中心管1轴向方向的下方留有的所述空间的下方。
60.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，因此以上所述仅为本发明的实施例。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还包括各种等效变化和改进，这些变化和改进都将落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。