[发明专利]一种双向可控深水环空圈闭压力泄压装置及方法

权利要求书

1.一种双向可控深水环空圈闭压力泄压装置，其特征在于：该装置包括装置本体，所述装置本体上直接间隔设置有四根筋；还包括设置在所述装置本体筋上的内向泄压阀机构、外向泄压阀机构、流道过滤网和流道保护薄片；在所述装置本体上，上部与所述筋的连接位置处设置有上通孔，下部设置有变截面通孔；每根所述筋内均沿纵向设置有通孔，该通孔与所述装置本体上的上通孔和变截面通孔连通；且每根所述筋上、下两端沿横向分别设置有贯通的孔道；

所述流道过滤网包括第一过滤网和第二过滤网；所述第一过滤网设置在每根所述筋上端的孔道两侧，且所述第一过滤网与所述孔道之间设置有所述流道保护薄片；位于每根所述筋下端的孔道两侧设置有所述第二过滤网，所述第二过滤网紧贴所述孔道；

所述流道保护薄片包括第一保护薄片和第二保护薄片；所述第一保护薄片设置在每根所述筋上端的孔道与所述第一过滤网之间；所述第二保护薄片设置在所述第二过滤网外侧；

所述内向泄压阀机构包括孔端面固定底座、止回阀固定座、止回阀底座、第一泄压阀外壳、第一弹簧、止回阀半球体、第二泄压阀外壳、第一滑动阀、顶针和第二弹簧；在每根所述筋的通孔两端内分别设置有所述孔端面固定底座；在该通孔内，所述止回阀固定座、止回阀底座和第一泄压阀外壳与所述通孔都通过螺纹连接；所述第一泄压阀外壳的第一端紧邻所述筋上端的所述孔端面固定底座，所述止回阀固定座第一端远离所述孔端面固定底座并靠近所述装置本体的所述上通孔，所述止回阀底座第一端设置在所述止回阀固定座的第二端，所述止回阀底座第二端紧邻所述装置本体的所述上通孔；位于所述止回阀底座与所述止回阀固定座之间设置有所述第一弹簧和止回阀半球体；所述第二泄压阀外壳第一端焊接在所述第一泄压阀外壳的第二端；所述第二泄压阀外壳第二端内设置有所述第一滑动阀，位于所述第一滑动阀端部螺纹连接有所述顶针，所述顶针端部靠近所述止回阀固定座第一端；由所述第一泄压阀外壳、第二泄压阀外壳、孔端面固定底座和第一滑动阀构成空腔，在该空腔内设置有所述第二弹簧；

所述外向泄压阀机构包括破裂片、第二滑动阀和第三弹簧；所述破裂片通过螺纹连接在所述筋的通孔内，且所述破裂片远离所述筋下端的孔端面固定底座；所述第二滑动阀上的周向间隔设置有变截面凹槽，且所述第二滑动阀第一端与所述破裂片接触；位于所述第二滑动阀第二端与所述筋的下端的孔端面固定底座之间，设置有所述第三弹簧。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述第二泄压阀外壳与所述第一滑动阀之间设置有第一密封圈。

3.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述孔端面固定底座与所述筋之间通过螺纹和定位螺栓连接。

4.如权利要求1所述装置，其特征在于：位于所述第二滑动阀与所述通孔之间设置有第二密封圈。

5.一种如权利要求1所述装置的双向可控深水环空圈闭压力泄压方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将泄压装置安装在井下套管柱上，根据工作工况的要求，当泄压装置处在钻井作业和固井作业时，内向泄压阀机构和外向泄压阀机构都不需要打开；

2)当泄压装置处在测试或生产阶段时，该泄压装置所处位置的内环空和外环空压力需要控制；

当需要外环空向内环空泄压时，外环空流体压破第一保护薄片，流体进入内向泄压阀机构内，流体压力作用在顶针和第二泄压阀外壳有效截面上压缩第二弹簧，顶针与止回阀固定座分离，外环空流体作用在止回阀半球体上，并压缩第一弹簧，外环空流体通过止回阀底座上的流道流向内环空，达到双级外环空流体压力泄压的目的；

当需要内环空向外环空泄压时，内环空流体压破破裂片，直接作用在第二滑动阀有效截面上，迫使带有变截面凹槽的第二滑动阀滑动，使装置本体上的变截面通孔与筋上的下端孔道连通，内环空流体压破第二保护薄片，内环空流体流向外环空，实现了多级控制的内环空流体压力泄压的目的。

6.如权利要求5所述方法，其特征在于：当需要泄掉的压力较大时，多级控制内环空流体压力和外环空流体压力的方法包括改变第一保护薄片、第二保护薄片和破裂片的强度，改变第二弹簧、第一弹簧和第三弹簧的刚度，改变向外泄压流道的有效截面积。