[发明专利]一种用于大口径气动潜孔锤反循环钻井工艺的新型封堵器

说明书

本发明涉及一种用于大口径气动潜孔锤反循环钻井工艺的新型封堵器，包括自动控制部分和封堵器，自动控制部分包括地面控制模块、中继器和井下充放气模块；封堵器包括尼龙耐磨套、支撑套、上盖板、下盖板和耐磨环形气囊，支撑套环绕尼龙耐磨套，上盖板和下盖板固定在支撑套的上边沿和下边沿，耐磨环形气囊套在上盖板和下盖板上，上盖板上设置有气嘴，尼龙耐磨套套在双壁钻杆上的限位短节上，井下充放气模块连接气嘴；地面控制模块通过中继器控制井下充放气模块对耐磨环形气囊进行充放气，利用耐磨环形气囊充气状态来改变封堵器的外径大小实现封堵器卡在井壁上以及脱离井壁，避免了封堵器的磨损，且二者紧紧贴合，能确保密封效果。

技术领域

本发明涉及钻井领域，尤其涉及一种用于大口径气动潜孔锤反循环钻井工艺的新型封堵器。

背景技术

如图1，高压气体通过单壁钻杆01到达孔底的气动潜孔锤6，并推动气动潜孔锤6冲击破碎岩石，气体携带岩屑通过单壁钻杆01与井壁的环空上返至地面，起到冷却钻头和保持孔底清洁的作用。用气动潜孔锤正循环钻进工艺施工大口径井眼时，由于钻杆与井壁的环空过大，为了使上返风速大于岩屑悬浮速度，所需风量特别大。因此施工大口径一般不采用气动潜孔锤正循环钻进工艺，而是采用气动潜孔锤反循环钻进工艺。

目前，一般采用多层橡胶封堵器来实现气动潜孔锤反循环钻进工艺。如图2所示，高压气体通过双壁钻杆7的环空到达孔底的气动潜孔锤6，并推动气动潜孔锤6冲击破碎岩石，由于多层橡胶封堵器03阻断了正循环通道，迫使气体携带岩屑进入正反循环转换接头5的排渣口通过双壁钻杆7的内管上返至地面，实现反循环钻进。为了起到封堵作用，多层橡胶封堵器03的外径略大于井眼直径，其在起下钻和钻进过程中始终与井壁紧密贴合并有相对运动，导致多层橡胶封堵器03存在易磨损、寿命短、封堵不严等问题，影响钻进效率。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于大口径气动潜孔锤反循环钻井工艺的新型封堵器。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于大口径气动潜孔锤反循环钻井工艺的新型封堵器，包括自动控制部分和封堵器，自动控制部分包括地面控制模块、中继器和井下充放气模块；封堵器包括尼龙耐磨套、支撑套、上盖板、下盖板和耐磨环形气囊，支撑套环绕尼龙耐磨套，上盖板和下盖板固定在支撑套的上边沿和下边沿，耐磨环形气囊套在上盖板和下盖板上，上盖板上设置有气嘴，尼龙耐磨套套在双壁钻杆上的限位短节上，井下充放气模块连接气嘴；地面控制模块通过中继器控制井下充放气模块对耐磨环形气囊进行充放气。

在一种可能的实施方式中，井下充放气模块包括单片机、充气泵、气压传感器、放气阀、电池和无线通信电路组成。

在一种可能的实施方式中，中继器包括单片机和无线通信电路。

在一种可能的实施方式中，地面控制模块包括单片机、键盘、显示器和无线通信电路。

在一种可能的实施方式中，上盖板和下盖板都包括两块，都是半环形的钢板，通过螺栓及螺母来实现与支撑套的连接。

在一种可能的实施方式中，尼龙耐磨套包括两个半环形的尼龙套。

本发明通过地面控制模块控制井下充放气模块实现对封堵器的耐磨环形气囊的充放气操作，利用耐磨环形气囊充气状态来改变封堵器的外径大小实现封堵器卡在井壁上以及脱离井壁，避免了封堵器的磨损，且二者紧紧贴合，能确保密封效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明