【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于海洋雙梯度鉆井隔水管封隔領域，具體涉及一種海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置。
技術介紹
1、雙梯度鉆井技術通過優化井筒壓力分布，能夠更好地匹配地層壓力窗口，有效解決深水鉆井中常見的窄壓力窗口問題，以達到降低成本、縮短建井周期、增強作業安全性等目的。現有雙梯度鉆井技術主要有：雙層管鉆井雙梯度技術、海底泵舉升雙梯度技術、雙密度雙梯度技術，其中雙層管鉆井雙梯度系統設備結構復雜、技術要求高；海底泵舉升雙梯度鉆井技術因其需要海底泵，故經濟成本高昂、技術復雜性較大；雙密度雙梯度鉆井技術相對于雙層管雙梯度鉆井技術具有設備需求簡單，操作靈活性高、維護成本低廉等優點；雙密度雙梯度鉆井技術相對于海底泵舉升雙梯度技術具有無需海底泵、系統可靠性高等優點。雙密度雙梯度鉆井技術主要分為：注空心球雙梯度鉆井技術、注低密度流體鉆井技術。注空心球雙梯度鉆井技術因空心球在鉆井液中運動時存在滑移現象，會導致上環空壓力過小，下環空壓力過大進而引發溢流或者漏失等情況，并且該技術對于空心球材質和尺寸要求高，故增加了技術難度和成本；注低密度流體雙梯度鉆井技術無需特殊的海底裝置，但是需要配置低密度流體。因此，研發一種以海水作為低密度流體注入的雙梯度鉆井封隔裝置，以滿足雙密度雙梯度鉆井技術的需求，是十分必要的。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：包括上端套管、連續管道、中部套管、上單向閥
3、所述環形容器內裝有指定體積的海水，其余空間充滿惰性氣體，環形容器通過螺釘固定在中部套管上，環形容器分別通過頂部接口和側邊接口與輸氣管連接，頂部輸氣管道上設置有上單向閥，上單向閥只允許惰性氣體從環形容器進入輸氣管，在側邊輸氣管道上設置有下單向閥，下單向閥只允許惰性氣體從輸氣管進入環形容器，在不工作時上單向閥和下單向閥均關閉，保證環形容器內的惰性氣體不泄露。
4、所述氣缸的活塞桿與齒條相連，氣缸活塞桿的伸縮帶動齒條在滑槽上往復運動，滑槽固定在中部套管上。
5、所述光圈由光圈轉盤、若干葉片，光圈殼、光圈蓋組成，每個葉片的頂面和底面分別有一個凸臺，其中底面的凸臺插入到光圈轉盤上的孔內，形成鉸接，而頂面的凸臺插到光圈蓋上的凹槽內，根據其結構特征，當光圈轉盤轉動時，所有葉片都會轉動相同的角度，從而得到一個環空圓，通過調節光圈轉盤的轉動幅度就可以調節環空圓的直徑；光圈轉盤上有不完全齒輪，通過齒輪齒條的相互嚙合，齒條的往復運動使得光圈轉盤作旋轉運動，光圈殼通過螺釘固定在下端套管上。所述電阻和保護電阻為精密繞線電阻，其電阻值受溫度、壓力影響小，保護電阻的電阻值應小于電阻的電阻值。
6、所述復位彈簧在光圈轉盤工作時受到拉伸，當光圈轉盤停止工作時，復位彈簧拉動光圈轉盤使其回到原來的位置，光圈轉盤不工作時，復位彈簧處于原長狀態。
7、通過上述技術方案可知，與現有雙梯度鉆井技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
8、(1)本專利技術通過葉片與復位彈簧控制環空圓直徑來實現連續管道分隔與聯通，具有控制方便、分割效果好的特點；(2)本專利技術利用惰性氣體的化學性質與物理性質驅動氣缸運動，具有環保性能好、安全性能高的特點；(3)本專利技術利用齒輪齒條嚙合控制葉片運動，具有使用壽命長的特點。(4)本專利技術以海水作為低密度流體，無需配置低密度流體，具有操作簡單、使用方便的特點。(5)本專利技術屬于封隔裝置，不需要海底泵舉升雙梯度鉆井技術中的海底泵裝置，同時無需雙層管鉆井雙梯度技術中的雙層管，具有裝置結構簡單、經濟效益好的特點。
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1.一種海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：包括上端套管(1)、連續管道(2)、中部套管(4)、上單向閥(5)、下單向閥(6)、環形容器(7)、輸氣管(8)、滑槽(9)、齒條(10)、光圈(11)、下端套管(13)、下輸水管道(14)、葉片(15)、舉升泵(16)、上分支輸水管道(17)、上輸水管道(18)、復位彈簧(19)、氣缸(20)、光圈轉盤(21)，所述上端套管(1)和中部套管(4)通過螺紋連接，中部套管(4)和下端套管(13)通過螺紋連接，上端套管(1)內部與連續管道(2)外部形成環形空間，由葉片(15)將整個環形分隔成上環形空間(3)與下環形空間(12)，上環形空間(3)位于葉片(15)上端，下環形空間(12)位于葉片(15)下端，所述上環形空間(3)和下環形空間(12)充滿海水，所述下輸水管道(14)連通下環形空間(12)和舉升泵(16)的入口，所述上輸水管道(18)連通上環形空間(3)和舉升泵(16)的出口，上分支輸水管道(17)連通環形容器(7)的入口和上輸水管道(18)，所述輸氣管(8)連通環形容器(7)的進出氣口和氣缸(20)，所述齒條(10)用于在滑
2.根據權利要求1所述的海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：所述環形容器(7)內裝有指定體積的海水，其余空間充滿惰性氣體，環形容器(7)通過螺釘固定在中部套管(4)上，環形容器(7)通過頂部接口和側邊接口并聯接入輸氣管(8)上端，頂部輸氣管道上設置有上單向閥(5)，上單向閥(5)只允許惰性氣體從環形容器(7)進入輸氣管(8)，輸氣管(8)下端連接氣缸(20)，在側邊輸氣管道上設置有下單向閥(6)，下單向閥(6)只允許惰性氣體從輸氣管(8)進入環形容器(7)，在不工作時上單向閥(5)和下單向閥(6)均關閉，保證環形容器(7)內的惰性氣體不泄露。
3.根據權利要求1所述的海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：所述氣缸(20)的活塞桿與齒條(10)相連，氣缸(20)活塞桿的伸縮帶動齒條(10)在滑槽(9)上往復運動，滑槽(9)固定在中部套管(4)上。
4.根據權利要求1所述的海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：所述光圈(11)由光圈轉盤(21)、若干葉片(15)，光圈殼、光圈蓋組成，每個葉片(15)的頂面和底面分別有一個凸臺，其中底面的凸臺插入到光圈轉盤(21)上的孔內，形成鉸接，而頂面的凸臺插到光圈蓋上的凹槽內；當光圈轉盤(21)轉動時，所有葉片(15)都會轉動相同的角度，從而得到一個環空圓，通過調節光圈轉盤(21)的轉動幅度調節環空圓的直徑；光圈轉盤(21)上有不完全齒輪，通過齒輪齒條的相互嚙合，齒條(10)的往復運動使得光圈轉盤(21)作旋轉運動，光圈殼通過螺釘固定在下端套管(13)上。
5.根據權利要求1所述的海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：所述復位彈簧(19)在光圈轉盤(21)工作時受到拉伸，當光圈轉盤(21)停止工作時，復位彈簧(19)拉動光圈轉盤(21)使其回到原來的位置，光圈轉盤(21)不工作時，復位彈簧(19)處于原長狀態。
6.根據權利要求1所述的海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.一種海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：包括上端套管(1)、連續管道(2)、中部套管(4)、上單向閥(5)、下單向閥(6)、環形容器(7)、輸氣管(8)、滑槽(9)、齒條(10)、光圈(11)、下端套管(13)、下輸水管道(14)、葉片(15)、舉升泵(16)、上分支輸水管道(17)、上輸水管道(18)、復位彈簧(19)、氣缸(20)、光圈轉盤(21)，所述上端套管(1)和中部套管(4)通過螺紋連接，中部套管(4)和下端套管(13)通過螺紋連接，上端套管(1)內部與連續管道(2)外部形成環形空間，由葉片(15)將整個環形分隔成上環形空間(3)與下環形空間(12)，上環形空間(3)位于葉片(15)上端，下環形空間(12)位于葉片(15)下端，所述上環形空間(3)和下環形空間(12)充滿海水，所述下輸水管道(14)連通下環形空間(12)和舉升泵(16)的入口，所述上輸水管道(18)連通上環形空間(3)和舉升泵(16)的出口，上分支輸水管道(17)連通環形容器(7)的入口和上輸水管道(18)，所述輸氣管(8)連通環形容器(7)的進出氣口和氣缸(20)，所述齒條(10)用于在滑槽(9)內直線滑動，所述復位彈簧(19)一端固連光圈轉盤(21)，另一端固連光圈殼體。
2.根據權利要求1所述的海洋雙梯度鉆井隔水管封隔裝置，其特征在于：所述環形容器(7)內裝有指定體積的海水，其余空間充滿惰性氣體，環形容器(7)通過螺釘固定在中部套管(4)上，環形容器(7)通過頂部接口和側邊接口并聯接入輸氣管(8)上端，頂部輸氣管道上設置有上單向閥(5)，上單向閥(5)只允許惰性氣體從環形...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡剛，楊葉蕾，王翱翔，蔣先文，王鮮之，王國榮，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：
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