摘要：为了提高钻井作业的安全性,保证井底发生溢流后能迅速可靠封隔环空、方便后续压井作业,设计了一种安装在近钻头端的井下防喷器,对其结构和工作原理进行了详细介绍.通过建立井下防喷器中推块机构的受力模型,分析了推块对管柱的反作用力与推块锥面角和碟簧变形量之间的关系.对花键进行了强度校核,使用有限元软件对不同厚度和硬度的胶筒的封隔能力进行了分析,同时进行了井下防喷器的室内实验.研究结果表明:当单个碟簧的变形量为0.2mm、推块的锥面角度为45°时,单个推块可对钻柱产生2.2kN的反作用力,设计值和实验数据接近;当钻柱扭矩达到45 000N·m,花键的挤压应力仍在许用应力范围内;在压缩量和封隔间隙相同的情况下,胶筒的宽度越宽、硬度越大,封隔能力越强,且胶筒硬度越大,需要的下压力也越大.研究结果对井下防喷器的设计具有一定指导作用.

摘要：为了对新型井下环空防喷器开展相关室内试验研究,设计制造了井下环空防喷器试验台。该试验台通过压力施加端模拟外载荷作用于井下环空防喷器顶端,使胶筒受载压缩变形而对钻柱环空进行密封,利用向测试套管中泵入钻井液进行蹩压试验来有限模拟工具所处的井下环境。通过在测试套管上开设椭圆视窗来观察胶筒的压缩变形过程。结合实际受力情况对试验台主框架进行有限元分析,强度满足要求。