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.

关键词：井下防喷器 推块 胶筒 封隔能力 

单位：西南石油大学机电工程学院; 四川成都610500; 西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室; 四川成都610500; 中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司; 四川成都610051