專利名稱：全程自灌膠塞碰壓式浮箍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種下套管過(guò)程中使用的井下專用工具，是一種全程自灌膠塞碰壓式浮箍。
背景技術(shù)：
浮箍連接在套管管柱的下端，能降低下套管過(guò)程中的阻力，有效解決下套管困難， 適用于直井、大位移井和水平井中。自灌浮箍是在下套管過(guò)程中，井眼內(nèi)泥漿通過(guò)浮箍自動(dòng)灌入套管內(nèi)，保持套管內(nèi)有一定的液面高度，即保證套管有一定的漂浮力，又保證套管有一定的充滿，減少灌泥漿時(shí)間，有利于下套管順利。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN201574723U，提供了一種“超壓式浮箍浮鞋”，浮箍的套筒內(nèi)安裝有凡爾密封機(jī)構(gòu)一，浮鞋的套筒內(nèi)安裝有凡爾密封機(jī)構(gòu)二。反向裝配有兩個(gè)凡爾密封機(jī)構(gòu)進(jìn)行密封，提高了浮箍浮鞋的密封性能和額定承受的反向壓力值，使固井成功率和優(yōu)質(zhì)率提高，且縮小了浮箍浮鞋的體積和降低了生產(chǎn)成本。目前，現(xiàn)有的自灌浮箍在下套管中途不能循環(huán)，一旦下套管遇阻，需要中途循環(huán)， 自灌機(jī)構(gòu)即被解脫，失去自灌功能，此時(shí)自灌浮箍成為常規(guī)浮箍。另外，常規(guī)自灌浮箍只有止回閥一種止回功能，一旦止回閥失靈，將造成惡性事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種全程自灌膠塞碰壓式浮箍，連接在套管柱下部。在下套管時(shí)，通過(guò)軸向流通孔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌泥漿的功能，在下套管中途可以循環(huán)泥漿，循環(huán)后不會(huì)關(guān)閉自灌通道，實(shí)現(xiàn)下套管全過(guò)程的自灌功能。下完套管后，注水泥后在套管內(nèi)投入膠塞，膠塞碰壓到膠塞座后，將自灌通道關(guān)閉，膠塞與膠塞座，膠塞座與本體自鎖成一體，此時(shí)浮箍具有止回閥和膠塞兩種密封機(jī)構(gòu)，具有雙密封功能，增加了耐回壓的可靠性。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是全程自灌膠塞碰壓式浮箍，主要由本體、膠塞座、 剪銷、卡簧、防轉(zhuǎn)凸臺(tái)、閥座、止回機(jī)構(gòu)和膠塞組成，本體為圓柱體形，本體有中心孔；在本體的上端有內(nèi)螺紋，在本體的下端有外螺紋，能連接在套管柱上。其特征在于在本體中心孔的下端固定有止回機(jī)構(gòu)；所述的止回機(jī)構(gòu)有浮球式止回機(jī)構(gòu)和壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)。浮球式止回機(jī)構(gòu)包括浮球和球座組成，球座為圓環(huán)形，球座的外壁有螺紋，球座螺紋固定在本體中心孔的下部，在球座的上部有一個(gè)浮球；浮球和球座起到單向閥作用。浮球式止回機(jī)構(gòu)的膠塞碰壓自灌浮箍適用于直井。壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)包括止回閥、壓縮彈簧、彈簧座和導(dǎo)向桿；彈簧座為圓環(huán)形， 彈簧座的外壁有螺紋，彈簧座螺紋固定在本體中心孔的下部；在彈簧座中心孔內(nèi)有一個(gè)導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿的頂部固定一個(gè)頂部為球面體的止回閥，在導(dǎo)向桿上套有壓縮彈簧，壓縮彈簧的上端在止回閥的下部，壓縮彈簧的下端在彈簧座的上部；壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)的膠塞碰壓自灌浮箍適用于斜井和水平井。在本體中心孔的中固定有一個(gè)圓環(huán)形閥座，閥座下端中心孔有圓錐面；在閥座上均勻分布有軸向流通孔；在本體中心孔的上部通過(guò)剪銷固定有一個(gè)圓環(huán)形膠塞座，膠塞座的下端有向下突出的圓柱體，閥座上端中心孔的直徑與膠塞座下端有向下突出的圓柱體的外徑相同；膠塞座下端有向下突出的圓柱體能向下滑入閥座上端中心孔內(nèi)。所述的膠塞座的中心孔上端為圓錐面，膠塞座中心孔內(nèi)徑與膠塞下部外徑相同，膠塞座中心孔內(nèi)壁有環(huán)形槽，膠塞是從井口投入的推動(dòng)膠塞座向下滑動(dòng)的工具。所述膠塞的下部為圓柱體，膠塞下部圓柱外徑與膠塞座中心孔直徑相同，膠塞下部圓柱體外壁有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)有膠塞卡簧。膠塞下部的膠塞卡簧能滑入膠塞座中心孔內(nèi)壁的環(huán)形槽。為了控制膠塞座向下滑動(dòng)距離，在膠塞座的外壁上有一個(gè)環(huán)形卡簧槽，在卡簧槽內(nèi)有一個(gè)帶有開(kāi)口的圓環(huán)形卡簧；在本體中心孔壁上有一個(gè)環(huán)形凹槽。當(dāng)膠塞座帶動(dòng)卡簧向下滑動(dòng)，并且卡簧滑動(dòng)到本體中心孔壁上的環(huán)形凹槽后，卡簧膨脹，卡簧使膠塞座不能繼續(xù)向下滑動(dòng)。為了使膠塞座在向下滑動(dòng)到接觸閥座上平面時(shí)不能發(fā)生旋轉(zhuǎn)，在膠塞座的下端面均勻分布有向下凸起的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)，在閥座的上端面均勻分布有向下凸起的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)。當(dāng)膠塞座在向下滑動(dòng)到接觸閥座上平面時(shí)，防轉(zhuǎn)凸臺(tái)相互嵌入，阻止膠塞座發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。簡(jiǎn)述全程自灌膠塞碰壓式浮箍的工作過(guò)程。下套管過(guò)程中，泥漿通過(guò)閥座上的多個(gè)軸向流通孔進(jìn)入套管，流通孔的總流通面積與套管內(nèi)徑及下入速度匹配，保持套管內(nèi)外液柱差，有利于下套管作業(yè)。當(dāng)下套管過(guò)程中需要循環(huán)時(shí)，能正常進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)結(jié)束后不影響后續(xù)下套管過(guò)程中的自灌功能。下套管結(jié)束并完成注水泥后，投放膠塞，替泥漿。當(dāng)膠塞進(jìn)入膠塞座碰壓后，膠塞頭卡簧將膠塞與膠塞座自鎖成一體，繼續(xù)加壓，膠塞座銷釘被剪斷(剪斷壓力2 3MPa)，膠塞座下行插入閥座，與閥座形成密封，關(guān)閉自灌通道，同時(shí)膠塞座卡簧把膠塞座與本體自鎖成一體。碰壓結(jié)束后，浮球(止回閥)承受水泥漿回壓，一旦浮球(止回閥)泄露，膠塞座及膠塞將承受回壓。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型全程自灌膠塞碰壓式浮箍，在下套管全過(guò)程具有自灌功能，下套管中途可以循環(huán)，循環(huán)后不影響自灌功能。具有回壓閥和膠塞雙重密封功能，注水泥后耐回壓性能可靠。多孔自灌通道，具有防砂堵功能，使用安全性高。閥座上端面及膠塞座下端面有突臺(tái)，碰壓后突臺(tái)相互嵌合，具有防轉(zhuǎn)動(dòng)功能，鉆除時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)件不轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1是帶有浮球式止回機(jī)構(gòu)的全程自灌膠塞碰壓式浮箍結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖2是膠塞10的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是帶有壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)的全程自灌膠塞碰壓式浮箍結(jié)構(gòu)剖面示意圖。圖中，1-本體，2-膠塞座，3-剪銷，4-卡簧，5-防轉(zhuǎn)凸臺(tái)，6-閥座，7_流通孔，8_浮球，9-球座，10-膠塞，11-膠塞卡簧，12-止回閥，13-壓縮彈簧，14-彈簧座，15-導(dǎo)向桿。
具體實(shí)施方式
4[0021]實(shí)施例1 以一個(gè)帶有浮球式止回機(jī)構(gòu)的全程自灌膠塞碰壓式浮箍為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參閱圖1。本實(shí)用新型全程自灌膠塞碰壓式浮箍，主要由本體1、膠塞座2、剪銷3、 卡簧4、防轉(zhuǎn)凸臺(tái)5、閥座6、止回機(jī)構(gòu)和膠塞10組成。本體1為圓柱體形，本體1有中心孔。 在本體1的上端有內(nèi)螺紋，在本體1的下端有外螺紋。在本體1中心孔的下端固定有鋼球式止回機(jī)構(gòu)；所述的鋼球式止回機(jī)構(gòu)包括浮球8和球座9組成，球座9為圓環(huán)形，球座9的外壁有螺紋，球座9上有軸向通孔；球座9螺紋固定在本體1中心孔的下部。在球座9的上部有一個(gè)浮球8，浮球8和球座9起到單向閥作用。在浮球8的上部并在本體1中心孔中固定有一個(gè)圓環(huán)形閥座6，閥座6下端中心孔有圓錐面。在閥座6上均勻分布有多個(gè)軸向流通孔7 ；在本體1中心孔的上部通過(guò)剪銷3 固定有一個(gè)圓環(huán)形膠塞座2，膠塞座2的下端有向下突出的圓柱體，閥座6上端中心孔的直徑與膠塞座2下端有向下突出的圓柱體的外徑相同。膠塞座2下端有向下突出的圓柱體能向下滑入閥座6上端中心孔內(nèi)。膠塞座2的中心孔上端為圓錐面，在膠塞座2的外壁上有一個(gè)環(huán)形卡簧槽，在卡簧槽內(nèi)有一個(gè)帶有開(kāi)口的圓環(huán)形卡簧4 ；在本體1中心孔壁上有一個(gè)環(huán)形凹槽。在膠塞座2中心孔內(nèi)壁上有一個(gè)環(huán)形卡簧槽。投入膠塞10后，膠塞10下部外壁的膠塞卡簧11能卡在膠塞座2中心孔內(nèi)壁的環(huán)形卡簧槽內(nèi)。在膠塞座2的下端面上均勻分布有向下凸起的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)5，在閥座6的上端面上均勻分布有向下凸起的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)5。參閱圖2。膠塞10是一個(gè)金屬芯與橡膠件的組合件，膠塞10的上部與普通的膠塞相同，膠塞10下部圓柱體外壁有環(huán)形卡簧槽，卡簧槽內(nèi)有一個(gè)帶有開(kāi)口的圓環(huán)形膠塞卡簧 11。實(shí)施例2 參閱圖3。以一個(gè)帶有壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)的全程自灌膠塞碰壓式浮箍為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同點(diǎn)是止回機(jī)構(gòu)是壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)。所述的壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)包括止回閥12、壓縮彈簧13、彈簧座14和導(dǎo)向桿15。彈簧座14為圓環(huán)形， 彈簧座14的外壁有螺紋，彈簧座14上均勻分布有軸向通孔。彈簧座14螺紋固定在本體1 中心孔的下部。在彈簧座14中心孔內(nèi)有一個(gè)導(dǎo)向桿15，導(dǎo)向桿15的頂部固定一個(gè)頂部為球面體的止回閥12，在導(dǎo)向桿15上套有壓縮彈簧13，壓縮彈簧13的上端在止回閥12的下部，壓縮彈簧13的下端在彈簧座14的上部。
權(quán)利要求1.一種全程自灌膠塞碰壓式浮箍，主要由本體(1)、膠塞座O)、剪銷(3)、卡簧、防轉(zhuǎn)凸臺(tái)(5)、閥座(6)、止回機(jī)構(gòu)和膠塞(10)組成，本體⑴為圓柱體形，本體⑴有中心孔； 在本體(1)的上端有內(nèi)螺紋，在本體(1)的下端有外螺紋，其特征在于在本體(1)中心孔的下端固定有止回機(jī)構(gòu)；在本體(1)中心孔中固定有一個(gè)圓環(huán)形閥座(6)，閥座(6)下端中心孔有圓錐面；在閥座(6)上均勻分布有軸向流通孔(7)；在本體(1)中心孔的上部通過(guò)剪銷(3)固定有一個(gè)圓環(huán)形膠塞座0)，膠塞座O)的下端有向下突出的圓柱體，閥座(6)上端中心孔的直徑與膠塞座( 下端有向下突出的圓柱體的外徑相同；所述的膠塞座O)的中心孔上端為圓錐面，膠塞座(2)中心孔壁上有環(huán)形槽；所述膠塞(10)的下部為圓柱體，膠塞(10)下部圓柱外徑與膠塞座(2)中心孔直徑相同，膠塞(10)下部圓柱體外壁有環(huán)形槽， 環(huán)形槽內(nèi)有膠塞卡簧(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程自灌膠塞碰壓式浮箍，其特征是所述的止回機(jī)構(gòu)是浮球式止回機(jī)構(gòu)，浮球式止回機(jī)構(gòu)包括浮球(8)和球座(9)組成，球座(9)為圓環(huán)形，球座(9) 的外壁有螺紋，球座(9)螺紋固定在本體(1)中心孔的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程自灌膠塞碰壓式浮箍，其特征是所述的止回機(jī)構(gòu)是壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)，壓縮彈簧式止回機(jī)構(gòu)包括止回閥(12)、壓縮彈簧(13)、彈簧座(14)和導(dǎo)向桿(1 ；彈簧座(14)為圓環(huán)形，彈簧座(14)的外壁有螺紋，彈簧座(14)螺紋固定在本體(1)中心孔的下部；在彈簧座(14)中心孔內(nèi)有一個(gè)導(dǎo)向桿(15)，導(dǎo)向桿(15)的頂部固定一個(gè)頂部為球面體的止回閥(12)，在導(dǎo)向桿(1 上套有壓縮彈簧(13)，壓縮彈簧(13) 的上端在止回閥(1 的下部，壓縮彈簧(1 的下端在彈簧座(14)的上部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的全程自灌膠塞碰壓式浮箍，其特征是在膠塞座(2)的外壁上有一個(gè)環(huán)形卡簧槽，在卡簧槽內(nèi)有一個(gè)帶有開(kāi)口的圓環(huán)形卡簧；在本體(1)中心孔壁上有一個(gè)環(huán)形凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的全程自灌膠塞碰壓式浮箍，其特征是在膠塞座(2)的下端面上均勻分布有向下凸起的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)(5)，在閥座(6)的上端面上均勻分布有向下凸起的防轉(zhuǎn)凸臺(tái)(5)。
專利摘要全程自灌膠塞碰壓式浮箍，應(yīng)用于石油天然氣鉆井工程的下套管過(guò)程中。在本體的上端有內(nèi)螺紋，在本體的下端有外螺紋。在本體中心孔的下端固定有止回機(jī)構(gòu)；在球座的上部有浮球；在浮球的上部并在本體中心孔中固定有圓環(huán)形閥座，閥座下端中心孔有圓錐面；在本體中心孔的上部通過(guò)剪銷固定有圓環(huán)形膠塞座。所述的膠塞座的上端中心孔為圓錐面，膠塞座中心孔有環(huán)形槽。所述的膠塞的下部為圓柱體，膠塞下部圓柱外徑與膠塞座中心孔直徑相同，膠塞下部圓柱體上有環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)有卡簧。效果是在下套管全過(guò)程具有自灌功能，下套管中途能循環(huán)泥漿，循環(huán)泥漿后不影響自灌功能。具有回壓閥和膠塞雙重密封功能，注水泥后耐回壓性能可靠。
文檔編號(hào)E21B33/13GK202055797SQ201120119098
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者張虎林 申請(qǐng)人:丹諾(北京)石油技術(shù)服務(wù)有限公司