一种内管注水泥装置及插座的制作方法

本实用新型涉及油气井固井技术领域，尤其涉及一种内管注水泥装置。

背景技术：

目前，油气井固井大多采用内管法固井，以钻杆或油管作为内管，水泥浆通过内管串注入并从套管鞋处返至套管串与井壁围成的环形空间。内管法固井工艺可很大程度上节约水泥，有效地控制钻井液与水泥浆在环形空间的上返速度，确保水泥环的封固质量，因此应用较为广泛。

内管法固井工艺采用的内管注水泥装置包括插头和插座，插座上设有心管并连接于套管串底部，与套管串一起下入井底，插头表面上设有O型密封槽，密封槽上安装有O型密封圈，插头连接于内管串底部，与内管串一起下入套管串内，插头插入插座的心管内。由于井口到井底距离较长，在插头插入插座的心管过程中，插头上的密封圈极易与套管、心管或其他物体发生碰撞，造成插头上的密封圈因挤压、剪切而导致破坏，造成插头与插座密封失效，从而在注水泥过程中发生水泥浆泄漏，致使内管串与套管串围成的环形空间充填水泥，造成固井事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种内管注水泥装置，解决内管串底部的插头与套管串底部的插座密封失效的问题；本实用新型的目的还在于提供一种内管注水泥装置的插座。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种内管注水泥装置，包括插座，所述插座包括心管，所述心管的内壁上设有环形密封槽，所述环形密封槽内设有环形密封圈。

进一步地，所述环形密封圈为Y型。

进一步地，所述环形密封槽的数量为至少两个。

进一步地，所述心管上用于插头插入的一端设有倒圆角。

进一步地，所述插座还包括插座主体，所述插座主体与所述心管之间设有环形密封圈。

进一步地，所述插座主体与所述心管通过螺纹连接。

进一步地，所述心管的水泥出口端设有单向导通装置，所述单向导通装置包括阀芯和套在阀芯上的压簧，所述阀芯设有用于与所述心管的水泥出口端接触的接触端，所述接触端面为锥形。

进一步地，所述内管注水泥装置还包括插头，所述插头一端为连接内管底部的上接头，另一端为连接插座心管的下插头，中间位置设有扶正板。

进一步地，下插头外圆面为光滑表面，头部设有倒角。

内管注水泥装置的插座，包括心管，所述心管的内壁上设有环形密封槽，所述环形密封槽内设有环形密封圈。

进一步地，所述环形密封圈为Y型。

进一步地，所述环形密封槽的数量为两个以上。

进一步地，所述心管上用于插头插入的一端设有倒圆角。

进一步地，所述插座还包括插座主体，所述插座主体与所述心管之间设有环形密封圈。

进一步地，所述插座主体与所述心管通过螺纹连接。

进一步地，所述心管的水泥出口端设有单向导通装置，所述单向导通装置包括阀芯和套在阀芯上的压簧，所述阀芯设有用于与所述心管的水泥出口端接触的接触端，所述接触端面为锥形。

本实用新型的有益效果是：通过在插座的心管内壁上设置密封槽，密封槽上安装密封圈，减少了密封圈在长距离运动过程中的磨损、破坏，从而保证了密封圈在插头与插座的配合时的密封性能。

进一步地，环形密封圈使用Y型，插头插入插座后有自封作用，且随着压力增大，Y型密封圈的唇尖改变接触形状和加大接触应力，唇部与被密封面贴合的更紧密，且Y型环形密封圈低压时摩擦力小，便于插头插入，少量磨损后可以自动补偿，插头的下插头与心管的密封更可靠。

进一步地，增加心管内壁密封圈的数量，可以保证注水泥过程中，插头的下插头与心管的密封效果更佳。

进一步地，插座主体与心管之间设有密封圈，可以保证内管与套管之间的密封性能。

进一步地，心管的水泥出口端设有单向导通装置，在水泥注入套管与井壁的环形空间，插头脱离插座之后，防止注入的水泥倒流。

进一步地，插头的中间位置设有扶正板，可以对插头起到扶正的作用，保证插头居中度，下插头的端部设有倒角，便于插头插入心管。

附图说明

图1为本实用新型的内管注水泥装置的插座的示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本实用新型的内管注水泥装置的插头的示意图；

图4为本实用新型的内管注水泥装置的实施例二的示意图；

图5为本实用新型的内管注水泥装置的实施例四的示意图；

图6为本实用新型的内管注水泥装置的实施例五的示意图。

图中：1-上接头；2-扶正板；3-下插头；4-插座本体；5-心管；6-Y型密封圈；7-阀芯；8-压簧；9-限位环。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的内管注水泥装置的具体实施例一，如图1至图3所示，一种内管注水泥装置，包括插座和插头。插座包括插座本体4、心管5、Y型密封圈6、阀芯7、压簧8、限位环9，插座本体4一端的内腔加工有内螺纹，用于和套管下端外螺纹连接，使插座固定在套管底部，管螺纹退刀槽位置向另一端延伸加工有内螺纹，所述内螺纹用于与心管5的外螺纹配合来固定心管5，所述内螺纹的截止位置再向另一端延伸的插座本体4与心管5之间设有环形密封圈，用于防止从心管5的水泥出口端流出的水泥倒流入套管串和内管串形成的环形空间，插座本体4另一端的外圆周上加工有外螺纹，所述外螺纹用于与套管上部的内螺纹连接，形成套管串，插座本体4另一端的端口还设有台阶，所述台阶用于放置限位环9。心管5安装于插座主体4内部并通过螺纹与插座主体4连接，心管5用于插头插入的一端设有倒圆角，便于插头的插入，心管5的内腔形状与插头的下插头3的形状相匹配，且心管5的内腔的内壁上设有三个环形密封槽，三个环形密封槽上设有三个Y型密封圈6，用于实现下插头3与心管5的密封，环形密封圈使用Y型，插头插入插座后有自封作用，且随着压力增大，Y型密封圈6的唇尖改变接触形状和加大接触应力，唇部与被密封面贴合的更紧密，且在心管内壁上设置Y型密封圈6，不易造成Y型密封圈6的损坏，保证了Y型密封圈6的密封性能，同时设置三个Y型密封圈6使下插头3与心管5的密封效果更佳。在心管5与限位环9之间设有阀芯7，阀芯7上套有压簧8，阀芯7的一端与心管5的接触面为锥形，锥面密封能提高阀芯7与心管5之间的密封性能，阀芯7的另一端插入限位环9的中心孔内，且可在中心孔内移动，中心孔的孔壁用于限位压簧8的位移。插头包括上接头1、扶正板2和下插头3，上接头1与内管底部相连，下插头3插入心管5的内腔，并组成密封结构，扶正板2设在上接头1与下插头3之间，用于保证插头的居中度，在插头插入插座的过程中插头3与心管5对正居中，便于插入，插头设有倒角，使插头进入心管和Y型密封圈更容易。

具体的，本实施例中，在工作过程中先是下引鞋、套管，插座本体4通过外螺纹与套管的管螺纹连接安装在先下入的套管串的上部，再与后下入的套管串一起下入井下预定位置，下套管结束后，插头的上接头1连接于作为内管串的钻杆或油管柱的底部，送入井下，在插头送入井下的过程中，扶正板2与套管串内壁作用，保证内管串的居中度，确保插头的下插头3顺利插入插座主体4的心管5内，此时，Y型密封圈6实现插头与插座间的密封。注水泥时，水泥浆通过内管串注入，在水泥浆液柱的压力下，插座主体4中的阀芯7压缩压簧8，心管5的水泥出口打开，水泥浆从套管鞋处返至套管串与井壁的环形空间。注水泥结束，插座主体4中的阀芯7在压簧8弹力作用下复位，阀芯7的端部与心管5的水泥出口端形成锥面密封，防止水泥浆返流进入套管，向上提内管串，插头的下插头3脱离插座主体4的心管5，注水泥结束。

本实用新型的内管注水泥装置的实施例二：如图4所示，与实施例一的不同之处在于，所述环形密封槽的数量为一个，对应的环形密封圈6的数量为一个。

本实用新型的内管注水泥装置的实施例三：与实施例一的不同之处在于，所述环形密封圈为O型。

本实用新型的内管注水泥装置的实施例四：如图5所示，与实施例一的不同之处在于，所述插座主体4与所述心管5之间设有两个环形密封圈。

本实用新型的内管注水泥装置的实施例五：如图6所示，与实施例一的不同之处在于，所述阀芯的端面与心管的水泥出口端接触的接触面为圆弧形。

本实用新型通过在插座内部设置环形密封槽并在槽内设置环形密封圈，减少了密封圈的磨损、破坏，保证了插头与插座配合时的密封性能。解决了插头与插座配合会失效的问题。

本实用新型的插座的具体实施例，该插座与上述内管注水泥装置的具体实施例一至具体实施例五中的任意一个所述插座的结构相同，不予赘述。