专利名称：整体式平面密封阻流环的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油机械，适合于油井在固井时井下使用。
当前通用的阻流环主要由环形体，挡板、尼龙球组成。结构的基本情况是在油井底端套管的内孔上部，交叉焊接两根钢棒，将尼龙球支撑在钢棒上方，环形体的外圆是圆锥套管螺纹，中心孔内是细牙螺纹，螺纹下端是锥形孔。挡板的端面有三个小孔，阶梯圆柱形的小端是细牙螺纹。将挡板旋入环形体的螺纹孔下部，将环形体拧紧在油井底端套管的接箍上。固井时、将油井套管连接成套管柱从井口下放，由于挡板的阻挡，尼龙球无法接触环形体，井内泥浆经挡板上的三个小孔流入套管柱内，免除了井内泥浆作用于套管柱的浮力，使套管柱能顺利下放。当套管柱下到一定深度时，由于套管柱重量的不断增加，加大了作业的难度，此时启动泥浆泵，向套管柱内灌注泥浆，由于挡板上三个小孔的流量小于环形体中心孔的流量，在较大的流动阻力下，尼龙材料制成的挡板的细牙螺纹被拉脱，从环形体上掉落。停泵后、尼龙球受泥浆的浮力作用上升，与环形体的圆锥孔接触，将环形体封闭。封闭后的套管柱借助井内泥浆的浮力作用能顺利下放。当套管柱下够设计深度后，启动泥浆泵，向套管柱内依次灌注隔离液和水泥浆，停泵后，由井上的固井装置落下用作隔离水泥浆的胶塞，随后启动泥浆泵，向套管柱内灌注泥浆，把胶塞压至与环形体相接触的位置后停泵。此时的水泥浆充满环形体下方的底端套管并经套管柱的底口返流向上，充满套管柱外的全部油井空间，由于胶塞的隔离作用，环形体上方的套管柱内充满泥浆。当前通用的阻流环，尼龙球与环形体下端的锥形孔呈线接触，由于制造误差和受井下温度影响产生的变形，导致尼龙球形状不规则，造成环形体不能严密地封闭。由于水泥浆的比重大于泥浆的比重，环形体下方的水泥浆通过封闭不严的环形体泄漏到上部的套管柱内，凝固后形成水泥塞，套管柱外的水泥浆也因泄漏造成返高不够。水泥塞的形成直接影响固井后测井作业和射孔作业的进行、使测井仪不能到位，射孔作业无法进行。套管柱外水泥浆返高不够往往造成漏封油气层的重大事故。此类固井工程事故一旦发生，需投入大量的人力和财力进行补救，如补救失败，还会造成油井报废。此外，由于支撑尼龙球的钢棒的焊接作业是在固井现场进行，增加了生产准备和实际操作的工作量。
本实用新型的任务在于提出一种改进现有结构，提高密封性能，方便安装作业的整体式平面密封阻流环。
本实用新型的任务是以如下方式完成的，它包括有环形体、挡板，其特征是环形体与立柱连接，底盘固定在立柱下端，导向杆下部与底盘的中心孔配合，上部连接有阀门，密封圈固定在阀门上，底盘与阀门之间的导向杆上套装有压缩弹簧。
与现有技术相比，本实用新型去除了现结构中的尼龙球，采用了密封圈与环形体之间的平面密封形式，提高了密封性能，阻流环的全套零件组装成一体，方便了安装。
图1是本实用新型的结构剖视图。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
环形体1的螺纹孔下部是台阶孔，形成一个环形密封平面。挡板2旋入环形体1的螺纹孔下部。立柱7上端连接着环形体1，下端通过螺母9固定着多边形的底盘8。阀门3的顶部加工成弧形，便于挡板2的滑脱，中部通过螺纹固定着耐热性良好的密封圈4。导向杆6上端与阀门3连接，下部与底盘8的中心孔配合，为减小摩擦力，导向杆6下部加工成棱柱形。弹簧5是螺旋压簧，套装在导向杆6的外部，位于底盘8与阀门3之间。压缩时的长度由导向杆6的台阶控制，由于弹簧5压缩时只需很小的作用力，所以对挡板2的螺纹拉脱没有阻碍。固井时，先将组装成整体的阻流环旋紧到油井底端套管的接箍上，然后将套管连接成套管柱从井口下放。此时由于挡板2的阻挡，阀门3呈开启状态，井内泥浆经挡板2上的三个小孔流入套管柱内，防止泥浆的浮力作用影响套管柱下放。当套管柱下到一定深度时，启动泥浆泵，向套管柱内灌注泥浆，挡板2的螺纹在较大的流动阻力下被拉脱，推动阀门3、导向杆6沿底盘8的中心孔下移，弹簧5被压缩，拉脱后的挡板2从阀门3的顶部滑脱，经底盘8与套管孔间的空隙落井。停泵后，在弹簧5的作用下，阀门3连同导向杆6沿底盘8的中心孔上移，使密封圈4与环形体1下部的密封面接触，将环形体1封闭。封闭后的套管柱借助井内泥浆的浮力作用能顺利下放。套管柱下够设计深度后，启动泥浆泵，向套管柱内依次灌注隔离液和水泥浆，并通过固井装置落下用作隔离水泥浆的胶塞，启动泥浆泵，向套管柱内灌注泥浆，把胶塞压至与环形体相接触的位置后停泵。当泥浆泵启动时，阀门3被冲开，弹簧5被压缩，水泥浆充满环形体1下部的底端套管并经套管柱的底口返流向上，充满套管柱外的全部油井空间，由于胶塞的隔离，环形体1上部的套管柱内充满泥浆。停泵后，在弹簧5的作用下，阀门3连同导向杆6上移，密封圈4与环形体1下部的密封面接触，将环形体1封闭。由于环形体1和密封圈4的密封面采用机械加工方法制成，具有高质量的平面度和表面粗糙度，在弹簧5的作用下能实现良好的密封。此外，因水泥浆的比重大于泥浆的比重所产生的水泥浆作用于阀门3的压力，更增强了密封效果。
本实用新型保留了现结构中的环形体和挡板，去除了尼龙球，全套零件具有良好的工艺性，由石油机械厂或一般的机械加工厂家生产，都将是实现本实用新型的途径。
权利要求1.一种整体式平面密封阻流环，它包括有环形体、挡板，其特征在于环形体与立柱连接，底盘固定在立柱下端，导向杆下部与底盘的中心孔配合，上部连接有阀门，密封圈固定在阀门上，底盘与阀门之间的导向杆上套装有压缩弹簧。
专利摘要本实用新型公开了一种整体式平面密封阻流环，它包括有环形体、挡板，其特征在于环形体与立柱连接，底盘固定在立柱下端，导向杆下部与底盘的中心孔配合，上部连接有阀门，密封圈固定在阀门上，底盘与阀门之间的导向杆上套装有压缩弹簧。与现有技术相比，本装置采用了密封圈与环形体之间的平面密封形式，提高了密封性能，从而免除了现有技术因密封不严水泥浆泄漏所造成的固井工程事故，全套零件组装成一体，方便了安装。
文档编号E21B33/10GK2235501SQ9521718
公开日1996年9月18日 申请日期1995年10月22日 优先权日1995年10月22日
发明者车永俊, 张衍昌 申请人:张衍昌, 车永俊