自灌浆浮箍浮鞋的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于各类石油天然气钻井的完井套管串中的自灌浆浮箍浮鞋。该自灌浆浮箍主要由主体、阀座及阀芯组件构成，阀座连接固定在主体内孔的上部，阀座的下端孔为锥形密封孔；所述的阀芯组件通过其中的承托座连接固定于上述主体的下端孔内，而组件中的阀芯上端带有锥形密封体，中部为细长杆，下端带有周向T型槽，槽内置有上述的小球，阀心细长杆段位于悬挂导向套中，悬挂导向套连接固定于承托座内孔中，悬挂导向套外套装上述弹簧，悬挂导向套下端连接捉球器。该自灌浆浮箍可确保在下套管过程中，井筒内钻井液自动进入套管串水眼内部，同时具有止回密封功能，有益于简化下套管的施工过程，确保下套管施工安全，减轻钻井工作人员劳动强度。
【专利说明】自灌浆浮箍浮鞋
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于各类石油天然气钻井的完井套管串中，下套管串过程中具有自灌浆功能，在注水泥替浆碰压后，承担防止环空水泥浆倒流回套管内径功能的自灌浆浮箍浮鞋。
【背景技术】
[0002]浮箍浮鞋是能产生浮力的一种套管引鞋或接箍。由于浮鞋浮箍耐高温，密封性和可钻性好，连接方便，因而可代替引鞋，套管鞋等。浮鞋浮箍不仅可用于一般技术套管和油层套管，而且也可用于深井，超深井及特殊工艺井。通常为了防止井下环空水泥浆倒流回套管内径，利用浮箍浮鞋的止回功能，构成双保险止回密封。常规浮箍浮鞋不具有自灌浆功能，在下套管过程中，为了保障施工安全，要及时往套管水眼内灌浆，因此，下套管施工中井队人员工作量较大，需要参与协作配合的岗位人员较多，下套管的整体工艺过程较为复杂。
【发明内容】
[0003]为了提高和改进下套管施工工艺，本实用新型提供一种自灌浆浮箍浮鞋。该自灌浆浮箍浮鞋可确保在下套管过程中，井筒内钻井液自动进入套管串水眼内部，当施工需要时，又要确保浮箍浮鞋恢复应有的止回密封功能，无论是用在直井、斜井或是水平井套管串中使用，该浮箍浮鞋的止回密封必须有效、可靠。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种自灌浆浮箍浮鞋，主要由主体、阀座及阀芯组件构成，所述的主体及阀座上带有通孔，且阀座连接固定在主体内孔的上部，阀座的下端孔为锥形密封孔；
[0005]所述的阀芯组件包括上端带有锥形密封体，中部为细长杆，下端带有周向T型槽的阀心、弹簧、具有内阶梯通孔的悬挂导向套、周向分布若干轴向通孔的承托座、小球及下端分布若干通孔、缝的捉球器；所述的承托座连接固定于上述主体的下端孔内，承托座内孔连接固定悬挂导向套，上述阀心的细长杆位于悬挂导向套的孔内，带有T型槽的下端位于悬挂导向套下部的阶梯孔内，且T型槽内置有上述的小球，小球与梯孔端面接触；而悬挂导向套外套装上述弹簧，弹簧的上下端置于承托座上平面与锥形密封体的下平面之间；悬挂导向套下端连接捉球器。
[0006]本实用新型的有益效果是:利用上述结构的自灌浆浮箍浮鞋，即下套管过程中不从套管水眼灌浆，下井组接前，浮箍浮鞋阀芯处限位打开状态，当套管串下入井内时，由于浮箍浮鞋阀芯与阀座都处于打开状态，由浮箍浮鞋底部进入套管串水眼内的液体不会被阻断，井内液体将由浮鞋底口连续进入套管串水眼内部，这就实现了所谓的开口下套管作业；若上提套管串时阀芯的限位不会失效，下套管过程中将始终保持自灌浆作用，这就舍掉了下套管时专门从井口往套管水眼内灌浆的工序。自灌浆下套管过程中，井眼排液量仅为入井套管串的体积，对防止油气上窜十分有益。需要循环可直接开泵，节省大量的灌浆时间，同时有助于防止发生卡套管事故。当需要循环时，套管串可直接与循环管路联结，可有效防止发生井漏。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的结构示意图；
[0008]图2为本实用新型中阀芯组件结构示意图；
[0009]图3本实用新型中阀芯组件自由状态示意图；
[0010]图4本实用新型自灌浆时状态示意图；
[0011]图5本实用新型密封状态示意图。
[0012]图中1-主体，2-阀座，3-型密封圈，4-阀心，5-弹簧，6-悬挂导向套，7-承托座，8-小球,9-捉球器。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0014]由图1至图5所示，该自灌浆浮箍主要由主体、阀座及阀芯组件构成，其中，所述的主体I及阀座2上均带有通孔，且阀座2螺纹连接固定在主体I内孔的上部，阀座2的下端孔为锥形密封孔；所述的阀芯组件包括阀心4、弹簧5、悬挂导向套6、承托座7、小球8及捉球器9，所述的阀心4上端带有与阀座2下端锥形孔密封配合的锥形密封体，阀心4的中部为细长杆，下端带有周向T型槽；悬挂导向套6具有内阶梯通孔，承托座7周向分布若干轴向通孔，捉球器9下端分布若干轴向通孔；所述的承托座7螺纹连接固定于上述主体I的下端孔内，承托座7内孔螺纹连接固定悬挂导向套6，上述阀心4的细长杆位于悬挂导向套6的孔内，阀心4上带有T型槽的下端位于悬挂导向套6下部的阶梯孔内，且T型槽内置有上述的小球8，小球8与梯孔端面接触；而悬挂导向套6外壁套装上述弹簧5，弹簧5的上端位于锥形密封体的下平面，下端位于承托座7的上平面上；悬挂导向套6下端螺纹连接捉球器9具体如图1及图2所示。
[0015]上述结构中的悬挂导向套具有居中导向功能，能有效地克服非垂直工况下阀心自重产生径向偏移的不良影响，工作中阀心杆与悬挂导向套间不会发生相互干扰；上述结构中，设置了弹簧压缩限位功能，弹簧5受到有效保护，从而避免因其疲劳造成回弹功能失效；所述阀座2下端的锥形密封孔及阀心4上的锥形密封体上均涂有耐冲蚀保护层，密封面经组合研磨确保高、低压密封的可靠性，在固井施工过程中，经较长时间循环后，阀心与阀座密封性仍然可靠；使用中该产品上下两端通过螺纹与套管串连接，不会影响或干扰其它套管附件的功能。
[0016]该自灌浆浮箍浮鞋自由状态如图3所示；而在下套管过程中，主体的上下两端通过螺纹与套管串连接，井筒内钻井液自动进入套管串水眼内部，在采用正常排量循环时，阀芯就会处于完全打开状态，流体由上端进入自灌浆浮箍与浮鞋，在流体的推动下，阀芯4将下移，同时弹簧5被压缩，当阀芯下移到悬挂导向套6上平面处，阀芯4被定位，此时，小球8脱离阀芯4并落入捉球器9中，如图4所示。停止循环后，阀芯4在弹簧5及回压的作用下上移，实现与阀座维面的密封，如图5所示，此后自灌浆浮箍与浮鞋的阀心不再被悬挂，同时失去自灌浆功能并恢复对套管串的密封止回功能，从而确保实现注水泥浆碰压后的敞压候凝。
[0017]自灌浆浮箍浮鞋其优点在于下套管过程中能有效地实现井筒液体自动进入套管串内径，能有效地降低下套管作业中的井筒压力波动和油气上窜速度，有益于防止施工过程中发生溢流和井漏，有益于及时开泵循环，简化下套管的施工过程，确保下套管施工安全，减轻钻井工作人员劳动强度。
【权利要求】
1.一种自灌浆浮箍浮鞋，主要由主体、阀座及阀芯组件构成，其特征在于:所述的主体(I)及阀座(2)上带有通孔，且阀座(2)连接固定在主体(I)内孔的上部，阀座(2)的下端孔为锥形密封孔； 所述的阀芯组件包括上端带有锥形密封体，中部为细长杆，下端带有周向T型槽的阀心(4)、弹簧(5)、具有内阶梯通孔悬挂导向套(6)、周向分布若干轴向通孔的承托座(7)、小球(8)及下端分布若干通孔、缝的捉球器(9);所述的承托座(7)连接固定于上述主体(I)的下端孔内，承托座(7)内孔连接固定悬挂导向套(6)，上述阀心(4)的细长杆位于悬挂导向套(6)的孔内，带有T型槽的下端位于悬挂导向套(6)下部的阶梯孔内，且T型槽内置有上述的小球(8)，小球(8)与梯孔端面接触；而悬挂导向套(6)外套装上述弹簧(5)，弹簧(5)的上下端置于承托座(7)上平面与锥形密封体的下平面之间；悬挂导向套(6)下端连接捉球器(9)。
2.根据权利要求1所述的自灌浆浮箍浮鞋，其特征在于:所述阀座(2)下端的锥形密封孔及阀心(4)上的锥形密封体上均涂有耐冲蚀保护层。
【文档编号】E21B33/13GK204040997SQ201420351279
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】吴艳华, 张艳波, 吴宪文 申请人:吴宪文