一种自锁式碰压短节装置的制作方法

本实用新型属于固井技术领域，具体涉及一种自锁式碰压短节装置。

背景技术：

目前，在石油作业固井技术领域中，固井时往油井套管内下入胶塞后，胶塞推动水泥从浮箍浮鞋中的单向阀进入油井套管与井壁之间，直到胶塞运动到碰压短节后被阻挡，水平井和超深井的固井压力都非常大，浮箍浮鞋中的单向阀受到的反向压力也相应增大，一旦单向阀失效，油井内部的反向压力将推动胶塞上浮，固井水泥将向上进入油井套管，增加了在油井套管内后形成长段水泥塞的风险，而现有的碰压短节只具有实现胶塞碰压功能，不能阻挡胶塞向上移动，无法满足水平井、超深井固井施工技术要求。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型的目的是提供一种自锁式碰压短节装置，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本实用新型提出一种自锁式碰压短节装置，用于限制固井的胶塞1向上移动，包括：

环形壳，所述环形壳的上端和下端分别连接管道接箍；

限位环，所述限位环设置在所述环形壳的上端口内，所述限位环内铰接有多个单向限位爪，每个所述单向限位爪向上最大摆动至水平位置，向下最大摆动至竖直位置，每个所述单向限位爪的侧向轮廓呈三角形，其端部厚度大于根部厚度；和

碰压座，所述碰压座直接或间接连接在所述环形壳的下方，所述碰压座上设置有通孔；

其中，所述单向限位卡爪与所述碰压座之间的距离大于或等于所述胶塞的长度。

本实用新型还具有以下可选特征。

可选地，还包括连接筒，所述连接筒的上端与所述管道接箍相连接，所述管道接箍的上端与所述环形壳的下端相连接，所述碰压座设置在所述连接筒的上端口内。

可选地，所述限位环的内侧壁的同一环面上对称设置有多个长孔，每个所述长孔内均可容纳一个所述单向限位卡爪，所述长孔的上边沿具有水平面，所述单向限位卡爪的根部铰接在所述长孔的上边沿的内侧，所述单向限位卡爪的端部的一部分伸出所述长孔的内端口。

可选地，还包括扶正环，所述扶正环套装在所述环形壳内，并位于所述限位环和所述管道接箍之间，所述扶正环的内径等于所述限位环的内径。

可选地，所述扶正环的下端通过螺纹连接在所述环形壳内。

可选地，所述扶正环的上端口内和下端口内分别设置有环锥面。

可选地，所述碰压座的上端口设置有沉孔，所述沉孔的侧壁为锥形。

本实用新型的自锁式碰压短节装置通过在环形壳的下方设置碰压座，碰压座上的通孔允许循环液和水泥通过，只拦住胶塞，实现胶塞碰压功能，还通过在环形壳内设置限位环，在限位环内铰接多个单向限位卡爪对胶塞进行单向限位，允许胶塞向下经过，当胶塞上浮时会拨动单向限位卡爪张开并水平伸处，阻止胶塞继续上浮，防止油井套管被水泥倒灌和堵塞，保证水平井、超深井固井施工顺利完成。

附图说明

图1是本实用新型的自锁式碰压短节装置的整体结构示意图；

图2是图1中的限位环的结构示意图；

图3是图1中的单向限位卡爪的结构示意图；

图4是本实用新型的自锁式碰压短节装置在胶塞通过限位环时的结构示意图；

图5是本实用新型的自锁式碰压短节装置在胶塞接触碰压座时的结构示意图；

图6是本实用新型的自锁式碰压短节装置在阻止胶塞上浮时的结构示意图；

图7是图6中限位环处的放大结构示意图。

在以上图中：1胶塞；2环形壳；3管道接箍；4限位环；401长孔；402内锥面；5单向限位卡爪；6碰压座；601通孔；602沉孔；7连接筒；8扶正环；801环锥面；9铰接轴。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

参考图1，本实用新型的实施例提出一种自锁式碰压短节装置，用于限制固井的胶塞1向上移动，包括：环形壳2、限位环4和碰压座6，环形壳2的上端和下端分别连接管道接箍3；限位环4设置在环形壳2的上端口内，限位环4内铰接有多个单向限位爪5，每个单向限位爪5向上最大摆动至水平位置，向下最大摆动至竖直位置，每个单向限位爪5的侧向轮廓呈三角形，其端部厚度大于根部厚度；碰压座6直接或间接连接在环形壳2的下方，碰压座6上设置有通孔601；其中，单向限位卡爪5与碰压座6之间的距离大于或等于胶塞1的长度。

环形壳2的上端口的内侧和外侧分别设置有螺纹，限位环4的外部具有外螺纹，通过螺纹连接在环形壳2的上端口内，环形壳2的上端口通过外螺纹连接管道接箍3，通过管道接箍3连接在油井套管上，限位环4通过外螺纹连接在环形壳2的上端口内，限位环4内部具有四个单向限位爪5，每个单向限位爪5的端部的一部分伸出限位环4的内侧壁，如图5和图6所示，胶塞1可向下顺利通过限位环4，如图7所示，当胶塞1上浮时，四个单向限位爪5的端部就会被胶塞1的上端拨动至水平状态，将胶塞1拦住，阻止其向上浮。

实施例2

参考图1、图4、图5和图6，在实施例1的基础上，还包括连接筒7，连接筒7的上端与管道接箍3相连接，管道接箍3的上端与环形壳2的下端相连接，碰压座6设置在连接筒7的上端口内。

碰压座6的下端的外侧设置有外螺纹，连接筒7的上端口的内侧设置有内螺纹，外侧设置有外螺纹，碰压座6通过外螺纹连接在连接筒7的上端口内，连接筒7的上端通过外螺纹连接在管道接箍3的下端口内。

实施例3

参考图1、图2、图3和图7，在实施例1的基础上，限位环4的内侧壁的同一环面上对称设置有多个长孔401，每个长孔401内均可容纳一个单向限位卡爪5，长孔401的上边沿具有水平面，单向限位卡爪5的根部铰接在长孔401的上边沿的内侧，单向限位卡爪5的端部的一部分伸出长孔401的内端口。

长孔401共有四个，均匀分布在限位环4的内侧壁上，每个单向限位卡爪5的根部通过横向的铰接轴9铰接在长孔401内靠近上边沿处，单向限位卡爪5的根部的厚度与限位环4的厚度相近，因此当单向限位卡爪5下垂时，单向限位卡爪5的上端以及下端的大部分都沉入长孔401内，由于单向限位卡爪5的端部的厚度较大，因此单向限位卡爪5的端部的一部分伸出长孔401的内端口，当胶塞1上浮时，胶塞1的顶部的边沿会推动单向限位卡爪5的端部，使每个单向限位卡爪5伸出长孔401，并随着胶塞1的推动向上翻转，直到被长孔401的上边沿的水平面阻挡，此时每个单向限位卡爪5均处于水平状态，阻挡住胶塞1继续上浮。

实施例4

参考图2，在实施例1的基础上，限位环4的上端口设置有内锥面402。

由于限位环4具有厚度，限位环4安装在环形壳2内具有缩径作用，当胶塞1进入环形壳2时经过限位环4时，限位环4上端口的内锥面402可对胶塞1进行平滑过渡，避免胶塞1被限位环4的上端口边沿刮伤。

实施例5

参考图1、图4、图5和图6，在实施例1的基础上，还包括扶正环8，扶正环8套装在环形壳2内，并位于限位环4和管道接箍3之间，扶正环8的内径等于限位环4的内径。

扶正环8套装在环形壳2内，相当于缩小了环形壳2在此处的内径，可以对胶塞1进行扶正，使胶塞1的下端正对碰压座6，对碰压座6上的通孔601保持封堵，万一胶塞1上浮时，胶塞1的上端的边沿也可以井所有单向限位卡爪5的端部拨出，使所有单向限位卡爪5水平伸出，对胶塞1进行阻拦。

实施例6

参考图1，在实施例5的基础上，扶正环8的下端通过螺纹连接在环形壳2内。

环形壳2的下端的内侧设置有内螺纹，扶正环8的下端通过外螺纹与扶正环8连接后，又被连接在环形壳2的下端的外侧的管道接箍3顶住下端，使扶正环8固定在环形壳2内，不会窜动。

实施例7

参考图1，在实施例5的基础上，扶正环8的上端口内和下端口内分别设置有环锥面801。

扶正环8的上端口内核下端口内的环锥面801形成一个过渡缩口，不会刮伤经过的胶塞1。

实施例8

参考图1，在实施例1的基础上，碰压座6的上端口设置有沉孔602，沉孔602的侧壁为锥形。

碰压座6上端口的沉孔602增加了胶塞1对碰压座6上的通孔601的封堵梯度，沉孔602的侧壁为锥形，增大了胶塞1对沉孔602的封堵面，进一步提高了胶塞1与碰压座6之间的密封性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。