一种固井胶塞的制作方法

本实用新型涉及石油钻井固井工程技术领域，尤其涉及一种固井胶塞。

背景技术：

在石油钻井的固井作业过程中，需要采用固井胶塞来隔离水泥浆和钻井液，并在其运行到套管柱底部时提示固井结束，但当浮箍浮鞋密封功能失效时，水泥浆则会倒流入套管内并推动固井胶塞上行，由此造成套管内留水泥塞，严重时甚至会导致固井作业失败，而现有的固井胶塞不能在固井结束时固定在套管内底部，也不能在浮箍浮鞋功能失效时阻止水泥浆倒流。

因此，如何实现固井胶塞在井底可靠锁定，并在浮箍浮鞋失效时防止水泥浆倒流入套管内，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是：如何提供一种固井胶塞，能够在固井作业结束时可靠锁定在套管内底部，并在浮箍浮鞋功能失效时防止水泥浆倒流。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种固井胶塞，包括本体、芯体和自锁卡套，所述本体为圆柱形翼状结构，所述本体具有内腔，所述芯体的上端固定安装在所述本体的内腔内，所述芯体的下端位于所述本体的外侧；所述芯体的下端依次设置有外圆锥面和外圆柱面，所述外圆锥面的小端靠近本体设置，所述自锁卡套套接在所述外圆锥面上，所述自锁卡套具有内圆锥面，所述自锁卡套的外侧壁具有锯齿状卡牙，所述自锁卡套的侧壁设置有贯通缺口，所述外圆柱面上设置有环槽，所述环槽内安装有密封圈。

其中，所述自锁卡套的内圆锥面与芯体的外圆锥面锥度以及方向相同。

其中，所述芯体的外端设置有引导面，所述引导面为圆弧面、圆锥面或半球面。

其中，所述芯体设置有自锁卡套限位凸台，所述自锁卡套限位凸台位于所述本体和自锁卡套之间，所述自锁卡套限位凸台的外径大于自锁卡套的最大外径。

其中，所述芯体位于本体内的外壁间隔设置有凹槽，所述本体正对凹槽设置有与凹槽匹配的凸台。

其中，所述自锁卡套的外侧壁的锯齿状卡牙的尖端朝向所述内圆锥面的大端一侧。

在采用本实用新型公开的固井胶塞进行固井作业时，当固井胶塞运行到套管底部，自锁卡套可在芯体端部引导面的引导下，随同芯体外圆柱面上的密封圈一起顺利插入浮箍阻流板的水眼内，自锁卡套外壁的锯齿状卡牙则会卡住浮箍阻流板的水眼内壁；当固井胶塞受力上行时，芯体上的外圆锥面则会驱使自锁卡套外径增大，其外壁上设置的锯齿状卡牙则会进一步卡入浮箍阻流板水眼内壁，从而增大锁定力，确保固井胶塞被可靠地锁定在井底；而设置在芯体外圆柱面上的密封圈则会与阻流板水眼内壁实现密封，防止水泥浆由此倒流入套管内。

综上，本实用新型能够在固井作业结束时可靠锁定在套管内底部，并在浮箍浮鞋功能失效时防止水泥浆倒流。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型公开的固井胶塞的结构示意图。

图2为图1中自锁卡套的轴测图。

图3为图1中自锁卡套的剖视图。

图4为本实用新型公开的固井胶塞的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实施例中，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-4，一种固井胶塞，包括本体1、芯体2和自锁卡套3，所述本体1为圆柱形翼状结构，所述本体1具有内腔，所述芯体2的上端固定安装在所述本体1的内腔内，所述芯体2的下端位于所述本体1的外侧；所述芯体2的下端依次设置有外圆锥面21和外圆柱面22，所述外圆锥面21的小端靠近本体1设置，所述自锁卡套3套接在所述外圆锥面21上，所述自锁卡套3具有内圆锥面32，所述自锁卡套的外侧壁具有锯齿状卡牙31，所述自锁卡套的侧壁设置有贯通缺口33，所述外圆柱面22上设置有环槽，所述环槽内安装有密封圈4。

本实施例中，所述自锁卡套3的内圆锥面32与芯体2的外圆锥面21锥度以及方向相同。有利于驱使自锁卡套外径扩张，增大锁定力。

本实施例中，所述芯体2的外端设置有引导面23，所述引导面为圆弧面、圆锥面或半球面。有利于引导密封圈和自锁卡套顺利插入浮箍阻流板5的水眼以便于实现锁定和密封。

本实施例中，所述芯体2设置有自锁卡套限位凸台24，所述自锁卡套限位凸台24位于所述本体1和自锁卡套3之间，所述自锁卡套限位凸台24的外径大于自锁卡套3的最大外径。可限制自锁卡套3的轴向位置，便于其进入阻流板5的水眼中。

本实施例中，所述芯体1位于本体内的外壁间隔设置有凹槽，所述本体1正对凹槽设置有与凹槽匹配的凸台。可实现芯体2于本体1的可靠固定连接。

本实施例中，所述自锁卡套3的外侧壁的锯齿状卡牙31的尖端朝向所述内圆锥面32的大端一侧。可增大自锁卡套3与阻流板5水眼内壁的锁定力。

具体的，所述密封圈4的数量为不少于1个。可确保密封可靠性。

在采用本实用新型公开的固井胶塞进行固井作业时，当固井胶塞运行到套管底部时，自锁卡套3可在芯体2端部引导面23的引导下，随同芯体2外圆柱面21上的密封圈4一起顺利插入浮箍阻流板5的水眼内，自锁卡套3外壁的锯齿状卡牙31则会卡住浮箍阻流板5的水眼内壁；当固井胶塞受力上行时，芯体2上的外圆锥面21则会驱使自锁卡套3外径增大，其外壁上设置的锯齿状卡牙31则会进一步卡入浮箍阻流板5水眼内壁，从而增大锁定力，确保固井胶塞被可靠地锁定在井底；而设置在芯体2外圆柱面22上的密封圈4则会与阻流板5水眼内壁实现密封，防止水泥浆由此倒流入套管内。

本实用新型的固井胶塞能够在固井作业结束时可靠锁定在套管内底部，并在浮箍浮鞋功能失效时防止水泥浆倒流；本实用新型可广泛适用于各类油气井的固井施工作业。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：

1.一种固井胶塞，其特征在于，包括本体、芯体和自锁卡套，所述本体为圆柱形翼状结构，所述本体具有内腔，所述芯体的上端固定安装在所述本体的内腔内，所述芯体的下端位于所述本体的外侧；

所述芯体的下端依次设置有外圆锥面和外圆柱面，所述外圆锥面的小端靠近本体设置，所述自锁卡套套接在所述外圆锥面上，所述自锁卡套具有内圆锥面，所述自锁卡套的外侧壁具有锯齿状卡牙，所述自锁卡套的侧壁设置有贯通缺口，所述外圆柱面上设置有环槽，所述环槽内安装有密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种固井胶塞，其特征在于，所述自锁卡套的内圆锥面与芯体的外圆锥面锥度以及方向相同。

3.根据权利要求2所述的一种固井胶塞，其特征在于，所述芯体的外端设置有引导面，所述引导面为圆弧面、圆锥面或半球面。

4.根据权利要求3所述的一种固井胶塞，其特征在于，所述芯体设置有自锁卡套限位凸台，所述自锁卡套限位凸台位于所述本体和自锁卡套之间，所述自锁卡套限位凸台的外径大于自锁卡套的最大外径。

5.根据权利要求4所述的一种固井胶塞，其特征在于，所述芯体位于本体内的外壁间隔设置有凹槽，所述本体正对凹槽设置有与凹槽匹配的凸台。

6.根据权利要求5所述的一种固井胶塞，其特征在于，所述自锁卡套的外侧壁的锯齿状卡牙的尖端朝向所述内圆锥面的大端一侧。

技术总结
本实用新型公开了一种固井胶塞，包括本体、芯体和自锁卡套，所述本体为圆柱形翼状结构，所述本体具有内腔，所述芯体的上端固定安装在所述本体的内腔内，所述芯体的下端位于所述本体的外侧；所述芯体的下端依次设置有外圆锥面和外圆柱面，所述外圆锥面的小端靠近本体设置，所述自锁卡套套接在所述外圆锥面上，所述自锁卡套具有内圆锥面，所述自锁卡套的外侧壁具有锯齿状卡牙，所述自锁卡套的侧壁设置有贯通缺口，所述外圆柱面上设置有环槽，所述环槽内安装有密封圈。本实用新型能够在固井作业结束时可靠锁定在套管内底部，并在浮箍浮鞋功能失效时防止水泥浆倒流。

技术研发人员：刘复元;彭斌
受保护的技术使用者：重庆芃元科技有限公司
技术研发日：2020.12.23
技术公布日：2021.08.13