一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油、天然气钻井领域，特别涉及一种井下工具，是一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋。
【背景技术】
[0002]等直径钻井过程是指利用相同的钻柱结构和尺寸形成相同的井眼，然后逐级下入同一尺寸的套管膨胀到设计尺寸并固井，从而形成从表层到目的层采用相同直径的井眼尺寸。膨胀套管技术是指将管柱下到井内，以机械或液压的方法，使管柱发生永久性塑性变形，使井眼或生产管柱的内径扩大。起初，膨胀套管纯粹作为钻井问题的一种后续解决方法，如套管补贴，侧钻井完井等，但随着该技术的发展，现已应用于井身结构设计和钻井方案中，在大斜度井、水平井、深井和热采井中广泛应用，并获得广泛认可。
[0003]等直径钻井和常规钻井一样，下入套管后需要进行固井，因此套管串下部需要连接有固井浮鞋。常规固井浮鞋主要由浮鞋本体和单向阀组成。固井浮鞋的主要作用是阻止钻井液进入套管内，并且产生浮力以减轻井架负荷；注水泥结束后，阻止水泥浆回流，保证水泥返高。普通的膨胀套管作业是将膨胀套管的外径膨胀到与基础套管的内径相同，但重叠区的基础套管没有任何膨胀。采用膨胀套管实现单一或嵌套式膨胀来改变井身结构，能够提高井径利用率，显著减小常规井眼的锥度，但这种膨胀方式，仍将导致井眼直径的缩小。
[0004]等井径膨胀套管技术是指在钻井过程中尽可能始终采用某一种钻头及钻具规格，从而全井钻进过程中保持某一种井眼尺寸的钻井方法。该技术能避免钻井过程中扩大井身结构，可解决漏失地层、高压地层、薄层流失地层等复杂地层的钻井难题。要获得与先前相同尺寸的井眼，用同尺寸的钻头继续钻进。本发明旨在提供一种等直径膨胀套管专用浮鞋，以辅助等直径钻井、膨胀套管等过程所需要的固定浮鞋。
【发明内容】
[0005]本发明意在提供了一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，以解决现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
[0006]一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，包括插接管、上筒体、剪钉座、引导短节、下筒体、回位弹簧和弹簧座，还包括浮鞋结构，所述的浮鞋机构位于下筒体内，包括密封体、凡尔、回位弹簧和密封圈，密封体固定在剪钉座的下端且为环形结构，密封体的下端面加工有圆锥面，凡尔为半球形，密封体下端面与凡尔形成单向锥面密封；下筒体为半球形结构，其底部设有通孔；上筒体为圆柱形，其上端设有外螺纹，上筒体内有一个阶梯圆柱形的剪钉座，剪钉座设有中心孔，剪钉座的外壁与上筒体内壁活动配合，并通过安全剪钉将剪钉座固定在上筒体内；在剪钉座上部的中心孔内插接有插接管，插接管通过上剪钉固定在剪钉座的中心孔内；在插接管外围设有引导短节，引导短节为圆环形，引导短节上端具有圆锥形的中心孔，剪钉座上端螺纹连接在引导短节下端的中心螺钉孔内。
[0007]进一步的，在上筒体与引导短节之间设有三个密封圈，在插接管与剪钉座之间设有三个密封圈，在密封体与上筒体之间设有密封圈。
[0008]进一步的，凡尔外表面上固定有一层弹性密封橡胶层，密封体的圆锥面上固定有一层弹性密橡胶层。
[0009]更进一步的，所述的凡尔为弹性耐油橡胶制成。
[0010]为了提高密封体和筒体间的密封性，在密封体与上筒体之间有密封圈，同时为了提高凡尔和密封体间的密封性，可在凡尔上涂覆一层弹性密封橡胶层。在注水泥浆时，浮鞋机构内的凡尔依靠注水泥浆的压力打开，注水泥完毕后通过回位弹簧回位，起到关闭、密封的作用。
[0011]注水泥固井时，水泥通过插接管中心孔流入浮鞋机构，在压力的作用下凡尔向下运动，露出凡尔下方的泄流孔，水泥从泄流孔中流出，再通过下筒体上的通孔流出，进入到套管与裸眼井壁的环空。
[0012]固井完毕后，进行膨胀作业时，上提插接管并剪断插接管与剪钉座之间的上剪钉，继续上提插接管至脱离引导短节，此时插接管下端密封失效，从而使高压液体通过插接管进入插接管和上筒体间的环空，液体进入打压腔，为膨胀作业提供动力源。
[0013]本实用新型的优点在于:本发明的上筒体上窄下宽，用于回接等直径膨胀套管，为膨胀套管发生等井径膨胀进而实现无内径损失钻进提供一种可行性和前提条件；同时也具有密封性严，安全可靠性高的特点，在固井过程中，能够起限流和泥浆均匀分布的作用。同时，能够在注水泥固井时提供水泥的固井通道，有效避免固井水泥的反向回流，可保证固井质量；在膨胀作业时，又能使高压液体进入打压腔，提供高压液体的膨胀通道。因此，能满足先注水泥固井后膨胀作业的等直径钻井的施工工艺要求，提高了整体施工的可行性。
【附图说明】
[0014]图1为本发明等直径钻井膨胀套管专用浮鞋的结构示意图。
[0015]附图中的附图标记依次为:1、插接管，2、上筒体，3、引导短节，4、剪钉座，5、安全剪钉，6、下筒体，7、上剪钉，8、凡尔，9、浮鞋机构，10、回位弹簧，11、密封体，12、密封圈。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的结构特点。
[0017]参照图1，一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，包括插接管、上筒体、剪钉座、引导短节、下筒体、回位弹簧和弹簧座，还包括浮鞋结构，所述的浮鞋机构位于下筒体内，包括密封体、凡尔、回位弹簧和密封圈，密封体固定在剪钉座的下端且为环形结构，密封体的下端面加工有圆锥面，凡尔为半球形，密封体下端面与凡尔形成单向锥面密封；下筒体为半球形结构，其底部设有通孔；上筒体为圆柱形，其上端设有外螺纹，上筒体内有一个阶梯圆柱形的剪钉座，剪钉座设有中心孔，剪钉座的外壁与上筒体内壁活动配合，并通过安全剪钉将剪钉座固定在上筒体内；在剪钉座上部的中心孔内插接有插接管，插接管通过上剪钉固定在剪钉座的中心孔内；在插接管外围设有引导短节，引导短节为圆环形，引导短节上端具有圆锥形的中心孔，剪钉座上端螺纹连接在引导短节下端的中心螺钉孔内。在上筒体与引导短节之间设有三个密封圈，在插接管与剪钉座之间设有三个密封圈，在密封体与上筒体之间设有密封圈。凡尔外表面上固定有一层弹性密封橡胶层，密封体的圆锥面上固定有一层弹性密橡胶层。
[0018]注水泥固井时，水泥通过插接管中心孔流入浮鞋机构，在压力的作用下凡尔向下运动，露出凡尔下方的泄流孔，水泥从泄流孔中流出，再通过下筒体上的通孔流出，进入到套管与裸眼井壁的环空。
[0019]固井完毕后，进行膨胀作业时，上提插接管并剪断插接管与剪钉座之间的上剪钉，继续上提插接管至脱离引导短节，此时插接管下端密封失效，从而使高压液体通过插接管进入插接管和上筒体间的环空，液体进入打压腔，为膨胀作业提供动力源。
[0020]以上所述实施方式仅表达了本发明的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，包括插接管、上筒体、剪钉座、引导短节、下筒体、回位弹簧和弹簧座，其特征在于:还包括浮鞋结构，所述的浮鞋机构位于下筒体内，包括密封体、凡尔、回位弹簧和密封圈，密封体固定在剪钉座的下端且为环形结构，密封体的下端面加工有圆锥面，凡尔为半球形，密封体下端面与凡尔形成单向锥面密封；下筒体为半球形结构，其底部设有通孔；上筒体为圆柱形，其上端设有外螺纹，上筒体内有一个阶梯圆柱形的剪钉座，剪钉座设有中心孔，剪钉座的外壁与上筒体内壁活动配合，并通过安全剪钉将剪钉座固定在上筒体内；在剪钉座上部的中心孔内插接有插接管，插接管通过上剪钉固定在剪钉座的中心孔内；在插接管外围设有引导短节，引导短节为圆环形，引导短节上端具有圆锥形的中心孔，剪钉座上端螺纹连接在引导短节下端的中心螺钉孔内。2.根据权利要求1所述的一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，其特征在于:在上筒体与引导短节之间设有三个密封圈，在插接管与剪钉座之间设有三个密封圈，在密封体与上筒体之间设有密封圈。3.根据权利要求1或2所述的一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，其特征在于:凡尔外表面上固定有一层弹性密封橡胶层，密封体的圆锥面上固定有一层弹性密橡胶层。4.根据权利要求1或2所述的一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，其特征在于:所述的凡尔为弹性耐油橡胶制成。
【专利摘要】本实用新型涉及一种等直径钻井膨胀套管专用浮鞋，包括插接管、上筒体、剪钉座、引导短节、浮鞋结构等，浮鞋机构位于下筒体内，包括密封体、凡尔、回位弹簧和密封圈，密封体固定在剪钉座的下端且为环形结构，密封体的下端面加工有圆锥面，凡尔为半球形，密封体下端面与凡尔形成单向锥面密封；上筒体内有一个阶梯圆柱形的剪钉座，剪钉座设有中心孔，剪钉座的外壁与上筒体内壁活动配合，在剪钉座上部的中心孔内插接有插接管，插接管通过上剪钉固定在剪钉座的中心孔内；在插接管外围设有引导短节，引导短节为圆环形。本实用新型为膨胀套管发生等井径膨胀进而实现无内径损失钻进提供一种可行性和前提条件；同时也具有密封性严，安全可靠性高的特点，在固井过程中，能够起限流和泥浆均匀分布的作用。
【IPC分类】E21B33/13
【公开号】CN204677156
【申请号】CN201520114635
【发明人】娄来柱, 成梅华, 王磊, 王玉磊
【申请人】天津钻迈科石油技术服务有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年2月17日