浮箍装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油气田开发中直井、大位移井和水平井的固井装置，特别是涉及一种浮箍装置。
【背景技术】
[0002]浮箍装置是油气田开发中固井领域常用的防止水泥浆倒灌的装置，浮箍密封性能的好坏对整个固井质量起着关键作用。2014年11月26日公布的中国实用新型专利申请《弹簧球式浮箍》(申请公布号CN 203961894U)，其中所述的浮箍装置由壳体、阀座、阀球、阀杆、限位盘和弹簧组成，工作时依靠弹簧使阀球复位从而与阀座实现密封。该类浮箍主要存在以下不足:一是该类浮箍的密封是刚性密封，在水泥浆长时间冲刷下会出现密封不严的现象。二是该类浮箍长时间工作后阀杆容易产生歪斜，最终导致阀球和阀座不能准确对位密封。三是弹簧在长时间工作后易疲劳损坏，弹性减弱不能使阀球复位，最终导致密封失效。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种使用寿命长、高密封性的浮箍装置。
[0004]本实用新型浮箍装置，包括壳体、阀座、阀芯、阀杆、弹簧及弹簧座，所述阀座和弹簧座均固定在壳体内，阀座上开有通孔，通孔内设有内锥面，所述阀杆的上端固定在阀芯下方，阀杆的下端位于弹簧座的中心孔内，所述弹簧套装在阀杆上，所述壳体的上端设有内螺纹，下端设有外螺纹，所述阀芯为锥台结构，其外锥面与通孔的内锥面相匹配，所述阀芯下方的阀杆上从上到下依次套装有柔性密封筒、扶正板、固定块和弹簧，所述柔性密封筒与通孔的内壁紧密贴合，所述固定块将柔性密封筒和扶正板顶紧固定在阀芯下方，固定块固定在阀杆上，弹簧位于固定块与弹簧座之间，所述扶正板与壳体间隙配合，扶正板与弹簧座上均设有液流通道。
[0005]本实用新型浮箍装置，其中所述壳体的内壁上部设有上阶梯，壳体上端螺纹固定有一上接头，所述上接头呈筒状，其内部设有所述内螺纹，所述阀座固定在上接头与上阶梯之间。
[0006]本实用新型浮箍装置，其中所述壳体的内壁下部设有下阶梯，壳体下端螺纹固定有一下接头，所述下接头呈筒状，其外部设有所述外螺纹，所述弹簧座固定于下接头与下阶梯之间。
[0007]本实用新型浮箍装置，其中所述阀芯的上端设有一阀芯导向头，所述阀芯导向头为圆柱状，所述阀座上方设有导向筒，所述导向筒与阀座上的通孔连通，所述阀芯导向头位于导向筒内。
[0008]本实用新型浮箍装置，其中所述阀芯导向头与阀杆同轴设置，阀芯导向头、阀芯及阀杆一体成型。
[0009]本实用新型浮箍装置，其中所述导向筒与阀座一体成型，阀座与壳体内壁间安装有三个O型密封圈。
[0010]本实用新型浮箍装置，其中所述柔性密封筒为橡胶筒，橡胶筒与扶正板之间还设有一套筒，所述套筒套装在阀杆上，所述橡胶筒的下端面开设有环向凹槽，所述套筒的上端面设有环向凸缘，所述环向凸缘位于所述环向凹槽内。
[0011]本实用新型浮箍装置，其中所述扶正板上的液流通道设在扶正板与壳体之间，扶正板上的液流通道沿扶正板的边缘均布四个。
[0012]本实用新型浮箍装置，其中所述弹簧座上的液流通道沿弹簧座的边缘均布三个。
[0013]本实用新型浮箍装置，其中所述固定块螺纹固定在阀杆上。
[0014]本实用新型浮箍装置中的阀座内的通孔设置内锥面，阀芯设置为锥台结构，锥台结构与内锥面相匹配实现刚性密封，阀芯下方还设有柔性密封筒，柔性密封筒与阀座通孔实现柔性密封，阀杆上套装有扶正板，扶正板与壳体为间隙配合，故扶正板能够沿着壳体内部来回滑动，扶正板的设置能够使阀杆在上下移动过程中不发生摆动，从而使阀芯与阀座准确对位密封，本实用新型中采用阀芯与阀座的刚性密封以及柔性密封筒与阀座的柔性密封相结合的密封方式，能够实现阀芯与阀座的高密封性。本实用新型摒弃了现有技术中的阀球，而是采用阀芯，在阀杆上下移动过程中，阀芯相对阀杆静止，而阀球在壳体内滚动，故相对于阀芯来说，阀球对弹簧带来的损坏更大，所以本实用新型浮箍装置使用寿命更长。
[0015]本实用新型浮箍装置中的阀芯导向头能够沿着导向筒上下移动，进一步增强阀芯与阀座之间的对位精度。
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型浮箍装置实施例一的主视图；
[0018]图2为沿图1中A-A线的剖视图；
[0019]图3为沿图1中B-B线的剖视图；
[0020]图4为本实用新型浮箍装置实施例一的工作状态图；
[0021 ]图5为本实用新型浮箍装置实施例二的主视图。
【具体实施方式】
[0022]实施例一
[0023]如图1所示，并结合图2、3所示，本实用新型浮箍装置包括壳体13、阀座7、阀芯3、阀杆10、弹簧11及弹簧座12，所述壳体13为筒状，所述阀座7和弹簧座12均固定在壳体13内，阀芯3、阀杆10和弹簧11也都安装在壳体13内，所述弹簧11套装在阀杆10上。阀座7上开有通孔，通孔内设有研磨内锥面，所述阀杆10的上端固定在阀芯3下方，阀杆10的下端位于弹簧座12的中心孔内，阀杆1可沿中心孔上下滑动。
[0024]所述壳体13的上端设有内螺纹，下端设有外螺纹。壳体13的上端设有内螺纹的具体方式为:壳体13上端螺纹固定有一上接头2，所述上接头2呈筒状，其内部设有所述内螺纹，设置内螺纹的目的是为了与浮箍装置上方的套管(图中未示出)相连，套管用来输送水泥浆。壳体13的下端设有外螺纹的具体方式为:壳体13下端螺纹固定有一下接头14，所述下接头14呈筒状，其外部设有所述外螺纹，设置外螺纹的目的是为了与浮箍装置下方的套管(图中未示出)相连，套管用来输送水泥浆。
[0025]所述阀芯3为锥台结构，其外锥面与通孔的内锥面相匹配，当阀芯3的外锥面与通孔的内锥面贴紧时，阀芯3与阀座7实现刚性密封。所述阀芯3下方的阀杆10上从上到下依次套装有柔性密封筒5、扶正板8、固定块9和弹簧U。所述柔性密封筒5与通孔的内壁紧密贴合，能够实现阀芯3与阀座7的柔性密封。
[0026]所述固定块9将柔性密封筒5和扶正板8顶紧固定在阀芯3下方，固定块9固定在阀杆10上。固定块9为一螺母，其螺纹固定在阀杆10上。
[0027]弹簧11位于螺母与弹簧座12之间，弹簧11在安装上去时设置一预紧力，这样在不工作时，弹簧11能够向上推动阀杆10，直至阀芯3与阀座7相互贴紧。
[0028]所述扶正板8与壳体13间隙配合，扶正板8与弹簧座12上均设有液流通道，扶正板8可沿壳体13内壁面轴向自由移动。其中所述扶正板8上的液流通道设在扶正板8与壳体13之间，扶正板8上的液流通道沿扶正板8的边缘均布四个。所述弹簧座12上的液流通道沿弹簧座12的边缘均布三个。
[0029]壳体13的内壁上部设有上阶梯，所述阀座7固定在上接头2与上阶梯之间。安装阀座7时，先将阀座7从壳体13的上端口放入到壳体13内，直至阀座7的下端与上阶梯相接触，上阶梯对阀座7起到支撑作用，之后再将上接头2旋转拧入壳体13内，直至上接头2与阀座7顶紧。这样，阀座7就被固定在上接头2与上阶梯之间。
[0030]壳体13的内壁下部设有下阶梯，所述弹簧座12固定于下接头14与下阶梯之间。弹簧座12为一圆形板，其在安装到壳体13上时，先将弹簧座12从壳体13的下端口放入，直至其与下阶梯相接触，之后再将下接头14旋转拧入壳体13内，直至下接头14与弹簧座12顶紧。这样，弹簧座12就被固定在下接头14与下阶梯之间。
[0031 ]阀芯3的上端设有一阀芯导向头I，所述阀芯导向头I为圆柱状，所述阀座7上方设有导向筒，导向筒与阀座7—体成型。所述导向筒与阀座7上的通孔连通，所述阀芯导向头I位于导向筒内。导向筒位于上接头2的下端口内，当阀杆10上下移动时，阀芯导向头I能够沿着导向筒上下移动，以实现阀芯3与阀座7的精准对位。
[0032]阀芯导向头I与阀杆10同轴设置，阀芯导向头1、阀芯3及阀杆10—体成型。
[0033]阀座7与壳体13之间密封设计，即阀座7与壳体13内壁间安装有三个O型密封圈，三个O型密封圈放在阀座7外表面中部的三道密封槽内。
[0034]柔性密封筒5为橡胶筒，橡胶筒与扶正板8之间还设有一套筒6，所述套筒6套装在阀杆10上，套筒6上部顶在橡胶筒上，下部顶在扶正板8上。所述橡胶筒的下端面开设有环向凹槽，所述套筒6的上端面设有环向凸缘，所述环向凸缘位于所述环向凹槽内。
[0035]本实用新型浮箍装置中的阀座7内的通孔设置内锥面，阀芯3设置为锥台结构，锥台结构与内锥面相匹配实现刚性密封，阀芯3下方还设有柔性密封筒5，柔性密封筒5与阀座7通孔实现柔性密封，阀杆10上套装有扶正板8，扶正板8与壳体13为间隙配合，故扶正板8能够沿着壳体13内部来回滑动，扶正板8的设置能够使阀杆10在上下移动过程中不发生摆动，从而使阀芯3与阀座7准确对位密封，本实用新型中采用刚性密封与柔性密封相结合的密封方式，能够实现阀芯3与阀座7的高密封性。本实用新型摒弃了现有技术中的阀球，而是采用阀芯3，在阀杆1上下移动过程中，阀芯3相对阀杆1静止，而阀球在壳体内滚动，故相对于阀芯3来说，阀球对弹簧带来的损坏更大，所以本实用新型浮箍装置使用寿命更长。
[0036]本实用新型浮箍装置中的阀芯导向头I能够沿着导向筒上下移动，进一步增强阀芯3与阀座7之间的对位精度。
[0037]本实用新型的工作过程:
[0038]如图4所示，在注水泥固井作业过程中，本实用新型通过上接头2的内螺纹与套管连接下入井中。水泥浆通过上接头2和阀座7中间的空腔将压力作用在阀芯导向头I和阀芯3上，压力依次通过橡胶筒、套筒6、扶正板8传递给弹簧11，当水泥