CN103527138A

CN103527138A - 水平井专用浮箍浮鞋装置

Info

Publication number: CN103527138A
Application number: CN201310513066.6A
Authority: CN
Inventors: 贾芝; 吴述普; 李志刚; 王大权; 刘丰克; 窦虎清
Original assignee: Changqing Cementing Branch of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: Changqing Cementing Branch of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-10-28
Also published as: CN103527138B

Abstract

本发明涉及水平井专用浮箍浮鞋装置，它至少包括浮箍壳体和浮鞋壳体，浮箍浮鞋壳体上沿均有连接螺纹，其中浮鞋壳体上端通过其连接螺纹连接有引流盖，浮箍浮鞋壳体下沿内外两侧均有螺纹，浮箍浮鞋壳体下沿通过其外螺纹连接接箍，其特征是：浮箍浮鞋壳体下沿通过其内螺纹连接有阀座，浮箍浮鞋壳体上方内腔通过支撑片固定有弹簧座，浮箍浮鞋壳体中部内腔通过支撑片固定有支撑圈，弹簧座、支撑圈以及阀座的轴心位置均有通孔，阀杆上部插接在弹簧座轴心位置的通孔内，阀杆下部固定有阀芯，阀芯上端贯穿支撑圈轴心位置的通孔，阀芯下端封堵在阀座轴心通孔处，阀杆外套接有弹簧，弹簧上端与弹簧座固定连接，弹簧下端与阀芯固定连接。它承压能力高，密封性好。

Description

水平井专用浮箍浮鞋装置

技术领域

本发明涉及固井工具领域，特别是一种水平井专用浮箍浮鞋装置。

背景技术

现有固井用浮箍浮鞋，由于阀芯缺乏支撑扶正结构，当用于倾斜角度较大水平井时，阀芯在自重力作用下下移，无法保证长时间循环时阀芯阀座反向密封，密封效果差，容易引起水泥浆倒流，造成固井质量事故。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术产品不足，提供一种在油水平井水平段固井作业中，正反向承压能力高，密封性能优良，可有效防止水泥浆倒流，减少固井事故发生的水平井专用浮箍浮鞋装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：水平井专用浮箍浮鞋装置，它至少包括浮箍壳体和浮鞋壳体，浮箍浮鞋壳体上沿均有连接螺纹，其中浮鞋壳体上端通过其连接螺纹连接有引流盖，浮箍浮鞋壳体下沿内外两侧均有螺纹，浮箍浮鞋壳体下沿通过其外螺纹连接接箍，其特征是：浮箍浮鞋壳体下沿通过其内螺纹连接有阀座，浮箍浮鞋壳体上方内腔通过支撑片固定有弹簧座，浮箍浮鞋壳体中部内腔通过支撑片固定有支撑圈，弹簧座、支撑圈以及阀座的轴心位置均有通孔，阀杆上部插接在弹簧座轴心位置的通孔内，阀杆下部固定有阀芯，阀芯上端贯穿支撑圈轴心位置的通孔，阀芯下端封堵在阀座轴心通孔处，阀杆外套接有弹簧，弹簧上端与弹簧座固定连接，弹簧下端与阀芯固定连接。

所述的阀座与浮箍浮鞋壳体之间套接有密封圈。

所述的阀座外侧上部是与浮箍浮鞋壳体下沿内螺纹连接的外螺纹，外螺纹下方具有放置密封圈的环形槽，阀座内侧上沿有内螺纹，阀座通过其内侧上沿的内螺纹连接有压帽，阀座内侧下方为密封凸台，压帽与密封凸台之间压接有密封垫，密封凸台轴心处具有通孔。

所述的压帽为环状结构，压帽的环形内壁为具有收口的斜面。

所述的阀芯分为下部的倒锥形连接段及上部的阀杆连接段，其中倒锥形连接段外壁倾斜度与压帽的环形内壁的斜面相匹配，倒锥形连接段上方的轴心处与阀杆连接段下端固定连接，阀杆连接段上端与阀杆固定连接，阀杆连接段中部具有台阶，弹簧下端固定在台阶上。

所述的支撑圈套接在阀芯的阀杆连接段外，阀芯封堵在阀座轴心通孔处时，支撑圈的上沿与阀杆连接段中部台阶平齐，支撑圈内径等于台阶下方的阀杆连接段外径。

所述的弹簧座为倒“凸”形结构，轴心处具有通孔，弹簧座中部台阶的下表面与弹簧上端固定连接。

所述的弹簧座上端外壁通过三组支撑片与浮箍浮鞋壳体上方内腔固定连接，三组支撑片等分圆心角均匀分布。

所述的支撑圈为环形圈，支撑圈外壁通过三组支撑片与浮箍浮鞋壳体中部内腔固定连接，三组支撑片等分圆心角均匀分布。

本发明的有益效果是本水平井专用浮箍浮鞋装置安装在水平井套管连接扣之间，可以引导套管柱沿井筒顺利下至井底，由于增加了一组由弹簧座及支撑圈构成的扶正结构，配套的改变阀芯结构，使得本浮箍浮鞋在水平状态下能保持良好的密封性，固井施工中水泥浆进入套管内阀座下方，经阀座轴心处的通孔顶开阀座轴心通孔上方的阀芯，封固环空空间，碰压时当胶塞下行到阻流位置后，阀芯在水泥浆的回压及弹簧弹力作用下下行封堵住阀座轴心通孔，阀芯承受反向压力关闭套管内通道，起到单向阻流作用。保证环空钻井液正常流动，特别是在水平段较长的油气井固井中，正、反向承压能力高，密封性能优良，可有效防止水泥浆倒流，减少固井质量事故发生。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明进一步说明。

图1是浮箍结构示意图；

图2是浮鞋结构示意图；

图3是阀座结构示意图；

图4是压帽结构示意图；

图5是阀芯结构示意图；

图6是弹簧座结构示意图；

图中：1、浮箍壳体；2、浮鞋壳体；3、引流盖；4、接箍；5、弹簧座；6、阀杆；7、阀芯；8、弹簧；9、支撑圈；10、压帽；11、密封垫；12、阀座；13、密封圈；14、支撑片；15、密封凸台；16、倒锥形连接段；17、阀杆连接段；18、台阶。

具体实施方式

实施例1

本水平井专用浮箍浮鞋装置中浮箍结构示意图如图1所示，浮鞋结构示意图如图2所示，它至少包括浮箍壳体1和浮鞋壳体2，浮箍浮鞋壳体上沿均有连接螺纹，其中浮鞋壳体2上端通过其连接螺纹连接有引流盖3，浮箍浮鞋壳体下沿内外两侧均有螺纹，浮箍浮鞋壳体下沿通过其外螺纹连接接箍4，浮箍浮鞋壳体下沿通过其内螺纹连接有阀座12，浮箍浮鞋壳体上方内腔通过支撑片14固定有弹簧座5，浮箍浮鞋壳体中部内腔通过支撑片14固定有支撑圈9，弹簧座5、支撑圈9以及阀座12的轴心位置均有通孔，阀杆6上部插接在弹簧座5轴心位置的通孔内，阀杆6下部固定有阀芯7，阀芯7上端贯穿支撑圈9轴心位置的通孔，阀芯7下端封堵在阀座12轴心通孔处，阀杆6外套接有弹簧8，弹簧8上端与弹簧座5固定连接，弹簧8下端与阀芯7固定连接。

本水平井专用浮箍浮鞋装置安装在水平井套管连接扣之间，可以引导套管柱沿井筒顺利下至井底，由于增加了一组由弹簧座5及支撑圈9构成的扶正结构，配套的改变阀芯7结构，使得本浮箍浮鞋在水平状态下能保持良好的密封性，固井施工中水泥浆进入套管内阀座12下方，经阀座12轴心处的通孔顶开阀座12轴心通孔上方的阀芯7，封固环空空间，碰压时当胶塞下行到阻流位置后，阀芯7在水泥浆的回压及弹簧8弹力作用下下行封堵住阀座12轴心通孔，阀芯7承受反向压力关闭套管内通道，起到单向阻流作用。保证环空钻井液正常流动，特别是在水平段较长的油气井固井中，正、反向承压能力高，密封性能优良，可有效防止水泥浆倒流，减少固井质量事故发生。

实施例2

阀座12与浮箍浮鞋壳体之间还套接有密封圈13，对连接处进行密封，阀座12的结构如图3所示，阀座12外侧上部是与浮箍浮鞋壳体下沿内螺纹连接的外螺纹，外螺纹下方具有放置密封圈13的环形槽，阀座12内侧上沿有内螺纹，阀座12通过其内侧上沿的内螺纹连接有压帽10，阀座12内侧下方为密封凸台15，压帽10与密封凸台15之间压接有密封垫11，密封凸台15轴心处具有通孔，即为阀座12的轴心通过。

压帽10的结构如图4所示，压帽10为环状结构，压帽10的环形内壁为具有收口的斜面。

阀芯7的结构如图5所示，阀芯7分为下部的倒锥形连接段16及上部的阀杆连接段17，其中倒锥形连接段16外壁倾斜度与压帽10的环形内壁的斜面相匹配，倒锥形连接段16上方的轴心处与阀杆连接段17下端固定连接，阀杆连接段17上端与阀杆6固定连接，阀杆连接段17中部具有台阶16，弹簧8下端固定在台阶16上。

阀芯7下行封堵阀座12轴心通孔过程中，由于阀芯7是与阀座12上的压帽10通过倾斜面接触，因此能够更好的起到封堵作用，同时密封垫11还对封堵处可能存在的缝隙进行了密封，增加了装置的可靠性。

实施例3

弹簧座5的结构如图6所示，弹簧座5为倒“凸”形结构，轴心处具有通孔，弹簧座5中部台阶的下表面与弹簧8上端固定连接；弹簧座5上端外壁通过三组支撑片14与浮箍浮鞋壳体上方内腔固定连接，三组支撑片14等分圆心角均匀分布。

支撑圈9则为环形圈，支撑圈9外壁通过三组支撑片14与浮箍浮鞋壳体中部内腔固定连接，三组支撑片14等分圆心角均匀分布。

支撑圈9套接在阀芯7的阀杆连接段17外，阀芯7封堵在阀座12轴心通孔处时，支撑圈9的上沿与阀杆连接段17中部台阶16平齐，支撑圈9内径等于台阶16下方的阀杆连接段17外径。

水泥浆顶开阀座12后通过各支撑片14之间的空隙处进入上方。

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。

Claims

1.水平井专用浮箍浮鞋装置，它至少包括浮箍壳体（1）和浮鞋壳体（2），浮箍浮鞋壳体上沿均有连接螺纹，其中浮鞋壳体（2）上端通过其连接螺纹连接有引流盖（3），浮箍浮鞋壳体下沿内外两侧均有螺纹，浮箍浮鞋壳体下沿通过其外螺纹连接接箍（4），其特征是：浮箍浮鞋壳体下沿通过其内螺纹连接有阀座（12），浮箍浮鞋壳体上方内腔通过支撑片（14）固定有弹簧座（5），浮箍浮鞋壳体中部内腔通过支撑片（14）固定有支撑圈（9），弹簧座（5）、支撑圈（9）以及阀座（12）的轴心位置均有通孔，阀杆（6）上部插接在弹簧座（5）轴心位置的通孔内，阀杆（6）下部固定有阀芯（7），阀芯（7）上端贯穿支撑圈（9）轴心位置的通孔，阀芯（7）下端封堵在阀座（12）轴心通孔处，阀杆（6）外套接有弹簧（8），弹簧（8）上端与弹簧座（5）固定连接，弹簧（8）下端与阀芯（7）固定连接。

2.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的阀座（12）与浮箍浮鞋壳体之间套接有密封圈（13）。

3.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的阀座（12）外侧上部是与浮箍浮鞋壳体下沿内螺纹连接的外螺纹，外螺纹下方具有放置密封圈（13）的环形槽，阀座（12）内侧上沿有内螺纹，阀座（12）通过其内侧上沿的内螺纹连接有压帽（10），阀座（12）内侧下方为密封凸台（15），压帽（10）与密封凸台（15）之间压接有密封垫（11），密封凸台（15）轴心处具有通孔。

4.根据权利要求3所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的压帽（10）为环状结构，压帽（10）的环形内壁为具有收口的斜面。

5.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的阀芯（7）分为下部的倒锥形连接段（16）及上部的阀杆连接段（17），其中倒锥形连接段（16）外壁倾斜度与压帽（10）的环形内壁的斜面相匹配，倒锥形连接段（16）上方的轴心处与阀杆连接段（17）下端固定连接，阀杆连接段（17）上端与阀杆（6）固定连接，阀杆连接段（17）中部具有台阶（16），弹簧（8）下端固定在台阶（16）上。

6.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的支撑圈（9）套接在阀芯（7）的阀杆连接段（17）外，阀芯（7）封堵在阀座（12）轴心通孔处时，支撑圈（9）的上沿与阀杆连接段（17）中部台阶（16）平齐，支撑圈（9）内径等于台阶（16）下方的阀杆连接段（17）外径。

7.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的弹簧座（5）为倒“凸”形结构，轴心处具有通孔，弹簧座（5）中部台阶的下表面与弹簧（8）上端固定连接。

8.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的弹簧座（5）上端外壁通过三组支撑片（14）与浮箍浮鞋壳体上方内腔固定连接，三组支撑片（14）等分圆心角均匀分布。

9.根据权利要求1所述的水平井专用浮箍浮鞋装置，其特征是：所述的支撑圈（9）为环形圈，支撑圈（9）外壁通过三组支撑片（14）与浮箍浮鞋壳体中部内腔固定连接，三组支撑片（14）等分圆心角均匀分布。