CN106514831B - 浮动装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浮动装置的制造方法，其包括：组装步骤：将壳体和套设在所述壳体内的芯体与浇筑模具连接在一起以在所述壳体、芯体与浇筑模具之间形成浇筑腔；浇筑步骤：向所述浇筑腔内注入填料至所述填料填充所述浇筑腔的预定区域；成形步骤：使所述填料固化以形成填充物，所述填充物与壳体和芯体一起形成所述浮动装置；以及脱模步骤：使所述浮动装置与浇筑模具分离开。通过这种制造方法能够制得品质较高的浮动装置。

Description

浮动装置的制造方法
技术领域
本发明涉及石油固井工具及工艺领域，特别是涉及一种浮动装置的制造方法。
背景技术
浮动装置(例如，浮箍或浮鞋)是在固井过程中不可缺少的装置，应具备一定的承压密封性能。
在现有技术中并没有提出合理、完善的制造方法来制造浮动装置，从而使制得的浮动装置的品质较差。例如，浮动装置的承压密封性能不高，且在批量制造过程中，不易得到具有较为一致的承压密封性能的浮动装置。这对于浮动装置的批量生产和浮动装置本身的使用来说均是极为不利的。
因此，本发明提出了一种能提高浮动装置的品质的浮动装置的制造方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种浮动装置的制造方法，通过这种制造方法能够制得品质较高的浮动装置。
根据本发明提出了一种浮动装置的制造方法，其包括：组装步骤：将壳体和套设在所述壳体内的芯体与浇筑模具装配在一起以在所述壳体、芯体与浇筑模具之间形成浇筑腔；浇筑步骤：向所述浇筑腔内注入填料至所述填料填充所述浇筑腔的预定区域；成形步骤：使所述填料固化以形成填充物，所述填充物与壳体和芯体一起形成所述浮动装置；以及脱模步骤：使所述浮动装置与浇筑模具分离开。
通过本发明的浮动装置的制造方法，能够通过较为完善而合理的方法制造浮动装置，由此能提高制得的浮动装置的品质。另外，这种方法十分有利于批量制造浮动装置。
在一个实施例中，在浇筑步骤中，多次向浇筑腔内注入填料以使填料填充浇筑腔的预定区域。通过多次浇筑能防止底层填料的不均匀。
在一个实施例中，在向浇筑腔内注入填料后，通过振动台振动和/或将振动器插入到填料内搅拌填料以使填料密实地填充在浇筑腔内。通过这种方式能有效使填料密实地填充在浇筑腔的预定区域内。
在一个实施例中，在浇筑步骤中，选取多个浇筑位置，并从多个浇筑位置处向浇筑腔内注入填料。通过这种方式能防止芯体在浇筑过程中发生倾斜。
在一个实施例中，在组装步骤和浇筑步骤之间还设有准备填料步骤：在预定时间内搅拌原料至形成均匀的填料。通过这种方式能进一步有效保证注入到浇筑腔内的填料的均匀。
在一个实施例中，在组装步骤之前，还设有预处理步骤：在浇筑模具的朝向浇筑腔的表面上设置脱模剂。通过设置脱模剂能有效保证在脱模步骤中，浮动装置能与浇筑模具顺利地分离开。
在一个实施例中，在预处理步骤中，在向浇筑模具的朝向浇筑腔的表面上设置脱模剂之前，清洁壳体、芯体和/或浇筑模具的朝向浇筑腔的表面。通过清洁这些表面能有效防止油渍、污渍及灰尘等杂质附着在这些表面上，从而有效保证了浇筑出的浮动装置的品质。
在一个实施例中，在成形步骤中，通过静置的方式使填料固化以形成填充物。通过这种方式形成的填充物质地较为均匀。
在一个实施例中，填料为混凝土。混凝土较为致密，能使得浮动装置具有较好的承压密封性能。另外混凝土的可钻性较好，这使得在固井作业完毕后，能快速钻除填充物。
在一个实施例中，浮动装置为浮箍或浮鞋。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)能够通过较为完善而合理的方法制造浮动装置，由此能提高制得的浮动装置的品质。(2)这种方法十分有利于批量制造浮动装置。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是显示了本发明的浮动装置的制造方法的一个实施例的示意图。
图2是根据图1的制造方法制得的浮动装置的一个实施例的示意图。
图3显示了本发明的浮动装置的制造方法的另一个实施例的示意图。
图4是根据图3的制造方法制得的浮动装置的一个实施例的示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1和图3分别示意性显示了本发明的浮动装置的制造方法。而图2和图4分别显示了由图1和图3的制造方法制得的浮动装置10。其中，在图1和图2所示的实施例中，浮动装置10为浮箍；在图3和图4所示的实施例中，浮动装置10为浮鞋。
本申请的浮动装置包括中空的壳体、套设在壳体内的芯体以及填充于壳体和芯体之间的填充物。在如图2所示的实施例中，在壳体2和芯体3之间填充有填充物4。在如图4所示的实施例中，在壳体7和芯体3之间填充有填充物4。
本发明的浮动装置的制造方法如下。
在组装步骤中，将壳体和套设在壳体内的芯体与浇筑模具装配在一起以在壳体、芯体与浇筑模具之间形成浇筑腔。在如图1所示的实施例中，浇筑模具包括设置在壳体2与芯体3的下方并承载壳体2与芯体3的座体1，和设置在壳体2内的芯体3上方并与芯体3接触的压盖5。在壳体2、芯体3、座体1和压盖5之间形成浇筑腔。在如图3所示的实施例中，浇筑模具包括设置在壳体7与芯体3下方并承载壳体7与芯体3的座体6，和设置在壳体7内的芯体3上方并与芯体3接触的压盖8。在壳体7、芯体3、座体6和压盖8之间形成浇筑腔。
在浇筑步骤中，向浇筑腔内注入填料4’至填料填充浇筑腔的预定区域。具体来说，预定区域处于浇筑腔的底部，填料4’可在重力作用下填满预定区域。可注入填料4’至恰好没过芯体3的上沿。
优选地，在浇筑步骤中，将浇筑动作分为多次。即，在一次浇筑动作中，注入一部分填料。在该部分填料稳定而密实后，再进行下一次浇筑动作。更优选地，可分为两次浇筑。这样能保证填料自身的致密，并保证填料与壳体和芯体之间能充分接触，从而保证了填充物与壳体之间的填充质量，并提高了浮动装置的承压密封性能。
优选地，可通过振动台振动和/或在填料中插入振动器而搅拌填料，使填料内的空气等逸出，使填料能密实地填充在浇筑腔内。例如，在芯体与壳体之间的间隙小于等于60毫米的区域，可通过振动台振动的方式使填料密实地填充在浇筑腔内。优选地，可辅以人工捣插。而在芯体与壳体之间的间隙大于等于60毫米的区域内，可通过在填料中插入振动器(例如振动棒)的方式使填料密实地填充在浇筑腔内。在振动过程中，当没有气泡冒出或气泡冒出较少的情况下、在填料的液面稳定而不再下降的情况下或者在填料表面微微出现泛浆的情况下，即说明填料已经密实地填充在浇筑腔内了。此时，可停止搅拌或振动。通过上述方式，能保证填料自身的致密，并保证填料与壳体和芯体之间能充分接触，从而有效保证了填充物与壳体之间的填充质量，并提高了浮动装置的承压密封性能。
另外，还可选取多个浇筑位置进行浇筑。多个浇筑位置之间相互间隔开。优选地，多个浇注位置均匀分散。由此，可令填料能更加快速地具有平稳的液面。此外，为了能在脱模步骤中，方便地将浮动装置与浇筑模具分开，可只令芯体与浇筑模具(尤其是座体)相接触而不连接。此时，分多个浇注位置进行浇筑可有效防止填料由一侧挤压芯体而使芯体倾斜，由此保证了芯体的稳定，从而能保证制得的浮动装置的结构稳定，令芯体能以预定的形态处于壳体内的预定位置处。
在成形步骤中，使填料4’固化以形成填充物4，填充物与壳体和芯体一起形成浮动装置10。在图1和图2所示的实施例中，由填充物4、壳体2和芯体3一起形成浮动装置10。在图2和图3所示的实施例中，由填充物4、壳体7和芯体3一起形成浮动装置10。
优选地，在成形步骤中，通过静置的方式使填料固化成填充物。在此过程中，可使用专业工具将填料表面抹平。在填料表面有水析出时，可将水抽出。另外，还可对填料暴露在外的部分使用塑料布等加以覆盖。在浇筑完成的8至12个小时之内，对填料浇注少量水进行养护。另外，在夏天还需进行不少于7天的浇水养护，在冬天还需进行不少于14天的浇水养护。浇水养护所用的水的最低温度以15℃至25℃为宜。
在脱模步骤中，将由填充物、壳体和芯体一起形成的浮动装置10与浇筑模具分离开。另外，还需去除掉在浮动装置和浇筑模具上的非预期的填料和/或填充物。至此，完成浮动装置10的制造。
另外，在组装步骤之前，还可进行预处理步骤。在此步骤中，需在浇筑模具的朝向浇筑腔的表面上涂抹脱模剂(或黄油)。这样能在脱模步骤中，使浮动装置10能与浇筑模具更加方便地分离开。另外，在涂抹脱模剂之前，还可清洁壳体、芯体和/或浇筑模具的朝向浇筑腔的表面，以防止在这些表面上存在油渍、污渍及灰尘等杂质，从而有效保证了浇筑出的浮动装置的品质。
对于非首次使用的浇筑模具来说，在预处理步骤中，还需保证在其朝向浇筑腔的表面上不存在填料和/或填充物的残留。
此外，在组装步骤和浇筑步骤之间还设有准备填料步骤。在准备填料步骤中，在预定时间内搅拌原料至形成均匀的填料。这里的填料可以为混凝土，混凝土的原材料优选地包括水泥、石子、沙子、微集料、外加剂等。混凝土较为致密，并且与壳体和芯体的粘接质量较高。另外，混凝土的可钻性较好，从而在固井作业完毕后，作业人员能方便而快速地钻除混凝土形成的填充物，节省了钻井作业的时间。
这里的预定时间优选为9分钟至13分钟。其中，在准备填料步骤中，将上述原材料放入到搅拌机中，同时搅拌5分钟至8分钟。这里应注意，在倒入原材料的过程中，搅拌机一直保持运转而不停止。然后，向搅拌机内倒入事先称量好的搅拌用水，搅拌时间为4分钟至5分钟。
通过上述准备填料步骤，能得到拌合性能较好的填料。
通过上述浮动装置的制造方法能制得品质较好的浮动装置，并且能保证浮动装置的生产质量，十分有利于浮动装置的批量制造。尤其是，通过这种浮动装置的制造方法制得的浮动装置的承压能力满足石油天然气行业标准规定的最高35MPa承压等级要求。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种浮动装置的制造方法，其包括：
组装步骤：将壳体和套设在所述壳体内的芯体与浇筑模具装配在一起以在所述壳体、芯体与浇筑模具之间形成浇筑腔；
浇筑步骤：向所述浇筑腔内注入填料至所述填料填充所述浇筑腔的预定区域；
成形步骤：使所述填料固化以形成填充物，所述填充物与壳体和芯体一起形成所述浮动装置；以及
脱模步骤：使所述浮动装置与浇筑模具分离开；
在所述浇筑步骤中，选取多个浇筑位置，并从多个所述浇筑位置处向所述浇筑腔内注入填料，多个浇筑位置之间相互间隔开且均匀分散；
芯体与浇筑模具相接触但不连接；
在所述组装步骤和所述浇筑步骤之间还设有准备填料步骤；
在所述准备填料步骤中，在预定时间内搅拌原料至形成均匀的填料。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述浇筑步骤中，多次向所述浇筑腔内注入填料以使所述填料填充所述浇筑腔的预定区域。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在向所述浇筑腔内注入填料后，通过振动台振动和/或将振动器插入到填料内搅拌填料以使填料密实地填充在浇筑腔内。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述组装步骤之前，还设有预处理步骤：在所述浇筑模具的朝向所述浇筑腔的表面上设置脱模剂。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，在所述预处理步骤中，在向所述浇筑模具的朝向所述浇筑腔的表面上设置脱模剂之前，清洁所述壳体、芯体和/或浇筑模具的朝向所述浇筑腔的表面。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在所述成形步骤中，通过静置的方式使所述填料固化以形成所述填充物。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述填料为混凝土。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的制造方法，其特征在于，所述浮动装置为浮箍或浮鞋。
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