CN107956450A - 浮箍 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浮箍。该浮箍包括壳体和安装在壳体内的单向阀，还包括连接卡带和撑起螺钉。连接卡带周向延伸并且在安装撑起螺钉后，在撑起螺钉的作用下径向地同时嵌入在单向阀的阀座内和壳体内，从而使单向阀和壳体相连；在取出撑起螺钉后，连接卡带缩回到阀座内和壳体内，从而使单向阀和壳体分开。根据本发明的浮箍，可容易地将浮箍的壳体和其内部的单向阀拆开并且更换其中的部件，从而极大地方便了现场施工。

Description

浮箍

技术领域

本发明涉及石油、天然气勘探开发领域，特别是涉及一种浮箍。

背景技术

在石油天然气勘探开发过程中，需要使用浮箍等固井工具。从本质上看，浮箍是一种安装在固井管串尾端上的单向阀。在固井时，浮箍保证水泥浆不倒返，从而保证固井品质。

在现有技术中，最常使用的浮箍是卡簧式浮箍。然而，卡簧式浮箍通过被收缩的弹性卡簧连接在一起而且不能再将两者拆开，这给现场施工造成了不便。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种浮箍。根据本发明的浮箍，可容易地将浮箍的壳体和其内部的单向阀拆开并且更换其中的部件，从而极大地方便了现场施工。

根据本发明的浮箍包括壳体和安装在壳体内的单向阀，还包括连接卡带和撑起螺钉，连接卡带周向延伸并且在安装撑起螺钉后，在撑起螺钉的作用下径向地同时嵌入在单向阀的阀座内和壳体内，从而使单向阀和壳体相连；在取出所述撑起螺钉后，所述连接卡带缩回到所述阀座内和壳体内，从而使所述单向阀和壳体分开。

根据本发明的浮箍，安装上撑起螺钉后，可借助于连接卡带将壳体和单向阀牢固地连接在一起。在取下撑起螺钉后，就可以方便地将单向阀从壳体内取出。这样，在现场施工期间，当浮箍的壳体或单向阀损坏时，就可以方便地进行维修或更换，而无需彻底更换新的浮箍。这极大地方便了施工操作，并且降低了施工成本。

在一个实施例中，在阀座的外表面上设置有第一卡接槽，在壳体的内表面上设置有与第一卡接槽对应的第二卡接槽，连接卡带能径向地同时嵌入第一卡接槽和第二卡接槽内。第一卡接槽和第二卡槽对连接卡带起到限位作用，从而能方便、准确地安装连接卡带。此外，壳体和单向阀也能够通过第一卡接槽、第二卡槽和嵌入在第一卡接槽、第二卡槽内的连接卡带牢固地连接在一起。

在一个实施例中，连接卡带预承载在第一卡接槽内，在阀座内设置有从其端部向其内部延伸的螺纹孔，螺纹孔延伸越过第一卡接槽并且螺纹孔的侧壁与第一卡接槽有交叠区，撑起螺钉安装在螺纹孔内并且延伸越过交叠区，以将预承载在第一卡接槽内的连接卡带撑起并同时嵌入到第一卡接槽和第二卡接槽内。优选地，第一卡接槽的深度大于或等于连接卡带的厚度。根据这种结构，由于第一卡接槽的深度大于或等于连接卡带的厚度，因此预承载在第一卡接槽内的连接卡带不会凸出到阀座的外表面之外，这样就能够非常容易地将阀座安装到壳体内部。随后，通过向螺纹孔内拧入撑起螺钉，连接卡带被撑起，由此使单向阀和壳体连接到一起。还根据这种结构，在将撑起螺钉从螺纹孔内取出后，连接卡带会再次回落到第一卡接槽内，从而能够非常容易地将阀座从壳体内取出。

在一个实施例中，连接卡带由多个连接卡带段组成，对应于每个连接卡带段设有至少两个撑起螺钉。通过这种结构，可非常容易地安装连接卡带。例如，非常容易地将多个连接卡带段组安装在第一卡接槽内。在一个优选的实施例中，连接卡带由两个相同的连接卡带段组成，对应于一个连接卡带段设有两个撑起螺钉，并且两个撑起螺钉各自布置在一个连接卡带段的两个端部处。当连接卡带段的数量大于两个或更多时，会导致浮箍的装配变得复杂，因此优选为两个连接卡带段。布置在连接卡带段的两端的撑起螺钉能够将连接卡带段稳定地撑起。

在一个实施例中，在连接卡带的外侧缠绕有弹性束带。弹性束带可将多个连接卡带牢固地束缚在第一卡接槽内，防止这些连接卡带段从第一卡接槽掉落，从而极大地方便了浮箍的装配。

在一个实施例中，在阀座的外表面上并且在连接卡带的下游设置有密封圈。

在一个实施例中，阀座具有轴向的贯通孔，单向阀还包括与阀座相连的镂空篮，在镂空篮内安装有阀芯。该阀芯包括阀杆和复位弹簧，阀杆的主体能延伸穿过镂空篮的底面上的孔并且阀杆的密封端能与贯通孔的内端密封配合；复位弹簧的一端连接在镂空篮的底面上，另一端连接在阀杆上。

在一个实施例中，贯通孔的内端构造成朝向轴向倾斜的内锥形配合面，阀杆的密封端构造为与内锥形配合面的锥形外表面。根据这种结构，增大了贯通孔与阀杆的密封端之间的接触面，从而有助于提高单向阀的密封性。

在一个实施例中，壳体轴向延伸越过镂空篮。这样，壳体可与镂空篮起到保护作用，仅允许地层压力从镂空篮的底面朝向浮箍传递。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)在装配本发明浮箍时，安装上撑起螺钉后，可借助于连接卡带将壳体和单向阀牢固地连接在一起。在取下撑起螺钉后，就可以方便地将单向阀从壳体内取出。这样，在现场施工期间，当浮箍的壳体或单向阀损坏时，就可以方便地进行维修或更换，而无需彻底更换新的浮箍。这极大地方便了施工操作，并且降低了施工成本。(2)从整体上看，本发明的浮箍的结构简单，加工、组装方便，密封性好，能实现现有技术中的浮箍的所有功能。

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示意性地显示了根据本发明的浮箍的结构；

图2以立体剖视图的方式示意性地显示了根据本发明的单向阀的结构；

图3以立体剖视图的方式示意性地显示了根据本发明的阀座的结构；

图4以立体图的方式示意性地显示了根据本发明的连接卡带；

图5示意性地显示了根据本发明的弹性束带。

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。

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示意性地显示了根据本发明的浮箍10的结构。如图1所示，浮箍10包括壳体1和安装在壳体1内的单向阀9。壳体1用于实现浮箍10与管串(未示出)相连。在固井施工期间，浮箍10或单向阀9确保固井水泥不会倒返。

在图1所示的实施例中，单向阀9和壳体1通过处于单向阀9的阀座2外表面和壳体1的内表面之间的连接卡带3相连。具体来说，结合图1、2和3，在阀座2的外表面上设置有第一卡接槽21，在壳体1的内表面上设置有与第一卡接槽21对应的第二卡接槽11。在阀座2内设置有螺纹孔22。螺纹孔22延伸越过第一卡接槽21并且螺纹孔22的侧壁与第一卡接槽21有交叠区23。如图2或3所示，第一卡接槽21构造其深度D较大以使得其在径向上与螺纹孔22相交，使得螺纹孔22的侧部上形成了缺口。该缺口就是上述的交叠区23。

在浮箍10的装配过程中，首先把连接卡带3安装在第一卡接槽21内。然后将单向阀9(携带着连接卡带3)安装到壳体1内并且使第一卡接槽21与第二卡接槽11正对。接下来，向螺纹孔22内安装撑起螺钉4，并且使撑起螺钉4延伸越过交叠区23。在这种情况下，安装在第一卡接槽21内的连接卡带3必然通过交叠区23与撑起螺钉4相接触。这样撑起螺钉4会将连接卡带3径向向外顶起，而使得连接卡带3在径向上同时嵌入到第一卡接槽21和第二卡接槽11内，单向阀9和壳体1也就因此通过连接卡带3而连接起来。当需要将单向阀9与壳体1分开时，仅需要将撑起螺钉4从螺纹孔22内取出，连接卡带3会顺应地回落到第一卡接槽21内，从而单向阀9和壳体1就分开了并且可以将单向阀9从壳体1中取出。

优选地，第一卡接槽21的深度D大于或等于连接卡带3的厚度H。这样，在将连接卡带3安装到第一卡接槽21内后，连接卡带3不会凸出到阀座2的外表面之外。由此，可毫无阻挡地将单向阀9安装到壳体1内。这极大地方便了浮箍10的装配。

在一个未示出的实施例中，连接卡带3还可以预安装在第二卡接槽11内，并且在壳体1内设置用于安装撑起螺钉的与螺纹孔22的螺纹孔。这样，通过安装撑起螺钉，可以将连接卡带顶起而在径向上同时嵌入到第一卡接槽21和第二卡接槽11内，实现单向阀9与壳体1的连接。在取出撑起螺钉后，连接卡带3回落到第二卡接槽11内，实现单向阀9与壳体1的分开。

图4示意性地显示了根据本发明的连接卡带3。如图4所示，连接卡带3由两个完全相同的半圆形的连接卡带段41、42组成。在装配期间，将两个连接卡带段41、42安装到第一卡接槽21内。应注意的是，对应于每一个连接卡带段都有相应的撑起螺钉。例如，每一个连接卡带段都有两个撑起螺钉，并且两个撑起螺钉处于该连接卡带段的两个端部处。实际上，还可以根据需要设置更多个撑起螺钉。优选地，在使用图4所示的连接卡带3的情况下，在将连接卡带段41、42安装到第一卡接槽21内后，还在连接卡带段41、42(即，连接卡带3)的外侧缠绕弹性束带43(如图5所示)。弹性束带43可牢固地将连接卡带段41、42保持在第一卡接槽21内，而且当安装撑起螺钉4后，不会妨碍连接卡带段41、42被撑起。应理解的是，还可以根据需要使连接卡带3由多于两个连接卡带段组成。

还如图1所示，在阀座2表面上在第一卡接槽21的下游设置有密封圈5。例如，在阀座2的外表面上设置有用于容纳密封圈5的密封圈槽55。密封圈5用于防止处于其下游的流体物质向上游反流到连接卡带3处或更上游处。

再如图1和2所示，阀座2具有轴向的贯通孔24。单向阀9还包括与阀座2在下游相连的镂空篮7。在一个实施例中，两者通过螺纹连接。在图2所示的实施例中，镂空篮7的侧壁和底面由4条大体为“L”的杆25组成。在镂空篮7内安装有阀芯6。阀芯6包括阀杆61和复位弹簧62。阀杆61的主体能延伸穿过镂空篮7的底面上的孔71并且阀杆61的密封端63能与贯通孔24的内端90密封配合。复位弹簧62的一端连接在镂空篮7的底面上，另一端连接在阀杆61上。在固井施工中，在井内压力和复位弹簧62的作用下，密封端63可与贯通孔24的内端90的密封配合或分开。这些操作是本领域的技术人员所熟知的，这里不再赘述。

优选地，贯通孔24的内端90构造成朝向轴向倾斜的内锥形配合面，阀杆61的密封端63构造为与内锥形配合面的锥形外表面，这有助于提高单向阀9的密封性。

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 (10)

1.浮箍，其包括壳体和安装在所述壳体内的单向阀，

还包括连接卡带和撑起螺钉，所述连接卡带周向延伸并且在安装所述撑起螺钉后，在所述撑起螺钉的作用下径向地同时嵌入在所述单向阀的阀座内和壳体内，从而使所述单向阀和壳体相连；在取出所述撑起螺钉后，所述连接卡带缩回到所述阀座内和壳体内，从而使所述单向阀和壳体分开。

2.根据权利要求1所述的浮箍，其特征在于，在所述阀座的外表面上设置有第一卡接槽，在所述壳体的内表面上设置有与所述第一卡接槽对应的第二卡接槽，所述连接卡带能径向地同时嵌入第一卡接槽和第二卡接槽内。

3.根据权利要求2所述的浮箍，其特征在于，所述连接卡带预承载在所述第一卡接槽内，

在所述阀座内设置有从其端部向其内部延伸的螺纹孔，所述螺纹孔延伸越过所述第一卡接槽并且所述螺纹孔的侧壁与所述第一卡接槽有交叠区，

所述撑起螺钉安装在所述螺纹孔内并且延伸越过所述交叠区，以将预承载在第一卡接槽内的连接卡带撑起并同时嵌入到所述第一卡接槽和第二卡接槽内。

4.根据权利要求3所述的浮箍，其特征在于，所述第一卡接槽的深度大于或等于所述连接卡带的厚度。

5.根据权利要求3或4所述的浮箍，其特征在于，所述连接卡带由多个连接卡带段组成，

对应于每个连接卡带段设有至少两个撑起螺钉。

6.根据权利要求5所述的浮箍，其特征在于，所述连接卡带由两个相同的连接卡带段组成，对应于一个连接卡带段设有两个撑起螺钉，并且所述两个撑起螺钉各自布置在所述一个连接卡带段的两个端部处。

7.根据权利要求5或6所述的浮箍，其特征在于，在所述连接卡带的外侧缠绕有弹性束带。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的浮箍，其特征在于，在所述阀座的外表面上并且在所述连接卡带的下游设置有密封圈。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的浮箍，其特征在于，所述阀座具有轴向的贯通孔，

所述单向阀还包括与所述阀座相连的镂空篮，在所述镂空篮内安装有阀芯，所述阀芯包括阀杆和复位弹簧，所述阀杆的主体能延伸穿过所述镂空篮的底面上的孔并且阀杆的密封端能与所述贯通孔的内端密封配合；复位弹簧的一端连接在所述镂空篮的底面上，另一端连接在阀杆上。

10.根据权利要求9所述的浮箍，其特征在于，所述贯通孔的内端构造成朝向轴向倾斜的内锥形配合面，所述阀杆的密封端构造为与所述内锥形配合面的锥形外表面。