CN108798592A - 一种石油井下用漂浮式开关转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种石油井下用漂浮式开关转换装置，包括：壳体；设有轴向通孔的连接块，固定连接在壳体的内壁；柱状件，贯穿轴向通孔，柱状件包括直径小于轴向通孔的直径且轴向长度大于轴向通孔的轴向长度的第一分部以及能与至少部分轴向通孔无缝匹配的第二分部；外径大于轴向通孔的第一挡块件，设置在第一分部的端部；且第一挡块件上设有第一通孔，用于当第一挡块件与连接块相接触时，能与轴向通孔相连通；外径大于轴向通孔的第二挡块件，设置在第二分部的端部，第二挡块件上设有第二通孔；密封圈，设置在所述柱状件的第二分部的外壁。本发明能使管串在入井时呈双向流通状态，当管串到位后，通过打压能使管串呈双向关闭状态。

Description

一种石油井下用漂浮式开关转换装置

技术领域

本发明涉及石油工业井下工具技术领域，具体涉及一种石油井下用漂浮式开关转换装置。

背景技术

石油固井、完井、压裂等作业过程中，常使用浮箍、浮鞋。浮箍、浮鞋是一种单流阀，其目的是保证钻井液、水泥浆等液体实现管柱内与环空间的单向流通，即：管柱内向环空方向可以流通，而环空向管柱内方向不可以流通，以实现特定的工艺流程。

目前有一种自灌浆浮箍浮鞋，在入井时是双向流通状态，即：管柱内和环空连通，这样可以实现自动灌浆，不必在下管串过程中间歇地停下来人工灌浆，提高了工作效率，降低了劳动强度。当管柱到位后，从管柱内打压，自动灌浆浮箍浮鞋的功能变为与普通浮箍浮鞋一样，其状态由双向流通变为单向流通，即：管柱内向环空方向可以流通，而环空向管柱内方向不可以流通，以实现后续的工艺施工。

随着石油工程技术的发展，有些工艺需要管柱入井时为双向流通状态，而管串到位后呈环空向管柱内方向可以流通，而管柱向环空方向不可以流通的状态；此时，可以通过投球实现此功能。

可见，管串在入井后的流通状态直接关系着石油工程技术的实施，但现有技术提供的方案中，没有提供管串入井时为双向流通状态，而管串到位后为双向关闭状态的相关装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种石油井下用漂浮式开关转换装置，旨在实现管串入井时为双向流通状态，而到位后为双向关闭状态，从而为实施新的石油井下工艺提供支持。

为实现上述目的，本发明提出一种石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，包括：

壳体，为无底的中空圆筒；其上下两端可以设置螺纹，分别用于连接上下管串；

连接块，固定连接在所述壳体的内壁，所述连接块上设有轴向通孔；所述连接块的横截面呈环形；

柱状件，贯穿所述轴向通孔，所述柱状件由轴向相连的第一分部及第二分部组成；其中，所述第一分部的直径小于所述轴向通孔的直径，所述第一分部的轴向长度大于所述轴向通孔的轴向长度；所述第二分部能与至少部分所述轴向通孔无缝匹配；如此，当所述轴向通孔内仅有第一分部而没有第二分部时，液体能从轴向通孔通过；而当第二分部与至少部分所述轴向通孔进行无缝匹配后，例如，第二分部仅与轴向通孔的其中一个端部进行无缝匹配，此时液体不能从轴向通孔通过；

第一挡块件，设置在所述第一分部的端部；所述第一挡块件的外径大于所述轴向通孔，且所述第一挡块件上设有第一通孔，用于当所述第一挡块件与所述连接块相接触时，能与所述轴向通孔相连通；第一挡块件与第一分部的端部可以通过螺纹相连；此时，第一挡块件的中心可以设置螺纹孔；

第二挡块件，设置在所述第二分部的端部，所述第二挡块件的外径大于所述轴向通孔，所述第二挡块件上设有第二通孔；当第二挡块件与连接体相接触时，所述第二通孔与轴向通孔不连通；

密封圈，设置在所述柱状件的第二分部的外壁，用于当所述第二挡块件与连接块相接触时，与所述连接块的轴向通孔形成密封。

可选地，第二挡块件可以与第二分部一体成型或通过螺纹相连。

可选地，第一挡块件可以与第二分部一体成型或通过螺纹相连。

可选地，所述轴向通孔的内壁设有第一倾斜面；所述柱状件的第二分部设有与所述第一倾斜面相匹配的第二倾斜面；从而使无缝连接更紧密。

可选地，所述柱状件的第二分部与所述第一分部相连处设有导角，该导角例如是过渡斜面，用于使第一分部与第二分部能平滑过渡。

可选地，所述第一挡块件其横截面呈环状，通过螺纹固定在所述柱状件的第一分部的端部。

可选地，所述第二挡块件与所述壳体的内壁相接触，起到扶正第二挡块件的作用。

可选地，所述壳体包括具有第一内径的第一筒体及具有第二内径的第二筒体，且所述第一内径小于所述第二内径；所述连接件设置在第一筒体上，且靠近所述第二筒体。

可选地，所述连接件通过螺纹固定连接在所述壳体的内壁。

本发明提出的石油井下用漂浮式开关转换装置，与管串链接后，能使管串在入井时为双向流通状态；管串到位后，从井口方向打压，管串为双向关闭状态。

附图说明

图1为本发明实施例的管串处于双向流通状态时石油井下用漂浮式开关转换装置的示意图；

图2本发明实施例的管串处于双向关闭状态时石油井下用漂浮式开关转换装置的示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，本发明提供一种石油井下用漂浮式开关转换装置，包括壳体10、连接块20、柱状件30、第一挡块件40、第二挡块件50、密封圈60。

其中，壳体10为无底的中空圆筒；在本发明的一个实施例中，壳体10包括具有第一内径的第一筒体11及具有第二内径的第二筒体12，且第一内径小于第二内径。

连接块20上设有轴向通孔21，连接块20固定连接在壳体10的内壁，更具体地，连接件20可以设置在第一筒体11上，且靠近第二筒体12；如此能使第一挡块件40位于第一筒体11中，第二挡块件50位于第二筒体12中。一般地，连接块20可以通过螺纹固定连接在壳体10的内壁，此外，壳体10的两端还可以设有连接螺纹，用于连接管串。

柱状件30贯穿轴向通孔21，柱状件30由轴向相连的第一分部31及第二分部32组成。其中，第一分部31的直径小于轴向通孔21的直径，第一分部31的轴向长度大于轴向通孔21的轴向长度。第二分部32能与至少部分轴向通孔21无缝匹配。

为了使无缝匹配更紧密，在本发明的一个实施例中，还可以在轴向通孔21的内壁设有第一倾斜面22；柱状件30的第二分部32设有与第一倾斜面22相匹配的第二倾斜面34。此外，为了使柱状件的第二分部更顺利地进入到轴向通孔21中，可以在柱状件的第二分部32与第一分部31相连处设有导角33。此时，设置在第二分部32的密封圈可以位于导角33与第二倾斜面34之间的部位。

第一挡块件40设置在柱状件的第一分部31的端部；第一挡块件40的外径大于连接块20上的轴向通孔21，且第一挡块件40上设有多个第一通孔41，用于当第一挡块件40与连接块20相接触时，能与轴向通孔21相连通。

第二挡块件50设置在柱状件的第二分部32的端部，第二挡块件50的外径大于轴向通孔21，第二挡块件50与壳体的内壁相接触，起到扶正第二挡块件50的作用，更具体地，第二挡块件50是与壳体10中具有第二内径的第二筒体12相配合；此外，第二挡块件上设有第二通孔51，且当第二挡块件50与柱状件30相接触时，第二通孔51与轴向通孔21不连通。

密封圈60设置在第二分部32的外壁，用于当第二挡块件50与连接块20相接触时，与所述连接块的轴向通孔21形成密封。

在将石油井下用漂浮式开关转换装置与管串连接后，可以将第一挡块40朝下进行入井工作，此时，第二挡块件50能在液力推力作用下与连接块20远离直至第一挡块件40与连接块20相接触；当第一挡块件40与连接块20相接触时，由于第一分部31的轴向长度大于轴向通孔21的轴向长度且第一分部31的直径小于轴向通孔21的直径，使得液体能经由第一挡块件40上的第一通孔41、连接件20上的径向通孔21、第二挡块件50上的第二通孔51流动。管串到位后，从井口方向打压，此时，能使液力作用在第二挡块件50上，使第二挡块件50下移进而与所述连接块20靠近直至两者相接触；当第二挡块件50与连接块20相接触时，与第二挡块件50相连的第二分部32进入到连接件20的轴向通孔21内并与至少部分轴向通孔，例如是轴向通孔21靠近第二挡块件50的端部无缝匹配，在柱状件的第二分部32与连接块20之间形成密封，使液体不能再流通。

在具体实施时，第一挡块件40其横截面呈环状，通过螺纹固定在柱状件的第一分部的端部；更具体地，该第一分部的端部31上设有外螺纹，第一挡块件40上设有与该外螺纹相匹配的内螺纹。优选地，第一挡块件40的外壁与所述壳体10的内壁之间可以有空隙，即第一挡块件40的外壁是不与壳体10的内壁相接触的。第一挡块件40上的第一通孔41可以为2个至6个，例如是4个。第二挡块件50与柱状件30一体成型。第二挡块件50上的第二通孔51可以为2个至6个，例如是4个。

在本发明的另一个实施例中，第一挡块件40与柱状件30一体成型，而第二挡块件50通过螺纹与柱状件30相连。

将本发明提供的石油井下用漂浮式开关转换装置与管串相连接后，在入井时，第一挡块件40位于第二挡块件50的下方，此时，第二挡块件50能在液力推力作用下与连接块20远离直至第一挡块件40与连接块20相接触，如图1所示，管串呈双向流通状态；管串到位后，从井口方向打压，第二挡块件50能在打压作用下与连接块20靠近直至两者相接触，管串为双向关闭状态。

本发明提供的石油井下用漂浮式开关转换装置，入井时能使管串呈双向流通状态，当管串到位后，通过打压能使管串呈双向关闭状态，为实施新的石油井下工艺提供支持。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，包括：

壳体，为无底的中空圆筒；

连接块，固定连接在所述壳体的内壁；所述连接块上设有轴向通孔；

柱状件，贯穿所述轴向通孔，所述柱状件由轴向相连的第一分部及第二分部组成；其中，所述第一分部的直径小于所述轴向通孔的直径，所述第一分部的轴向长度大于所述轴向通孔的轴向长度；所述第二分部能与至少部分所述轴向通孔无缝匹配；

第一挡块件，设置在所述第一分部的端部；所述第一挡块件的外径大于所述轴向通孔，且所述第一挡块件上设有第一通孔，用于当所述第一挡块件与所述连接块相接触时，能与所述轴向通孔相连通；

第二挡块件，设置在所述第二分部的端部，所述第二挡块件的外径大于所述轴向通孔；所述第二挡块件上设有第二通孔，当第二挡块件与连接体相接触时，所述第二通孔与轴向通孔不连通；

密封圈，设置在所述柱状件的第二分部的外壁，用于当所述第二挡块件与连接块相接触时，与所述连接块的轴向通孔形成密封。

2.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述轴向通孔的内壁设有第一倾斜面；所述柱状件的第二分部设有与所述第一倾斜面相匹配的第二倾斜面。

3.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述柱状件的第二分部与所述第一分部相连处设有导角。

4.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述第一挡块件其横截面呈环状，通过螺纹固定在所述柱状件的第一分部的端部。

5.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述第二挡块件与所述壳体的内壁相接触。

6.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述第二挡块件与所述柱状件一体成型。

7.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述第一挡块件与所述柱状件一体成型。

8.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述壳体包括具有第一内径的第一筒体及具有第二内径的第二筒体，且所述第一内径小于所述第二内径；所述连接件设置在第一筒体上，且靠近所述第二筒体。

9.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述壳体的两端设有连接螺纹，用于连接管串。

10.根据权利要求1所述石油井下用漂浮式开关转换装置，其特征在于，所述连接块通过螺纹固定连接在所述壳体的内壁。