CN113374424B - 用于制作浮鞋的阀芯扶正器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于制作浮鞋的阀芯扶正器，该阀芯扶正器包括：中心杆、插入筒、压紧板、压紧机构和至少三个支撑杆，插入筒固接于中心杆的下端；各个支撑杆环绕中心杆分布，各个支撑杆的下端均铰接于中心杆，各个支撑杆能够相对于中心杆上下摆动；压紧板安装于中心杆，压紧机构能够驱动压紧板沿中心杆向下移动；各个支撑杆能够抵接于压紧板，并且在各个支撑杆均抵接于压紧板时，各个支撑杆与中心杆之间的夹角均相等。通过本发明，缓解了插入头难以顺利插入浮鞋阀芯内部，无法进行后续的固井作业的技术问题。

Description

用于制作浮鞋的阀芯扶正器

技术领域

本发明涉及海上钻探装备技术领域，尤其涉及一种用于制作浮鞋的阀芯扶正器。

背景技术

浮鞋是能产生浮力的套管引鞋或接箍，浮鞋内部为单向阀，具有只能内部液体流出，外部液体无法流入的特点。作业时，在需要作业的位置进行开钻，下入带有浮鞋的隔水管或者套管；套管内部下入钻杆，钻杆下端带有与浮鞋阀芯相匹配的插入头，插入头插入阀芯内部后，可以通过钻杆内部通道固井水泥浆注入，水泥浆流经阀芯，从管体底部向上反出至泥面，达到固井的目的。

需要采用插入头插入浮鞋阀芯内部才能够进行固井，插入头位于钻杆端部，钻杆上安装有扶正器，插入头会沿着管串内部中心位置下移，可以使插入头保持在中心位置，方便插入头插入阀芯内。但是，有时会出现浮鞋阀芯不位于中心位置的情况，导致插入头不能够顺利插入阀芯内部，无法进行后续的固井作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制作浮鞋的阀芯扶正器，以缓解插入头难以顺利插入浮鞋阀芯内部，无法进行后续的固井作业的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种用于制作浮鞋的阀芯扶正器，包括：中心杆、插入筒、压紧板、压紧机构和至少三个支撑杆，所述插入筒固接于所述中心杆的下端；

各个所述支撑杆环绕所述中心杆分布，各个所述支撑杆的下端均铰接于所述中心杆，各个所述支撑杆能够相对于所述中心杆上下摆动；

所述压紧板安装于所述中心杆，所述压紧机构能够驱动所述压紧板沿所述中心杆向下移动；各个所述支撑杆能够抵接于所述压紧板，并且在各个所述支撑杆均抵接于所述压紧板时，各个所述支撑杆与所述中心杆之间的夹角均相等。

在优选的实施方式中，所述中心杆为丝杆，所述压紧机构包括安装于所述丝杆的锁紧螺母，所述锁紧螺母设于所述压紧板的上方，所述锁紧螺母能够对所述压紧板施加向下的压力。

在优选的实施方式中，所述阀芯扶正器包括多个耳板，所述耳板的一端固接于所述中心杆，所述支撑杆的下端铰接于所述耳板。

在优选的实施方式中，各个所述支撑杆的铰接轴均垂直于所述中心杆，并且所述支撑杆与其铰接轴相垂直。

在优选的实施方式中，各个所述支撑杆与所述中心杆均交于一点。

在优选的实施方式中，各个所述支撑杆的长度均相等。

在优选的实施方式中，所述阀芯扶正器包括4个环绕所述中心杆均匀分布的所述支撑杆。

在优选的实施方式中，所述阀芯扶正器包括固接于所述插入筒的上端的挡料板。

在优选的实施方式中，所述阀芯扶正器包括多个弹簧，所述弹簧的下端与所述支撑杆的上端固接，所述弹簧的上端固接于所述中心杆的上端。

在优选的实施方式中，所述压紧板为环形圆板。

本发明的特点及优点是：

通过该用于制作浮鞋的阀芯扶正器，在浮鞋制作过程中对浮鞋阀芯进行扶正，避免浮鞋阀芯歪斜，提高浮鞋阀芯在浮鞋当中的居中程度，提高浮鞋制作质量，可以降低现场固井作业难度；浮鞋制作时插入筒可以与浮鞋阀芯相配合，对浮鞋阀芯进行扶正，避免加入混凝土过程中浮鞋阀芯歪斜的情况，灌注混凝土过程中不需要人工进行手动扶正；降低制作难度，提高制作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-图6为本发明提供的用于制作浮鞋的阀芯扶正器的工作示意图；

图7为本发明提供的用于制作浮鞋的阀芯扶正器的正视图；

图8为图7所示的用于制作浮鞋的阀芯扶正器的俯视图；

图9为图7所示的用于制作浮鞋的阀芯扶正器的仰视图；

图10-图11为图7所示的用于制作浮鞋的阀芯扶正器中的压紧板的结构示意图；

图12为图7所示的用于制作浮鞋的阀芯扶正器中的支撑杆的结构示意图；

图13为图7所示的用于制作浮鞋的阀芯扶正器中的锁紧螺母的结构示意图；

图14为图7所示的用于制作浮鞋的阀芯扶正器中的耳板的结构示意图。

附图标号说明：

11、浮鞋管体；12、浮鞋阀芯；13、混凝土；

21、中心杆；22、丝杆；

31、插入筒；32、挡料板；

41、支撑杆；42、耳板；43、销轴；

50、压紧板；

60、压紧机构；61、锁紧螺母；

70、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种用于制作浮鞋的阀芯扶正器，如图7-图9所示，该阀芯扶正器包括：中心杆21、插入筒31、压紧板50、压紧机构60和至少三个支撑杆41，插入筒31固接于中心杆21的下端；各个支撑杆41环绕中心杆21分布，各个支撑杆41的下端均铰接于中心杆21，各个支撑杆41能够相对于中心杆21上下摆动；压紧板50安装于中心杆21，压紧机构60能够驱动压紧板50沿中心杆21向下移动；各个支撑杆41能够抵接于压紧板50，并且在各个支撑杆41均抵接于压紧板50时，各个支撑杆41与中心杆21之间的夹角均相等。

制作浮鞋时，如图1-图6所示，将阀芯放置于浮鞋管体11内部，底部进行约束固定；安装该阀芯扶正器到浮鞋阀芯12上方，插入筒31插入浮鞋阀芯12内部；压紧机构60驱动压紧板50向下移动，支撑杆41在压紧板50的作用下向下摆动，各个支撑杆41向外展开，支撑杆41与浮鞋管体11的侧壁抵接配合，支撑杆41同时受到浮鞋管体11的侧壁的约束和压紧板50的约束，支撑杆41的数量为至少三个且环绕中心杆21分布，各个支撑杆41与中心杆21之间的夹角均相等，使得中心杆21保持在浮鞋管体11的中心位置，并通过插入筒31使浮鞋阀芯12保持在浮鞋管体11的中心位置；向浮鞋管体11内部加入混凝土13，加注混凝土13完成至混凝土13初凝，该阀芯扶正器可取出。

通过该阀芯扶正器，在浮鞋制作过程中对浮鞋阀芯12进行扶正，避免浮鞋阀芯12歪斜，提高浮鞋阀芯12在浮鞋当中的居中程度，提高浮鞋制作质量，可以降低现场固井作业难度；浮鞋制作时插入筒31可以与浮鞋阀芯12相配合，插入筒31可以与浮鞋阀芯12的内孔相配合，可使浮鞋阀芯12与该阀芯扶正器中心同心，配合严密，对浮鞋阀芯12进行扶正，避免加入混凝土13过程中浮鞋阀芯12歪斜的情况，灌注混凝土13过程中不需要人工进行手动扶正；降低制作难度，提高制作效率。

通过压紧机构60驱使压紧板50向下移动，从而使支撑杆41向外展开，可以增大支撑杆41所覆盖的圆形区域的直径，便于支撑杆41与较大内径的浮鞋管体11相配合，使得该阀芯扶正器可以适用于不同大小的浮鞋，扩大了使用范围。

压紧机构60的结构形式不限于一种，例如，在一实施方式中，压紧机构60采用液压缸，液压缸的活塞杆与压紧板50配合，活塞杆上下移动以带动压紧板50一起移动；在另一实施方式中，压紧机构60包括电机，电机驱动压紧板50上下移动。

发明人对压紧机构60作了进一步改进：中心杆21为丝杆22，压紧机构60包括安装于丝杆22的锁紧螺母61，锁紧螺母61设于压紧板50的上方，锁紧螺母61能够对压紧板50施加向下的压力，转动锁紧螺母61可以驱动压紧板50向下移动。丝杆22可以为螺纹丝杆，如图7和图13所示，锁紧螺母61优选为加厚六角头螺母。

如图7、图9和图14所示，该阀芯扶正器包括多个耳板42，耳板42的一端固接于中心杆21，支撑杆41的下端铰接于耳板42。具体地，耳板42焊接在丝杆22上，用于连接支撑杆41，耳板42上设有用于穿插销轴43的孔；销轴43将耳板42与支撑杆41铰接到一起，销轴43作为该支撑杆41的铰接轴，支撑杆41能绕销轴43转动。

进一步地，各个支撑杆41的铰接轴均垂直于中心杆21，并且支撑杆41与其铰接轴相垂直，如图7和图9所示，各个支撑杆41可以在压紧板50的作用下同步地绕铰接轴上下摆动。各个支撑杆41与中心杆21均交于一点，在支撑杆41随着压紧板50转动的过程中，各个支撑杆41与中心杆21之间的夹角均相等。

支撑杆41与浮鞋管体11接触时，可以是支撑杆41的侧壁搭接于浮鞋管体11上，也可以是支撑杆41的端部抵接于浮鞋管体11的内壁。在一实施方式中，各个支撑杆41的长度均相等，使各个支撑杆41的上端位于水平方向的同一圆上，在撑开过程中，各个支撑杆41的上端各点绘制的圆的圆心位于中心杆21的轴线。锁紧螺母61驱动压紧板50向下移动，压紧板50会带动支撑杆41向外撑开，支撑杆41内撑于浮鞋管体11内壁中，因支撑杆41长度一致，支撑杆41端部节圆与该阀芯扶正器中心同心，具有自动居中的效果，可以省去手动调节和测量环节，减小了生产误差，提高了作业效率。

在一实施方式中，该阀芯扶正器包括4个环绕中心杆21均匀分布的支撑杆41，支撑杆41的内侧与压紧板50配合，支撑杆41的外侧与浮鞋管体11的配合，保障了压紧板50与中心杆21的居中程度。

如图5和图7所示，该阀芯扶正器包括固接于插入筒31的上端的挡料板32，挡料板32可以坐落在浮鞋阀芯12的上端口，防止加注混凝土13时有混凝土料掉落至浮鞋阀芯12上表面或内部，可保持浮鞋阀芯12内部清洁及各项功能正常。挡料板32的上部连接中心杆21，挡料板32的下部连接插入筒31，均居中连接。挡料板32外径与浮鞋阀芯12上端口相配合，挡料板32优选为圆形结构，挡料板32焊接在插入筒31上。插入筒31为管状结构，插入筒31的外径可与浮鞋阀芯12内径相匹配。

在一实施方式中，该阀芯扶正器包括多个弹簧70，弹簧70的下端与支撑杆41的上端固接，弹簧70的上端固接于中心杆21的上端。如图2所示，弹簧70处于拉伸状态，使支撑杆41具有向上摆动的趋势，从而使支撑杆41保持与压紧板50抵接的状态，使支撑杆41随着压紧板50运动。通过弹簧70，该阀芯扶正器具有复位功能，在该阀芯扶正器收取时，支撑杆41可在弹簧70作用下自动收紧，减小体积，便于收纳管理。弹簧70可以采用钢制弹簧70。

如图8、图10和图11所示，压紧板50为环形圆板，如图7所示，各个支撑杆41均与压紧板50的圆形侧壁接触配合，使得各个支撑杆41与中心杆21之间的夹角均相等。中心杆21从压紧板50的中心孔中穿过，压紧板50在中心杆21的导向作用下上下移动。如图12所示，支撑杆41优选为方形型钢，支撑杆41的下端加工为与耳板42配合的U型结构，并且支撑杆41的下端加工有用于销轴43连接的销孔。

根据井深井况及具体的位置，综合考虑经济技术条件，采用该用于制作浮鞋的阀芯扶正器进行施工，产生阀有益效果包括：时效性，有利于解决海上风浪期作业时间有限的问题；成本低，降低作业时间，降低人工、机械等各项成本；可提高浮鞋中阀芯的居中度，有助于降低作业难度，提高固井质量。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，包括：中心杆、插入筒、压紧板、压紧机构和至少三个支撑杆，所述插入筒固接于所述中心杆的下端；

各个所述支撑杆环绕所述中心杆分布，各个所述支撑杆的下端均铰接于所述中心杆，各个所述支撑杆能够相对于所述中心杆上下摆动；

所述压紧板安装于所述中心杆，所述压紧机构能够驱动所述压紧板沿所述中心杆向下移动；各个所述支撑杆能够抵接于所述压紧板，并且在各个所述支撑杆均抵接于所述压紧板时，各个所述支撑杆与所述中心杆之间的夹角均相等；

所述中心杆为丝杆，所述压紧机构包括安装于所述丝杆的锁紧螺母，所述锁紧螺母设于所述压紧板的上方，所述锁紧螺母能够对所述压紧板施加向下的压力；

所述阀芯扶正器包括多个耳板，所述耳板的一端固接于所述中心杆，所述支撑杆的下端铰接于所述耳板。

2.根据权利要求1所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，各个所述支撑杆的铰接轴均垂直于所述中心杆，并且所述支撑杆与其铰接轴相垂直。

3.根据权利要求2所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，各个所述支撑杆与所述中心杆均交于一点。

4.根据权利要求3所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，各个所述支撑杆的长度均相等。

5.根据权利要求1所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，所述阀芯扶正器包括4个环绕所述中心杆均匀分布的所述支撑杆。

6.根据权利要求1所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，所述阀芯扶正器包括固接于所述插入筒的上端的挡料板。

7.根据权利要求1所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，所述阀芯扶正器包括多个弹簧，所述弹簧的下端与所述支撑杆的上端固接，所述弹簧的上端固接于所述中心杆的上端。

8.根据权利要求1所述的用于制作浮鞋的阀芯扶正器，其特征在于，所述压紧板为环形圆板。