CN116927715B - 一种可防止脱落的浮箍浮鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固井技术领域，公开了一种可防止脱落的浮箍浮鞋，包括浮鞋主体，所述浮鞋主体的下端一体化连接有浮鞋引导帽，所述浮鞋引导帽的帽口上方水平安装有花篮，所述花篮的中部向上延伸设置有球杆。本发明所述的一种可防止脱落的浮箍浮鞋，通过远程控制伺服电机工作，驱动齿轮转动并带动外齿轮环减速转动，在外齿轮环转动时，通过内齿轮部驱动若干组长齿轮跟着转动，并且引起各自的齿条杆在杆限位槽内向靠近球杆的方向直线移动，轮座慢慢伸出开口槽，并利用夹紧轮接触到球杆的表面，使其进入到弧面凹槽内，若干组夹紧轮从不同方向对球杆进行夹持，从而使球杆受到水泥冲击时，可以得到辅助的压持作用力，减少伸缩距离，也降低对弹簧的冲击。
Description
技术领域
本发明涉及固井技术领域，特别涉及一种可防止脱落的浮箍浮鞋。
背景技术
固井是钻完井作业过程中不可或缺的重要环节，固井包括下套管和注水泥，在下套管的过程中，通过在套管末端安装浮鞋来帮助套管下井，浮箍浮鞋起到回压凡尔的作用，用于防止固井作业时，水泥浆倒流。
目前的浮鞋的反向密封主要采用压缩弹簧支撑式，在油井内高温长时间使用会降低弹簧的弹性性能，并且弹簧会反复受到底部水泥液体的冲击力，也会降低弹簧的弹性，从而影响阀芯与阀座之间的密封性，遇到意外情况时，阀杆也不能够紧急制动，容易导致浮鞋受压过大被损坏；现有的浮鞋和套管之间一般为螺纹连接，管道一般较粗，安装起来费时费力，且螺纹容易损坏，导致浮鞋不易拆卸，螺纹连接的稳定性不够，导致浮鞋容易脱落。
综上所述，考虑到现有设施满足不了工作使用需求，为此，我们提出一种可防止脱落的浮箍浮鞋。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可防止脱落的浮箍浮鞋，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种可防止脱落的浮箍浮鞋，包括浮鞋主体，所述浮鞋主体的下端一体化连接有浮鞋引导帽，所述浮鞋引导帽的帽口上方水平安装有花篮，所述花篮的中部向上延伸设置有球杆，所述有球杆位于密封通道内，所述球杆上套接有弹簧，所述弹簧的下端固定连接在密封通道边沿上。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述球杆的上端连接有密封球，所述密封球的上端焊接有阻流板，所述阻流板位于浮鞋主体的中部阻流腔内。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述浮鞋主体的上端部连接有环形安装座。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述环形安装座的上端部内壁处设置有内螺纹部，所述环形安装座通过内螺纹部固定在套管上，所述环形安装座的下端焊接有弹簧钢圈，所述弹簧钢圈由两组半圆圈体组成，圈面向外倾斜，并向下伸入浮鞋主体的内部。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述弹簧钢圈的底部外侧胶接有密封圈，所述环形安装座的外侧面中部均匀开设有连接槽。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述连接槽内包括撑台、限位口、缓冲垫、夹片、夹脚部、底座和转槽，所述撑台固定在连接槽的槽口位置，所述撑台的中部开设有限位口，所述撑台上并位于限位口外侧一周胶接有缓冲垫，所述撑台远离缓冲垫的一侧对称焊接有两组夹片，所述夹片的底部设置有夹脚部，所述连接槽的槽底位置安装有底座，所述底座的中部开设有转槽。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述浮鞋主体的上端部外侧面开设有和连接槽向适配的插口，所述插口、限位口均供插杆穿过，所述插口、限位口和插杆的优选数量为3-5组，所述插杆的一端部设置有球头，所述球头作用在转槽内，所述插杆的另一端焊接有环形挡板，所述插杆的杆面两侧对称开设有卡口槽，所述卡口槽供夹脚部伸入，相契合。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述球杆的下端部外侧设置有辅助制动器。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述辅助制动器包括环形连接壳体，所述环形连接壳体的内侧开设有供球杆穿过的通口，所述环形连接壳体的内部转动设置有外齿轮环，所述外齿轮环的上下端面均开设有滑槽，所述环形连接壳体的内部设置有伸入滑槽导向滑块。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述外齿轮环的内壁一周设置有内齿轮部，所述内齿轮部作用在若干组长齿轮的上端部位置处，所述若干组长齿轮均匀分布在外齿轮环内侧，所述长齿轮的优选数量为3-6组，所述长齿轮套接在轮轴上，所述轮轴的上下端均通过轴承座和环形连接壳体的端面固定。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述长齿轮的下端部侧面啮合设置有齿条杆，所述齿条杆的端部通过四组压紧弹簧固定连接有轮座，所述轮座的内部开设有轮槽，所述轮槽的内部安装有夹紧轮，所述夹紧轮的轮面开设有作用于套管的弧面凹槽。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述环形连接壳体的内侧面开设有供轮座伸出的开口槽。
作为本发明所述一种可防止脱落的浮箍浮鞋的一种优选方案，其中：所述环形连接壳体的一侧并位于浮鞋主体设置有电机座，所述电机座的内部竖直安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴上套接有驱动齿轮，所述驱动齿轮伸入环形连接壳体内和外齿轮环相啮合。
本发明通过改进在此提供一种可防止脱落的浮箍浮鞋，与现有技术相比，具有如下显著改进及优点：
（1）先将环形安装座通过内螺纹部固定在套管上，然后将弹簧钢圈伸入浮鞋主体的内部，由于弹簧钢圈在伸入浮鞋主体内部的过程中发生变形，因此和浮鞋主体的内壁产生相互作用力，利用密封圈对两者的连接处形成密封，防止密封连接时密封不严实出现浮力下降的现状。
（2）分别利用插杆插入插口内，并向内穿过限位口，利用球头顶开夹片的两组夹脚部，使插杆上的两组卡口槽和夹脚部相契合，相互被锁定，无法轴向移动，可以防止浮鞋从套管上脱落，当需要拆卸浮鞋时，通过手握环形挡板，使插杆转动90度，从而使卡口槽从夹脚部位置处径向移出，卡口槽不受限制，即可分离插杆和夹片，达到拆卸的目的，安装和拆卸更为简便，也提高了浮鞋的连接稳定性。
（3）通过远程控制伺服电机工作，驱动齿轮转动并带动外齿轮环减速转动，在外齿轮环转动时，通过内齿轮部驱动若干组长齿轮跟着转动，并且引起各自的齿条杆在杆限位槽内向靠近球杆的方向直线移动，轮座慢慢伸出开口槽，并利用夹紧轮接触到球杆的表面，使其进入到弧面凹槽内，若干组夹紧轮从不同方向对球杆进行夹持，从而使球杆受到水泥冲击时，可以得到辅助的压持作用力，减少伸缩距离，也降低对弹簧的冲击。
（4）当需要紧急制动时，利用伺服电机提高转动圈数，通过一系列传动，齿条杆移动更长距离，增加夹紧轮处的压紧弹簧的压紧度，直至若干组夹紧轮和球杆紧密接触，作用力变大，锁定球杆，达到制动目的。
附图说明
图1为本发明一种可防止脱落的浮箍浮鞋的整体剖视图；
图2为本发明环形安装座的外部结构示意图；
图3为本发明连接槽的内部结构示意图；
图4为本发明插杆的具体结构示意图；
图5为本发明辅助制动器的外部结构示意图；
图6为本发明辅助制动器的内部结构示意图；
图7为本发明长齿轮的结构示意图；
图8为本发明齿条杆的具体连接示意图。
图中：1、浮鞋主体；2、浮鞋引导帽；3、花篮；4、球杆；5、密封通道；6、弹簧；7、密封球；8、阻流板；9、环形安装座；10、内螺纹部；11、弹簧钢圈；12、密封圈；13、连接槽；14、撑台；15、限位口；16、缓冲垫；17、夹片；18、夹脚部；19、底座；20、转槽；21、插杆；22、球头；23、卡口槽；24、环形挡板；25、插口；30、辅助制动器；31、环形连接壳体；32、通口；33、外齿轮环；34、滑槽；35、内齿轮部；36、长齿轮；37、轮轴；38、轴承座；39、齿条杆；40、轮座；41、轮槽；42、夹紧轮；43、弧面凹槽；44、开口槽；45、电机座；46、伺服电机；47、驱动齿轮；48、压紧弹簧。
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。
实施例一：
如图1-4所示，本实施例提供了一种可防止脱落的浮箍浮鞋，包括浮鞋主体1，浮鞋主体1的下端一体化连接有浮鞋引导帽2，浮鞋引导帽2的帽口上方水平安装有花篮3，花篮3的中部向上延伸设置有球杆4，
具体的，球杆4位于密封通道5内，并在密封通道5内上下移动，球杆4上套接有弹簧6，弹簧6具有复位移动的作用，弹簧6的下端固定连接在密封通道5边沿上。
本实施例中，球杆4的上端连接有密封球7，密封球7的上端焊接有阻流板8，阻流板8位于浮鞋主体1的中部阻流腔内，阻流板8跟着球杆4移动，起到密封回压的作用。
进一步的，浮鞋主体1的上端部连接有环形安装座9。
本实施例中，环形安装座9的上端部内壁处设置有内螺纹部10，环形安装座9通过内螺纹部10固定在套管上，套管上设置有外螺纹，环形安装座9的下端焊接有弹簧钢圈11。
本实施例中，弹簧钢圈11由两组半圆圈体组成，圈面向外倾斜，具有形变复位能力，并向下伸入浮鞋主体1的内部，弹簧钢圈11的底部外侧胶接有密封圈12，起到密封作用，环形安装座9的外侧面中部均匀开设有连接槽13。
具体的，连接槽13内包括撑台14、限位口15、缓冲垫16、夹片17、夹脚部18、底座19和转槽20。
本实施例中，撑台14固定在连接槽13的槽口位置，撑台14的中部开设有限位口15，撑台14上并位于限位口15外侧一周胶接有缓冲垫16。
本实施例中，撑台14远离缓冲垫16的一侧对称焊接有两组夹片17，夹片17的底部设置有夹脚部18，连接槽13的槽底位置安装有底座19，底座19的中部开设有转槽20。
进一步的，浮鞋主体1的上端部外侧面开设有和连接槽13向适配的插口25，插口25、限位口15均供插杆21穿过，插杆21的一端部设置有球头22，球头22作用在转槽20内，转槽20起到阻挡的作用，并可以在转槽20内光滑转动。
进一步的，插杆21的另一端焊接有环形挡板24，插杆21的杆面两侧对称开设有卡口槽23，卡口槽23供夹脚部18伸入，相契合，如图4所示。
本实施例在使用时，先将环形安装座9通过内螺纹部10固定在套管上，然后将弹簧钢圈11伸入浮鞋主体1的内部，由于弹簧钢圈11在伸入浮鞋主体1内部的过程中发生变形，因此和浮鞋主体1的内壁产生相互作用力，利用密封圈12对两者的连接处形成密封，防止密封连接时密封不严实出现浮力下降的现状，之后分别利用插杆21插入插口25内，并向内穿过限位口15，利用球头22顶开夹片17的两组夹脚部18，使插杆21上的两组卡口槽23和夹脚部18相契合，相互被锁定，无法轴向移动，可以防止浮鞋从套管上脱落，当需要拆卸浮鞋时，通过手握环形挡板24，使插杆21转动90度，从而使卡口槽23从夹脚部18位置处径向移出，卡口槽23不受限制，即可分离插杆21和夹片17，达到拆卸的目的。
实施例二：
在实施例一的基础上，在油井内高温长时间使用会降低弹簧的弹性性能，并且弹簧会反复受到底部水泥液体的冲击力，也会降低弹簧的弹性，从而影响阀芯与阀座之间的密封性，遇到意外情况时，阀杆也不能够紧急制动，为了解决以上的技术问题，我们在球杆4的下端部外侧设置有辅助制动器30。如图5-8所示。
具体的，辅助制动器30包括环形连接壳体31。
本实施例中，环形连接壳体31的内侧开设有供球杆4穿过的通口32，环形连接壳体31的内部转动设置有外齿轮环33，外齿轮环33的上下端面均开设有滑槽34，环形连接壳体31的内部设置有伸入滑槽34导向滑块。
本实施例中，外齿轮环33的内壁一周设置有内齿轮部35，内齿轮部35作用在若干组长齿轮36的上端部位置处，若干组长齿轮36均匀分布在外齿轮环33内侧。
本实施例中，长齿轮36套接在轮轴37上，轮轴37的上下端均通过轴承座38和环形连接壳体31的端面固定。
进一步的，长齿轮36的下端部侧面啮合设置有齿条杆39。
本实施例中，齿条杆39的端部通过四组压紧弹簧48固定连接有轮座40，压紧弹簧48用于控制夹紧轮42的夹紧程度，轮座40的内部开设有轮槽41，轮槽41的内部安装有夹紧轮42，夹紧轮42的轮面开设有作用于套管的弧面凹槽43，弧面凹槽43内小外大。
进一步的，环形连接壳体31的内侧面开设有供轮座40伸出的开口槽44，两者大小形状相契合。
进一步的，环形连接壳体31的一侧并位于浮鞋主体1设置有电机座45，电机座45的内部竖直安装有伺服电机46，伺服电机46的输出轴上套接有驱动齿轮47，驱动齿轮47伸入环形连接壳体31内和外齿轮环33相啮合。
本实施例在使用时，通过远程控制伺服电机46工作，驱动齿轮47转动并带动外齿轮环33减速转动，在外齿轮环33转动时，通过内齿轮部35驱动若干组长齿轮36跟着转动，并且引起各自的齿条杆39在杆限位槽内向靠近球杆4的方向直线移动，轮座40慢慢伸出开口槽44，并利用夹紧轮42接触到球杆4的表面，使其进入到弧面凹槽43内，若干组夹紧轮42从不同方向对球杆4进行夹持，从而使球杆4受到水泥冲击时，可以得到辅助的压持作用力，减少伸缩距离，也降低对弹簧6的冲击，当需要紧急制动时，利用伺服电机46提高转动圈数，通过一系列传动，增加夹紧轮42处的压紧弹簧48的压紧度，直至若干组夹紧轮42和球杆4紧密接触，作用力变大，锁定球杆4，达到制动目的。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种可防止脱落的浮箍浮鞋，包括浮鞋主体（1），其特征在于：所述浮鞋主体（1）的下端一体化连接有浮鞋引导帽（2），所述浮鞋引导帽（2）的帽口上方水平安装有花篮（3），所述花篮（3）的中部向上延伸设置有球杆（4），所述球杆（4）位于密封通道（5）内，所述球杆（4）上套接有弹簧（6），所述弹簧（6）的下端固定连接在密封通道（5）边沿上，所述球杆（4）的上端连接有密封球（7），所述密封球（7）的上端焊接有阻流板（8），所述阻流板（8）位于浮鞋主体（1）的中部阻流腔内，所述浮鞋主体（1）的上端部连接有环形安装座（9）；
所述环形安装座（9）的上端部内壁处设置有内螺纹部（10），所述环形安装座（9）通过内螺纹部（10）固定在套管上，所述环形安装座（9）的下端焊接有弹簧钢圈（11），所述弹簧钢圈（11）由两组半圆圈体组成，圈面向外倾斜，并向下伸入浮鞋主体（1）的内部，所述弹簧钢圈（11）的底部外侧胶接有密封圈（12），所述环形安装座（9）的外侧面中部均匀开设有连接槽（13）；
所述连接槽（13）内包括撑台（14）、限位口（15）、缓冲垫（16）、夹片（17）、夹脚部（18）、底座（19）和转槽（20），所述撑台（14）固定在连接槽（13）的槽口位置，所述撑台（14）的中部开设有限位口（15），所述撑台（14）上并位于限位口（15）外侧一周胶接有缓冲垫（16），所述撑台（14）远离缓冲垫（16）的一侧对称焊接有两组夹片（17），所述夹片（17）的底部设置有夹脚部（18），所述连接槽（13）的槽底位置安装有底座（19），所述底座（19）的中部开设有转槽（20）；
所述浮鞋主体（1）的上端部外侧面开设有和连接槽（13）向适配的插口（25），所述插口（25）、限位口（15）均供插杆（21）穿过，所述插杆（21）的一端部设置有球头（22），所述球头（22）作用在转槽（20）内，所述插杆（21）的另一端焊接有环形挡板（24），所述插杆（21）的杆面两侧对称开设有卡口槽（23），所述卡口槽（23）供夹脚部（18）伸入，使插杆21上的两组卡口槽（23）和夹脚部（18）相契合，相互被锁定；
所述球杆（4）的下端部外侧设置有辅助制动器（30），所述辅助制动器（30）包括环形连接壳体（31），所述环形连接壳体（31）的内侧开设有供球杆（4）穿过的通口（32），所述环形连接壳体（31）的内部转动设置有外齿轮环（33），所述外齿轮环（33）的上下端面均开设有滑槽（34），所述环形连接壳体（31）的内部设置有伸入滑槽（34）的导向滑块。
2.根据权利要求1所述的一种可防止脱落的浮箍浮鞋，其特征在于：所述外齿轮环（33）的内壁一周设置有内齿轮部（35），所述内齿轮部（35）作用在若干组长齿轮（36）的上端部位置处，所述若干组长齿轮（36）均匀分布在外齿轮环（33）内侧，所述长齿轮（36）套接在轮轴（37）上，所述轮轴（37）的上下端均通过轴承座（38）和环形连接壳体（31）的端面固定。
3.根据权利要求2所述的一种可防止脱落的浮箍浮鞋，其特征在于：所述长齿轮（36）的下端部侧面啮合设置有齿条杆（39），所述齿条杆（39）的端部通过四组压紧弹簧（48）固定连接有轮座（40），所述轮座（40）的内部开设有轮槽（41），所述轮槽（41）的内部安装有夹紧轮（42），所述夹紧轮（42）的轮面开设有作用于套管的弧面凹槽（43）。
4.根据权利要求3所述的一种可防止脱落的浮箍浮鞋，其特征在于：所述环形连接壳体（31）的内侧面开设有供轮座（40）伸出的开口槽（44）。
5.根据权利要求4所述的一种可防止脱落的浮箍浮鞋，其特征在于：所述环形连接壳体（31）的一侧并位于浮鞋主体（1）设置有电机座（45），所述电机座（45）的内部竖直安装有伺服电机（46），所述伺服电机（46）的输出轴上套接有驱动齿轮（47），所述驱动齿轮（47）伸入环形连接壳体（31）内和外齿轮环（33）相啮合。
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