CN203452725U - 适用于套管浮鞋的阀芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于套管浮鞋的阀芯结构，包括阻流板、浮球和用于承托浮球的球篮，阻流板、浮球和球篮均设置在阀体内，阻流板的中心孔处设置有与浮球配合且呈锥面状的密封面；所述浮球位于球篮中时，阀芯结构处于导通状态，浮球位于密封面上时，阀芯结构处于密封状态。采用本实用新型可反向密封流体，进行循环洗井、调整钻井液性能、注水泥作业时，流体可自由通过；下套管及注水泥作业结束后，可阻止流体倒流，起到反向密封作用。

Description

适用于套管浮鞋的阀芯结构

技术领域

本实用新型涉及一种适用于套管浮鞋的阀芯结构，用于使用套管实施石油天然气的钻井，特别是钻井后下套管过程的井下施工作业，属于钻井装备的设计制造技术领域。

背景技术

在常规石油天然气钻井过程中，由于各地的地层地质特点，常会出现井眼缩径、井壁坍塌、钻井中钻具造成的键槽和井漏等井下复杂情况，在这种情况下，钻井完成后实施下套管固井施工时，就会在一些井中遇阻卡，有的甚至套管不能下入到预定深度等问题，发生这些情况时，就会造成施工不能达到工程设计的要求，有的还会出现下套管过程的安全事故，导致作业风险增大、成本上升及施工周期延长等后果；现有技术研究的套管钻井技术，由于套管是随着钻具下入地层的，因此，在套管遇阻时既可上提下放套管，又可连接循环系统进行循环和旋转，有助于解决下套管遇阻问题，提高套管在复杂井眼内的下入能力，增加下入套管的安全性，降低作业风险，而有效的避免了钻井作业以后再下套管的过程，因此能够有效的解决上述问题，同时在下钻过程中，套管驱动机构前端的工具既能引导套管下入，还能起到修复井壁和划眼的作用，使井壁更规则，从而有助于提高固井质量、节约时间和成本。现有技术的问题是：

现有下套管，一般套管下端不连接任何设备，直接下放，目前的方式在施工过程中如遇井眼缩径、井壁坍塌、钻井中钻具造成的键槽和井漏等井下复杂情况,套管将不能继续下放。现有解决办法是：（1）用吊环将套管整体上提或下放数次。（2）如还是无法继续下放套管，可连接循环系统，循环钻井液，冲洗井壁，然后在上提或下放套管直到将井眼疏通。（3）如经过以上两个过程还是无法继续下放套管，就须要将已经下入井内的套管全部取出，然后用钻杆连接钻头进行阔眼及井壁修复，井眼疏通后将钻杆全部去除，在进行下套管作业。以上过程将造成作业风险增大、成本上升及施工周期延长等后果。

目前国内基本都是采用上述方法实施下套管的施工的，有的也在套管下端带有套管钻鞋，例如，中国专利号“201210591210.3”公开的一种固井用套管浮鞋，公开日为2013年04月24日。但是，现有套管钻鞋功能单一，不能同时满足环钻井液、引导套管进入井内、修复井壁的功能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种适用于套管浮鞋的阀芯结构，采用本实用新型可反向密封流体，进行循环洗井、调整钻井液性能、注水泥作业时，流体可自由通过；下套管及注水泥作业结束后，可阻止流体倒流，起到反向密封作用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种适用于套管浮鞋的阀芯结构，其特征在于：包括阻流板、浮球和用于承托浮球的球篮，阻流板、浮球和球篮均设置在阀体内，阻流板的中心孔处设置有与浮球配合且呈锥面状的密封面；所述浮球位于球篮中时，阀芯结构处于导通状态，浮球位于密封面上时，阀芯结构处于密封状态。

所述球篮与阻流板固定连接，密封面位于球篮与阻流板的连接处。

所述阻流板的外壁上设置有与阀体内壁配合的密封圈和弹簧环。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型中，阻流板中心孔处呈锥面的密封面与浮球配合，可反向密封流体；球篮用于承托浮球，进行循环洗井、调整钻井液性能、注水泥作业时，浮球由球篮承托，阀芯机构处于导通状态，流体可自由通过；下套管及注水泥作业结束后，阀芯机构反向承压，浮球与阻流板密封面配合，可阻止流体倒流，起到反向密封作用；且密封元件具有耐温、耐碱、耐油、耐硫化氢的性能。

二、本实用新型中，所述球篮与阻流板固定连接，密封面位于球篮与阻流板的连接处，采用此结构，使导通状态能无间隙过渡到密封状态。

三、本实用新型中，所述阻流板的外壁上设置有与阀体内壁配合的密封圈和弹簧环，采用此结构，密封圈不仅实现了阻流板与阀体的密封连接，弹簧环使阻流板与阀体配合更紧密。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为本实用新型应用在套管浮鞋中的结构示意图

图中标记为：1、引鞋，2、套管鞋，3、浮球，4、球篮，5、阻流板，6、阀体，7、刀翼，8、水利喷嘴，9、扶正棱，10、溢流孔，11、密封面，12、弹簧环，13、密封圈。

具体实施方式

实施例1

一种适用于套管浮鞋的阀芯结构，包括阻流板5、浮球3和用于承托浮球3的球篮4，阻流板5、浮球3和球篮4均设置在阀体6内，阻流板5的中心孔处设置有与浮球6配合且呈锥面状的密封面11；所述浮球3位于球篮4中时，阀芯结构处于导通状态，浮球3位于密封面11上时，阀芯结构处于密封状态。

本实用新型的优选实施方式为，所述球篮4与阻流板5固定连接，密封面11位于球篮4与阻流板5的连接处。

本实用新型的优选实施方式为，所述阻流板5的外壁上设置有与阀体6内壁配合的密封圈13和弹簧环12。

本实用新型的工作原理为：阀芯结构的阻流板5中心孔处呈锥面的密封面11与浮球3配合，可反向密封流体；球篮4用于承托浮球3，进行循环洗井、调整钻井液性能、注水泥作业时，浮球3由球篮4承托，阀芯机构处于导通状态，流体可自由通过；下套管及注水泥作业结束后，阀芯结构反向承压，浮球3与阻流板5的密封面11配合，可阻止流体倒流，起到反向密封作用。

实施例2

本实施例为对本实用新型应用在套管浮鞋中的说明：

一种套管浮鞋，包括引鞋1、套管鞋2和阀体3，套管鞋2一端与引鞋1连接，另一端与阀体6连接，所述引鞋1上设置有水利喷嘴8和刀翼7，套管鞋2为圆筒形结构。

所述阀体6内设置有球篮4和与球篮配合4的浮球，浮球3位于球篮4一侧，球篮4另一侧设置有阻流板5，设置有球篮4的阀体6一端与套管鞋2连接。为了获得较好的扶正效果和溢流效果，所述套管鞋2上设置有扶正棱9和溢流孔10。所述引鞋1上设置的刀翼7按照等距离设置为四翼。

套管浮鞋的组装如下：先将引鞋1与套管鞋2丝扣连接；将球篮4安装在阀体内，在球篮4上安放浮球3，然后将阻流板5安装在阀体内，在阻流板5一端壳体的外圆上设置密封圈13和弹簧环12，然后将装好的阀体连接在套管鞋2的上端，安装时，装有浮球3的一端与套管鞋2连接。

套管浮鞋的工作原理为：在下套管过程前，将套管浮鞋连接在套管柱的前端，在引鞋1前端设置的水利喷嘴8在下套管过程中保持环空钻井液的流动，使套管顺利下井，连接在套管柱前端的引鞋1可以在下套管的过程中防止套管脚插入井壁岩层，减少下井阻力，引鞋1前端设置有刀翼7，当井壁出现缩径或井壁垮塌时，套管无法下放，可开泵循环，旋转套管，刀翼7可实现扩眼修复井壁的作用，敷焊的硬质合金块能够减少扩眼过程的磨损。

在下套管过程中，一体化的套管浮鞋由于可以占据套管内的空间，因此可掏空一定量的钻井液，对套管柱产生一定数量的浮力，在浮力的作用下，可使套管柱悬浮，减轻井架负荷，在注水泥时，套管浮鞋用来控制胶塞的下行位置，以确保管内水泥塞长度防止水泥浆倒流。浮箍用于承接胶塞组，使箍鞋间有一段水泥塞，并容纳套管内壁附着的杂质等，确保水泥浆柱不被替空，从而保证套管鞋外的固井质量。

阀芯结构构的阻流板中心孔处呈锥面的密封面与浮球配合，可反向密封流体；球篮用于承托浮球，进行循环洗井、调整钻井液性能、注水泥作业时，浮球由球篮承托，阀芯机构处于导通状态，流体可自由通过；下套管及注水泥作业结束后，阀芯机构反向承压，浮球与阻流板密封面配合，可阻止流体倒流，起到反向密封作用。

Claims (3)

1.一种适用于套管浮鞋的阀芯结构，其特征在于：包括阻流板（5）、浮球（3）和用于承托浮球（3）的球篮（4），阻流板（5）、浮球（3）和球篮（4）均设置在阀体（6）内，阻流板（5）的中心孔处设置有与浮球（3）配合且呈锥面状的密封面（11）；所述浮球（3）位于球篮（4）中时，阀芯结构处于导通状态，浮球（3）位于密封面（11）上时，阀芯结构处于密封状态。

2.根据权利要求1所述的适用于套管浮鞋的阀芯结构，其特征在于：所述球篮（4）与阻流板（5）固定连接，密封面（11）位于球篮（4）与阻流板（5）的连接处。

3.根据权利要求1或2所述的适用于套管浮鞋的阀芯结构，其特征在于：所述阻流板（5）的外壁上设置有与阀体（6）内壁配合的密封圈（13）和弹簧环（12）。

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