CN216110637U - 旋转缓冲式浮鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转缓冲式浮鞋，包括浮鞋本体，回压凡尔，缓冲装置和偏心浮鞋头。浮鞋本体的下端外表面设有限位凹槽，缓冲装置包括套设在浮鞋本体下端的缓冲外套和设置在缓冲外套内的缓冲弹簧，所述缓冲外套上端内壁上固定设有用于在限位凹槽内上下移动的限位凸起，所述缓冲外套的下端内壁上设有波浪形导向槽；偏心浮鞋头上端伸入缓冲外套内，且外表面设有与波浪形导向槽相配合的旋转齿，所述缓冲弹簧的两端分别与浮鞋本体与偏心浮鞋头接触；所述偏心浮鞋头上设有偏心孔和直喷孔。它能起到旋转引导作用，且具有套管在下放过程中的引导和划眼的功能，能有效减小套管下放的阻力，能遇阻后起缓冲作用，保证安全性。

Description

旋转缓冲式浮鞋

技术领域

本实用新型涉及石油固井配套工具，具体涉及一种旋转缓冲式浮鞋。

背景技术

近年来，随着钻井工程的日益正规化，国内外水平井、分支井、大位移井逐年增多，每年各大油田计划钻水平井都超上千口。水平井固井特别是水平井下套管作业面临严峻的技术挑战。

下套管作业时，下套管遇阻是水平井、大斜度井等作业中常见的技术难题，使用常规浮鞋在井径不规则、台阶、塌陷掉块等影响下，经常出现下套管遇阻、粘卡，甚至下入失败等问题，从而导致施工周期和施工成本均大幅上升。另外，在遇阻时，通过浮鞋将碰撞力反馈给套管，这样硬性的碰撞容易对套管连接部位产生一定影响，尤其是在下入井下过程中多次碰撞，容易降低套管的连接强度，从而影响使用效果。

针对现有浮鞋在固井施工中存在入井困难，循环不畅的难题，研制一种新型的旋转缓冲式浮鞋。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能起到旋转引导作用，且具有套管在下放过程中的引导和划眼的功能，能有效减小套管下放的阻力，能遇阻后起缓冲作用，保证安全性的旋转缓冲式浮鞋。

本实用新型的技术方案是：旋转缓冲式浮鞋，包括：

浮鞋本体，所述浮鞋本体的下端外表面设有限位凹槽；

回压凡尔，所述回压凡尔包括设置在浮鞋本体内部的密封上篮、支撑下篮、中心杆、挂胶球和复位弹簧，所述密封上篮的外表面与浮鞋本体螺纹连接，所述密封上篮和支撑下篮之间设有用于中心杆和挂胶球移动的移动腔，所述密封上篮中部设有分别与浮鞋本体内腔和移动腔连通的进液孔，所述挂胶球安装在中心杆顶部且用于封闭进液孔，所述复位弹簧套设在中心杆外表面且两端分别与挂胶球和支撑下蓝连接；

缓冲装置，所述缓冲装置包括套设在浮鞋本体下端的缓冲外套和设置在缓冲外套内的缓冲弹簧，所述缓冲外套上端内壁上固定设有用于在限位凹槽内上下移动的限位凸起，所述缓冲外套的下端内壁上设有波浪形导向槽；

偏心浮鞋头，所述偏心浮鞋头上端伸入缓冲外套内，且外表面设有与波浪形导向槽相配合的旋转齿，所述缓冲弹簧的两端分别与浮鞋本体与偏心浮鞋头接触；所述偏心浮鞋头上设有偏心孔和直喷孔。

优选的，所述偏心浮鞋头的外表面设有多个沿轴向方向延伸的扶正棱。

优选的，所述缓冲外套的两端内壁上位于限位凸起和旋转齿的两侧均设有优选的，密封装置。

优选的，所述浮鞋本体内壁上设有台阶，所述支撑下篮坐在台阶上，且支撑下篮上设有多个通孔。

优选的，所述偏心浮鞋头上端设有垫片，所述缓冲弹簧的下端与垫片固定连接。

优选的，所述限位凹槽为多个，均匀分布在浮鞋本体下端的外圆周表面，且限位凹槽的长度沿轴向方向延伸。

优选的，所述所述挂胶球的接触面为切线夹角为70°的半椭圆形密封体面，所述密封体面与密封上篮密封配合。

优选的，所述限位凹槽的长度小于缓冲弹簧的长度。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：在满足原有浮鞋使用性能的基础上，通过缓冲外套和缓冲弹簧能实现在遇阻后的缓冲，防止浮鞋头与套管之间或套管与其他连接件的硬性碰撞，从而保证了安全性；通过增加旋转引导功能，实现套管在下放过程中的引导和划眼的功能，也减小了套管下放的阻力，确保了套管顺利下到井底，而液体通过末端的循环孔高速流出，具有冲洗井壁功能，易钻除；对提高固井质量具有好处；。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为挂胶球与中心杆的装配图；

图3为偏心浮鞋头的结构示意图；

图4为缓冲外套的结构示意图；

图中：1、浮鞋本体，2、回压凡尔，3、偏心浮鞋头，4、限位凹槽，5、缓冲外套，6、缓冲弹簧，7、限位凸起，8、偏心孔，9、直喷孔，10、波浪形导向槽，11、旋转齿，12、扶正棱，13、垫片，21、密封上篮，22、支撑下篮，23、中心杆，24、挂胶球，25、复位弹簧，26、移动腔，27、进液孔，28、通孔。

具体实施方式

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例一

参照图1-图4所示，旋转缓冲式浮鞋，包括浮鞋本体1，回压凡尔2，缓冲装置和偏心浮鞋头3。

浮鞋本体1由合金钢管或低碳钢管加工成圆筒状，左端加工内螺纹，用于连接套管。浮鞋本体1的下端外表面设置有多条沿轴线方向延伸的限位凹槽4，缓冲装置包括缓冲外套5和缓冲弹簧6，缓冲弹簧6安装在浮鞋本体1和偏心浮鞋头3之间；另外，缓冲外套5内壁上固定有多个限位凸起7，限位凸起7与限位凹槽4位置对应，遇阻后限位凸起5带动缓冲外套5在限位凹槽4内上下移动，并通过缓冲弹簧6起到缓冲作用，能有效防止浮鞋头3与套管之间或套管与其他连接件的硬性碰撞，防止部件损坏，保证了下放套管的安全性。

回压凡尔包括设置在浮鞋本体1内部的密封上篮21、支撑下篮22、中心杆23、挂胶球24和复位弹簧25，在浮鞋本体1内壁上设有台阶，支撑下篮22坐在台阶上，且支撑下篮22上设有多个通孔28。密封上篮21的外表面与浮鞋本体1螺纹连接，密封上篮21和支撑下篮22之间设有用于中心杆23和挂胶球24移动的移动腔26，密封上篮21中部设有分别与浮鞋本体1内腔和移动腔26连通的进液孔27，挂胶球24安装在中心杆23顶部且用于封闭进液孔27，复位弹簧25套设在中心杆23外表面且两端分别与挂胶球24和支撑下蓝22连接；注入水泥浆时，水泥浆经浮鞋本体1内腔进入，继续加压使其推动挂胶球24与密封上篮21分离，从而经进液孔27和通孔28进入移动腔26，并经移动腔26进入偏心浮鞋头3的内腔，最终通过偏心孔8和直喷孔9喷出。回压凡尔2可在下套过程减轻浮鞋井架负荷，且在固井结束防止液体回流。

另外，偏心孔8为多个且设置在偏心浮鞋头3外侧壁，直喷孔9设置在偏心浮鞋头3的底部轴线位置。偏心浮鞋头3上端伸入缓冲外套5内，在缓冲外套5的下端内壁上设有波浪形导向槽10，偏心浮鞋头3的外表面设有与波浪形导向槽10相配合的旋转齿11，这样，当偏心浮鞋头3下放遇阻后，先在缓冲弹簧6的作用下带动缓冲外套5在限位凹槽4内向上移动，同时通过压缩缓冲弹簧6起到缓冲作用，能有效防止浮鞋头3与套管之间或套管与其他连接件的硬性碰撞，防止部件损坏，保证了下放套管的安全性，当越过障碍物时，缓冲弹簧6带动缓冲外套5复位。同时可使旋转齿11在波浪形导向槽10内移动，这样可带动旋转齿11转动，这样通过自由旋转，提高了浮鞋旋转的可靠性，能够顺利引导管串通过障碍物下入至预定位置，大大降低了下套管遇阻及卡套管的风险。

在缓冲外套5的两端内壁上位于限位凸起5和旋转齿11的两侧均设有密封装置。密封装置为O型密封圈，这样保证在上下移动和转动过程的密封性能。

工作原理：

在下套管过程中，偏心浮鞋头3如果遇阻后，首先通过压缩缓冲弹簧6带动缓冲外套5在限位凹槽4内向上移动，起到缓冲作用，能有效防止偏心浮鞋头3与套管之间或套管与其他连接件的硬性碰撞，防止部件损坏，保证了下放套管的安全性；在继续压缩过程中可使旋转齿11在波浪形导向槽10内移动，这样可带动旋转齿11转动，从而使偏心浮鞋头3自由旋转，能实现自动导向作用，这样能够顺利引导管串通过障碍物下入至预定位置，大大降低了下套管遇阻及卡套管的风险，同时提高了下套管效率。

实施例二

其他与实施例一基本相同，不同之处在于：在偏心浮鞋头3的外表面设有多个沿轴向方向延伸的扶正棱12。通过扶正棱12能使套管下放后位于井下中心，防止偏斜，能有效防止损伤套管，保证下放过程的准确性和稳定性。

在偏心浮鞋头3上端设有垫片13，缓冲弹簧6的下端与垫片13固定连接。减少转动时与缓冲弹簧6之间的摩擦，提高使用效果。

实施例三

其他与实施例一基本相同，不同之处在于：挂胶球24的接触面为切线夹角为70°的半椭圆形密封体面，这一密封体面与密封上篮21密封配合。这样能增大密封接触面积，挂胶球24的半椭圆形密封体面涂装橡胶密封材料，提高密封效果和安全性。

实施例四

其他与实施例一基本相同，不同之处在于：限位凹槽4的长度小于缓冲弹簧6的长度。

本实用新型结构紧凑，简单，便于操作；浮鞋耐压、耐温，浮鞋头自旋转,将流体能量转化为牵引扭矩，偏心椭圆浮鞋头，能够旋转越过台阶、修整井壁，适用于水平井、大斜度井等固井作业。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.旋转缓冲式浮鞋，其特征在于，包括：

浮鞋本体，所述浮鞋本体的下端外表面设有限位凹槽；

回压凡尔，所述回压凡尔包括设置在浮鞋本体内部的密封上篮、支撑下篮、中心杆、挂胶球和复位弹簧，所述密封上篮的外表面与浮鞋本体螺纹连接，所述密封上篮和支撑下篮之间设有用于中心杆和挂胶球移动的移动腔，所述密封上篮中部设有分别与浮鞋本体内腔和移动腔连通的进液孔，所述挂胶球安装在中心杆顶部且用于封闭进液孔，所述复位弹簧套设在中心杆外表面且两端分别与挂胶球和支撑下蓝连接；

缓冲装置，所述缓冲装置包括套设在浮鞋本体下端的缓冲外套和设置在缓冲外套内的缓冲弹簧，所述缓冲外套上端内壁上固定设有用于在限位凹槽内上下移动的限位凸起，所述缓冲外套的下端内壁上设有波浪形导向槽；

偏心浮鞋头，所述偏心浮鞋头上端伸入缓冲外套内，且外表面设有与波浪形导向槽相配合的旋转齿，所述缓冲弹簧的两端分别与浮鞋本体与偏心浮鞋头接触；所述偏心浮鞋头上设有偏心孔和直喷孔。

2.根据权利要求1所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述偏心浮鞋头的外表面设有多个沿轴向方向延伸的扶正棱。

3.根据权利要求2所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述缓冲外套的两端内壁上位于限位凸起和旋转齿的两侧均设有密封装置。

4.根据权利要求2所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述浮鞋本体内壁上设有台阶，所述支撑下篮坐在台阶上，且支撑下篮上设有多个通孔。

5.根据权利要求1所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述偏心浮鞋头上端设有垫片，所述缓冲弹簧的下端与垫片固定连接。

6.根据权利要求5所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述限位凹槽为多个，均匀分布在浮鞋本体下端的外圆周表面，且限位凹槽的长度沿轴向方向延伸。

7.根据权利要求6所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述所述挂胶球的接触面为切线夹角为70°的半椭圆形密封体面，所述密封体面与密封上篮密封配合。

8.根据权利要求6所述的旋转缓冲式浮鞋，其特征在于：所述限位凹槽的长度小于缓冲弹簧的长度。

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