CN218934380U - 一种固井作业用高稳定性的浮鞋 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及固井设备技术领域，公开了一种固井作业用高稳定性的浮鞋，包括鞋本体，所述浮鞋本体的外侧设置有防护机构，所述浮鞋本体的内侧设置有密封机构，所述密封机构包括密封腔，所述浮鞋本体的内侧中部设置有密封腔，所述密封腔的顶端固定连接在磁吸座的顶端，所述密封腔的底端固定连接有支撑座，所述支撑座的顶端中部固定连接在安装筒的底端，所述安装筒内侧底端中部固定连接有弹簧，所述安装筒的内侧设置有连接杆。本实用新型中，方便浮鞋承托套管顺利进入钻井之下，并且在固井完毕之后，通过多重密封的方式将浮鞋的底部密封，密封稳定性高，防止浮鞋底部的水泥浆倒流而将套管进行堵塞。

Description

一种固井作业用高稳定性的浮鞋

技术领域

本实用新型涉及固井设备技术领域，尤其涉及一种固井作业用高稳定性的浮鞋。

背景技术

在石油、天然气等资源勘探开发的钻井过程中，浮鞋是套管串及固井过程中的一套关键附件，作用是引导套管顺利入井，调整下套管时管柱所受浮力，并注入水泥浆使套管固定在井壁上，并进行自密封防止水泥浆倒流，浮鞋的本质是一种单流阀，浮鞋接在套管柱末端，起引鞋和回压凡尔的作用；浮箍接在距套管柱末端20-30米处，起承托环和回压凡尔的作用，浮鞋能承受井下地层高温高压及各类腐蚀性流体介质等复杂条件影响，阀芯的有效关闭与密封是固井的关键。

传统的浮鞋一般采用的是弹簧带动阀座复位，防止井底泥浆上涌，但是弹簧长时间的压缩会导致弹力下降，同时加上井底温度较高，也会导致弹簧弹力下降，密封稳定性差，从而导致浮鞋的内部密封性下降，造成固井作业的失败，而且浮鞋在进行固井作业时，浮鞋上端承托套管进入钻井的过程中，一面会紧贴井壁，进入井底从而进行固井作业，但是井壁之上有时会存在一些凸起的石块或者土块，使得整体装置容易发生阻卡，井壁内的凸块会将套管损坏，影响套管顺利下入，从而延长固井作业的工作周期，因此，本领域技术人员提供了一种固井作业用高稳定性的浮鞋，以解决上述背景技术中提出的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，方便浮鞋承托套管顺利进入钻井之下，并且在固井完毕之后，通过多重密封的方式将浮鞋的底部密封，密封稳定性高，防止浮鞋底部的水泥浆倒流而将套管进行堵塞。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种固井作业用高稳定性的浮鞋，包括浮鞋本体，所述浮鞋本体的外侧设置有防护机构，所述浮鞋本体的内侧设置有密封机构；

所述密封机构包括密封腔，所述浮鞋本体的内侧中部设置有密封腔，所述密封腔的顶端固定连接在磁吸座的顶端，所述密封腔的底端固定连接有支撑座，所述支撑座的顶端中部固定连接在安装筒的底端，所述安装筒内侧底端中部固定连接有弹簧，所述安装筒的内侧设置有连接杆，且所述连接杆的顶端贯穿安装筒并向上延伸，所述连接杆的顶端固定连接在强磁阀座的底端中部，所述强磁阀座的外侧设置有密封环。

通过上述技术方案，在密封腔的上端受到排料腔的水泥浆冲击力的时候，强磁阀座同步带动连接杆和密封环下移，连接杆下移的同时压缩安装筒内的弹簧，使得水泥浆顺利通过第一出料孔和第二出料孔进入到套管和井壁之间，以此完成固井的目的，停止泵浆后，强磁阀座上端的冲击力消失，强磁阀座受到磁吸座的磁吸力进行复位，同时弹簧带动连接杆进行同步上移，带动强磁阀座和密封环进行同步复位，密封稳定性高，防止井底的水泥倒流而将套管进行堵塞。

进一步地，所述防护机构包括固定环和安装座，所述固定环的底端靠近边缘处等距固定连接有若干个冲击座，所述安装座的底端边缘处设置有弧形壁，所述安装座的外侧中部等距设置有若干个安装槽，所述安装槽内均转动连接有滚珠。

通过上述技术方案，通过固定环上的冲击座将井壁之上的凸起的石块和土块进行冲击破碎，然后通过安装座底端的弧形壁降低安装座与井壁之间的摩擦力，最后井壁与滚珠进行接触，使得滚珠在安装槽内进行转动，降低整体装置与井壁的摩擦力，使得浮鞋本体和套管顺利进入到井底，方便进行后续的固井作业。

进一步地，所述浮鞋本体的内侧上端设置有螺纹壁，所述浮鞋本体的内侧中上部设置有排料腔，且所述排料腔的底端中部与密封腔的顶端中部连通。

通过上述技术方案，通过螺纹壁方便浮鞋本体与套管的一端进行连接，然后通过套管将水泥浆排入到排料腔之后，之后水泥浆通过密封腔进入到浮鞋本体的内侧底部，最后通过第一出料孔和第二出料孔进行排出到套管与井壁之间的缝隙，以此实现固井的目的。

进一步地，所述浮鞋本体的中下部两侧均设置有第一出料孔，且所述第一出料孔的一端均与密封腔连通，所述支撑座的靠近边缘处等距设置有若干个排料孔。

通过上述技术方案，进入密封腔内的水泥浆一部分通过第一出料孔排出，另一部分水泥浆依次通过支撑座上的排料孔和球形座底端的第二出料孔进行排出，将水泥浆输送到套管和井壁之间的缝隙，将井壁和套管进行固定，方便进行后续开采作业。

进一步地，所述浮鞋本体的底端固定连接有球形座，所述球形座的底端中部设置有第二出料孔。

通过上述技术方案，通过球形座可以增加浮鞋本体整体的稳定性，然后通过球形座底端中部的第二出料孔将浮鞋本体内的水泥浆进行及时排出。

进一步地，所述固定环的内侧固定连接在浮鞋本体外侧的中下部，所述冲击座的内侧分别固定连接在浮鞋本体的外侧中下部四周处，所述安装座的内侧固定连接在浮鞋本体外侧的中上部。

通过上述技术方案，通过浮鞋本体将固定环和安装座以及冲击座进行固定，有利于提高整体装置运行的稳定性。

进一步地，所述强磁阀座与磁吸座相匹配，所述密封环与密封腔的中上部相匹配。

通过上述技术方案，通过磁吸座将强磁阀座进行吸合，防止浮鞋本体底部的水泥浆倒流，并且通过强磁阀座同步带动密封环进入密封腔内，再次提高强磁阀座的密封性，保证固井作业的正常进行。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型中，首先通过固定环上的冲击座将井壁上凸起的石块和土块进行冲击和破碎，防止井壁上凸起的石块和土块将整体装置卡住，影响整体固井作业的进行，然后通过安装座底端的弧形壁降低安装座底部与井壁的摩擦力，最后通过井壁与滚珠进行接触，使得滚珠在安装槽内进行转动，降低浮鞋本体外部与井壁的摩擦力，从而实现将浮鞋本体和套管顺利下入井中的目的，保证固井作业的顺利进行。

2、本实用新型中，当浮鞋本体和套管进入井底之后，水泥浆通过排料腔达到密封腔的上部，强磁阀座受到水泥浆的冲击力同步带动密封环以及连接杆进行下移，连接杆下移的同时压缩安装筒内的弹簧，然后水泥浆依次通过排料腔、密封腔进入到浮鞋本体的底部，然后通过第一出料孔和第二出料孔进行排出到井壁与套管之间的空隙处，水泥浆排完之后，强磁阀座受到的水泥浆冲击力消失，强磁阀座与磁吸座之间的磁吸力使得强磁阀座进行复位，同时安装筒内的弹簧涨开推动连接杆的底部进行上移，使得强磁阀座以及密封环进行同步复位，将浮鞋的底部进行密封，密封稳定性高，防止底部水泥浆倒流而且造成的管道堵塞，以此达到固井的目的。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋的侧视图；

图2为本实用新型提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋的正视图；

图3为本实用新型提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋的内部结构横向剖视图；

图4为本实用新型提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋的安装筒内部结构纵向剖视图；

图5为本实用新型提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋的强磁阀座局部结构爆炸图；

图6为本实用新型提出的一种固井作业用高稳定性的浮鞋的安装座结构侧视图。

图例说明：

1、浮鞋本体；2、滚珠；3、第一出料孔；4、防护机构；5、第二出料孔；6、球形座；7、冲击座；8、固定环；9、弧形壁；10、安装座；11、螺纹壁；12、排料腔；13、密封腔；14、强磁阀座；15、支撑座；16、排料孔；17、安装筒；18、连接杆；19、密封环；20、磁吸座；21、密封机构；22、弹簧；23、安装槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-6，本实用新型提供的一种实施例：一种固井作业用高稳定性的浮鞋，包括浮鞋本体1，浮鞋本体1的外侧设置有防护机构4，浮鞋本体1的内侧设置有密封机构21；

密封机构21包括密封腔13，浮鞋本体1的内侧中部设置有密封腔13，密封腔13的顶端固定连接在磁吸座20的顶端，密封腔13的底端固定连接有支撑座15，支撑座15的顶端中部固定连接在安装筒17的底端，安装筒17内侧底端中部固定连接有弹簧22，安装筒17的内侧设置有连接杆18，且连接杆18的顶端贯穿安装筒17并向上延伸，连接杆18的顶端固定连接在强磁阀座14的底端中部，强磁阀座14的外侧设置有密封环19，在密封腔13的上端受到排料腔12的水泥浆冲击力的时候，强磁阀座14同步带动连接杆18和密封环19下移，连接杆18下移的同时压缩安装筒17内的弹簧22，使得水泥浆顺利通过第一出料孔3和第二出料孔5进入到套管和井壁之间，以此完成固井的目的，停止泵浆后，强磁阀座14上端的冲击力消失，强磁阀座14受到磁吸座20的磁吸力进行复位，同时弹簧22带动连接杆18进行同步上移，带动强磁阀座14和密封环19进行同步复位，密封稳定性高，防止井底的水泥倒流而将套管进行堵塞，同时通过安装筒17将井底的高温部分隔绝，防止因高温而导致的弹簧22弹力下降，保证弹簧22的正常弹力，保证对连接杆18和强磁阀座14的回弹复位。

防护机构4包括固定环8和安装座10，固定环8的底端靠近边缘处等距固定连接有若干个冲击座7，安装座10的底端边缘处设置有弧形壁9，安装座10的外侧中部等距设置有若干个安装槽23，安装槽23内均转动连接有滚珠2，通过固定环8上的冲击座7将井壁之上的凸起的石块和土块进行冲击破碎，然后通过安装座10底端的弧形壁9降低安装座10与井壁之间的摩擦力，最后井壁与滚珠2进行接触，使得滚珠2在安装槽23内进行转动，降低整体装置与井壁的摩擦力，使得浮鞋本体1和套管顺利进入到井底，方便进行后续的固井作业。

浮鞋本体1的内侧上端设置有螺纹壁11，浮鞋本体1的内侧中上部设置有排料腔12，且排料腔12的底端中部与密封腔13的顶端中部连通，通过螺纹壁11方便浮鞋本体1与套管的一端进行连接，然后通过套管将水泥浆排入到排料腔12之后，之后水泥浆通过密封腔13进入到浮鞋本体1的内侧底部，最后通过第一出料孔3和第二出料孔5进行排出到套管与井壁之间的缝隙，以此实现固井的目的。

浮鞋本体1的中下部两侧均设置有第一出料孔3，且第一出料孔3的一端均与密封腔13连通，支撑座15的靠近边缘处等距设置有若干个排料孔16，进入密封腔13内的水泥浆一部分通过第一出料孔3排出，另一部分水泥浆依次通过支撑座15上的排料孔16和球形座6底端的第二出料孔5进行排出，将水泥浆输送到套管和井壁之间的缝隙，将井壁和套管进行固定，方便进行后续开采作业。

浮鞋本体1的底端固定连接有球形座6，球形座6的底端中部设置有第二出料孔5，通过球形座6可以增加浮鞋本体1整体的稳定性，然后通过球形座6底端中部的第二出料孔5将浮鞋本体1内的水泥浆进行及时排出。

固定环8的内侧固定连接在浮鞋本体1外侧的中下部，冲击座7的内侧分别固定连接在浮鞋本体1的外侧中下部四周处，安装座10的内侧固定连接在浮鞋本体1外侧的中上部，通过浮鞋本体1将固定环8和安装座10以及冲击座7进行固定，有利于提高整体装置运行的稳定性。

强磁阀座14与磁吸座20相匹配，密封环19与密封腔13的中上部相匹配，通过磁吸座20将强磁阀座14进行吸合，防止浮鞋本体1底部的水泥浆倒流，并且通过强磁阀座14同步带动密封环19进入密封腔13内，再次提高强磁阀座14的密封性，保证固井作业的正常进行。

工作原理：在浮鞋本体1承托套管进入钻井的过程中，首先通过固定环8上的冲击座7将井壁上凸起的石块和土块进行冲击和破碎，防止井壁上凸起的石块和土块将整体装置卡住，影响整体固井作业的进行，然后通过安装座10底端的弧形壁9降低安装座10底部与井壁的摩擦力，最后通过井壁与滚珠2进行接触，使得滚珠2在安装槽23内进行转动，降低浮鞋本体1外部与井壁的摩擦力，从而实现将浮鞋本体1和套管顺利下入井中的目的，当浮鞋本体1和套管进入井底之后，水泥浆通过排料腔12达到密封腔13的上部，强磁阀座14受到水泥浆的冲击力同步带动密封环19以及连接杆18进行下移，连接杆18下移的同时压缩安装筒17内的弹簧22，然后水泥浆依次通过排料腔12、密封腔13进入到浮鞋本体1的底部，然后通过第一出料孔3和第二出料孔5进行排出到井壁与套管之间的空隙处，水泥浆排完之后，强磁阀座14受到的水泥浆冲击力消失，强磁阀座14与磁吸座20之间的磁吸力使得强磁阀座14进行复位，同时安装筒17内的弹簧22涨开推动连接杆18的底部进行上移，使得强磁阀座14以及密封环19进行同步复位，将浮鞋的底部进行密封。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种固井作业用高稳定性的浮鞋，包括浮鞋本体(1)，其特征在于：所述浮鞋本体(1)的外侧设置有防护机构(4)，所述浮鞋本体(1)的内侧设置有密封机构(21)；

所述密封机构(21)包括密封腔(13)，所述浮鞋本体(1)的内侧中部设置有密封腔(13)，所述密封腔(13)的顶端固定连接在磁吸座(20)的顶端，所述密封腔(13)的底端固定连接有支撑座(15)，所述支撑座(15)的顶端中部固定连接在安装筒(17)的底端，所述安装筒(17)内侧底端中部固定连接有弹簧(22)，所述安装筒(17)的内侧设置有连接杆(18)，且所述连接杆(18)的顶端贯穿安装筒(17)并向上延伸，所述连接杆(18)的顶端固定连接在强磁阀座(14)的底端中部，所述强磁阀座(14)的外侧设置有密封环(19)。

2.根据权利要求1所述的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，其特征在于：所述防护机构(4)包括固定环(8)和安装座(10)，所述固定环(8)的底端靠近边缘处等距固定连接有若干个冲击座(7)，所述安装座(10)的底端边缘处设置有弧形壁(9)，所述安装座(10)的外侧中部等距设置有若干个安装槽(23)，所述安装槽(23)内均转动连接有滚珠(2)。

3.根据权利要求1所述的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，其特征在于：所述浮鞋本体(1)的内侧上端设置有螺纹壁(11)，所述浮鞋本体(1)的内侧中上部设置有排料腔(12)，且所述排料腔(12)的底端中部与密封腔(13)的顶端中部连通。

4.根据权利要求1所述的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，其特征在于：所述浮鞋本体(1)的中下部两侧均设置有第一出料孔(3)，且所述第一出料孔(3)的一端均与密封腔(13)连通，所述支撑座(15)的靠近边缘处等距设置有若干个排料孔(16)。

5.根据权利要求1所述的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，其特征在于：所述浮鞋本体(1)的底端固定连接有球形座(6)，所述球形座(6)的底端中部设置有第二出料孔(5)。

6.根据权利要求2所述的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，其特征在于：所述固定环(8)的内侧固定连接在浮鞋本体(1)外侧的中下部，所述冲击座(7)的内侧分别固定连接在浮鞋本体(1)的外侧中下部四周处，所述安装座(10)的内侧固定连接在浮鞋本体(1)外侧的中上部。

7.根据权利要求1所述的一种固井作业用高稳定性的浮鞋，其特征在于：所述强磁阀座(14)与磁吸座(20)相匹配，所述密封环(19)与密封腔(13)的中上部相匹配。

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