CN2429626Y - 一种新型的自灌式固井凡尔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型的自灌式固井凡尔,解决了目前工艺灌钻井液费力、费时、易产生复杂情况的问题,其特点是采用单向限流灌入阀装置,使灌入量保持在所要求的水平上;浮箍采用滑动密封套与密封球之间的动作锁紧密封,本实用新型结构简单、可靠性高,可广泛用于油田固井施工。

Description

一种新型的自灌式固井凡尔

本实用新型涉及一种油、气井在下套管过程中，自动向套管内灌入钻井液的固井凡尔装置(包括自灌式浮鞋、浮箍两部分)。

油气井下套管，要在套管串下部装浮鞋、浮箍。其主要结构是内装单向阀，以满足固井工艺要求。因此在下套管过程中，井筒内的钻井液由环形空间排出地面，而不能返入套管内。井内钻井液对套管串产生浮力，对管壁产生外挤力。每下完一定长度的套管，就需向套管内灌满钻井液，再继续下套管，以提高下入速度，防挤坏套管。如此循环作业，影响下套管速度，延长了下套管时间，增大了工人的劳动强度，甚至产生井下复杂事故。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，而提供一种新型的自灌式固井凡尔。可提高下套管速度，减轻工人劳动强度，避免卡、漏等复杂事故。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来达到：本实用新型通过自灌式浮箍、浮鞋两部分联合作业来实现其功能。套管底端所装浮鞋的接头里通过台环置支撑架，用螺栓穿过支撑架中心孔与封闭接头的单向限流阀连接，阀上有水眼，螺栓上套有受压弹簧；浮箍的外管内下部装一支撑架，一上部连接密封球、下部套受压强簧的杆体穿过支撑架中心孔通过剪销与支撑架固定；浮箍的外管内上部装有一滑动密封套，与外管靠剪销固定；滑动密封套下部有与密封球配合工作且有一定间隙的上细下粗的内锥面，内有中心通孔，该孔直径小于密封球直径；滑动密封套外周有内置锁定卡簧的环槽、剪销置入孔、内置密封盘根的环槽；浮箍外管内下部有与滑动密封套配合工作的碰压承阻台环，中部有与锁定卡簧配合工作的卡簧锁入槽，上部有内置限位挡圈的环槽。

本实用新型相比上述现有技术具有如下效果：

1、因为浮鞋的单向限流阀上设有一定尺寸、数量的水眼，所以在下套管作业时，井内钻井液可自动、连续、按一定流量灌入套管内，使管内外液柱高度趋于平衡，既减少了套管串浮力，又防止了井口倒返钻井液，使下套管速度提高，缩短了下套管作业时间，减轻了工人的劳动强度，避免了井下复杂事故发生。

2、浮鞋上装有的单向限流阀还可以满足大排量正循环的工艺需要。

3、碰压时，在一定压力下，滑动密封套与浮箍外管间剪销被剪断，滑动密封套向下滑动，当其内锥面压到密封球上之后，密封球中心杆与支撑之间固定剪销被剪断，滑动密封套压着嵌入其内锥面的密封球继续下行，直至其下端外周坐到浮箍外管内的碰压承阻台环上，下行停止，其锁定卡簧此时已进入浮箍外管内周的卡簧锁入槽之内，滑动密封套被锁定，浮动密封球在弹簧及井内反向压差作用下，与锥面之间形成密封，实现敞压候凝。

4、既使滑动密封套不能被锁定，在反压差作用下，又回到原位置，由于密封球中心杆的固定剪销已断，且中心杆留有弹起预留量，密封球也会在弹簧作用下，顶入滑动密封套内锥面，形成密封。

附图是本实用新型的浮鞋、浮箍安装在套管串下部的结构剖面图。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由附图所示，套管串下端所连接的浮鞋1的接头4内装支撑架8，用螺栓6穿过支撑架8的中心孔与封闭接头4的单向限流阀2连接，阀上有水眼3，螺栓6上套有受压弹簧5，支撑架8与台环7间由螺纹连接。浮箍10的外管11和与之配合工作的滑动密封套17间用剪销18固定，二者之间靠盘根24密封；外管11内周滑动密封套17上端面之上有一环形槽26，内置限位挡圈27；滑动密封套17外周有一环形槽22，内置锁定卡簧21；外管11内中部有一与锁定卡簧21配合工作的卡簧锁入槽29，外管11内下部有一与滑动密封套17下端部配合工作、起碰压承阻作用的环形的台肩25；滑动密封套17轴向中心有孔20，其下部有一上细下粗的内锥面19；浮箍外管11内下部装一支撑架12，一上部连接密封球13，球直径大于滑动密封套17中心孔20直径，下部套受压弹簧14的杆体15穿过支撑架12中心孔通过定位剪销16与支撑架12固定，使密封球13置于滑动密封套17的内锥面19内，且与锥面19有一定间隙。

在下套管作业中，井内的钻井液便可通过水眼3自动、连接、按设计流量返入套管9内，流经浮箍内密封球13与滑动密封套17下部的内锥面19之间的间隙继续向上部套管串灌入。在大排量正循环时，浮鞋1内的弹簧5进一步被压缩，单向限流阀2开启，可满足大排量洗井及固井工艺要求。

当固井碰压时，固井胶塞压在滑动密封套17上，堵住中心20，在压力作用下，剪断剪销18，滑动密封套17向下滑动，其下部内锥面19压到密封球13上，杆体15的定位剪销16被剪断，滑动密封套17压着密封球13继续下行，滑动密封套17外周环槽22内的锁定卡簧21弹入到浮箍外管11内的卡簧锁入槽29内，再继续下行，滑动密封套17下端座到浮箍外管11内下部的碰压承阻台环25上，下行被阻止。井口放压，在压差和弹簧14的作用下，密封球13顶着滑动密封套17回退，直至锁定卡簧21行至外管11内卡簧锁入槽29的上端圆边，被卡住，锁定卡簧21连同滑动密封套17回退也被阻止，实现锁定。在压差作业下，密封球13被压持到密封套17的锥面19内实现密封，而滑动密封套17及浮箍外管11间的间隙始终都有盘根24起密封作用，从而满足了固井工艺要求。

Claims (7)

1、一种新型的自灌式固井凡尔，其特征：(1)浮箍外管(11)内下部装一支撑架(12)，一上部连接密封球(13)，下部套受压弹簧(14)的杆体(15)穿过支撑架(12)中心孔，通过定位剪销(16)与支撑架(12)固定；浮箍外管(11)内上部装有滑动密封套(17)，二者之间靠剪销(18)固定，靠盘根(24)密封；滑动密封套(17)轴向有中心孔(20)，下部有上细下粗的内锥面(19)，滑动密封套外周有环形槽(22、28)，内置锁定卡簧(21)、盘根(24)；浮箍外管(11)内中部有环形的卡簧锁入槽(29)上部内周有环形槽(26)，内置限位挡圈(27)；浮箍外管(11)内卡簧锁入槽(29)下部有碰压承阻台环(25)；

(2)浮鞋(1)的接头(4)内通过台环(7)置支撑架(8)，用螺栓(6)穿过支撑架(8)的中心孔与封闭接头(4)的单向限流阀(2)连接，阀上有水眼(3)，螺栓(6)上套有受压弹簧(5)。

2、如权利要求1所述的自灌式固并凡尔，其特征：滑动密封套(17)下部的内锥面(19)与密封球(13)间予留间隙。

3、如权利要求1所述的自灌式固井凡尔，其特征：锁定卡簧(21)在不受力状态下，外径大于滑动密封套(17)的外径，内径小于滑动密封套(17)的外径。

4、如权利要求1所述的自灌式固井凡尔，其特征：浮箍外管(11)内的碰压承阻台环(25)的内径应小于滑动密封套(17)的外径。

5、如权利要求1所述的自灌式固井凡尔，其特征：滑动密封套(17)下端面至碰压承阻台环(25)上表面距离不小于定位卡簧(21)上端面至卡簧锁入槽(26)的距离。

6、如权利要求1所述的自灌式固井凡尔，其特征：受压弹簧(14)的予压缩量大于密封球(13)与滑动密封套(17)的内锥面(19)之间的纵向可弹出量，其可被继续压缩量大于滑动密封套(17)的最大动作行程。

7、如权利要求1所述的自灌式固井凡尔，其特征：接头(4)与单向限流阀(2)可为锥面配合。