專利名稱：浮箍、浮鞋的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鉆油氣井作業中的套管串結構。
在石油鉆井的完井固井作業過程中，浮箍、浮鞋作為套管串的下部結構，其使用性能的好壞直接影響著固井的質量，特別是在雙級或多級固井作業過程中，只有在其套管下部結構可靠地關閉情況下方可進行下道工序。現有技術中的浮箍、浮鞋在使用中發現，其結構上存在著許多弊端。其原因在于1．現場使用的自鎖膠塞，其鐵芯上裝有外卡簧，卡簧槽設置在獨立的碰壓座上，這樣由于外卡簧居中性差易被擋在碰壓座以外，無法實現自鎖，當管內壓力釋放后，在水泥漿回壓作用下，自鎖膠塞上返，使其鐵芯上的密封圈退出碰壓座內的密封段，也不能實現二次密封；2．由于現場使用的浮箍的結構密封性能不好，使用過程中無法實現二次密封，一旦浮箍、浮鞋失靈，容易導致注水泥膠塞上返和管內留水泥塞事故的發生；3．現用的浮鞋引下套管的阻力較大，連接絲扣較多，加工難度大，特別是當底座與外殼之間的絲扣松動退扣后，易于失靈。
本實用新型提供了一種即使在浮箍、浮鞋失靈的情況下也能安全實現自鎖，從而進行雙級或多級固井作業的浮箍、浮鞋。
本實用新型為如下結構浮箍、浮鞋，包括自鎖膠塞、浮箍和浮鞋，自鎖膠塞101由硫化在鐵芯2上的膠皮碗1及密封圈3組成，浮箍201的外殼7上裝有底座19和浮球18，浮鞋301的外殼22裝有浮球18，其特征在于自鎖膠塞的鐵芯2與插入頭6為一體式結構，其上開設了卡簧槽5浮箍的外殼7上依次裝有碰壓座8、內卡簧11、壓環15和密封座16；浮鞋301的外殼22內裝有密封座24，其外殼22的引下角為一錐形結構。
本實用新型的優點在于1、由于鐵芯2中下部為空心，因此重量輕，成本低；2、由于浮箍、浮鞋采用壓環、碰壓座和內卡簧結構，即使浮箍、浮鞋失靈，也能實現二次密封和閉鎖膠塞的作用；3、由于浮鞋下部為圓錐形狀，容易入井。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1為浮球型浮箍、浮鞋工作原理圖；圖2為強制型浮箍、浮鞋工作原理圖。
如
圖1所示，自鎖膠塞101由硫化在鐵芯2上的膠皮碗1及密封圈3組成，其中下部為空心的鐵芯2能夠減輕自重和降低生產成本，鐵芯2與插入頭6為一體式結構，其上開設了卡槽5和密封圈3；浮箍、浮鞋分為浮球型浮箍、浮鞋和強制型浮箍、浮鞋，浮球型浮箍的外殼內依次裝有底座19(其上開有一個中心孔20和四個等徑循環孔21)、浮球18、密封座16(密封座上硫化有密封膠皮17)、壓環15、內卡簧11(內卡簧11由倒齒12、卡簧條13和卡簧座14組成，倒齒12的內外兩面為錐形，卡簧座14能使整個內卡簧11具有極好的居中性，卡簧條13的彈性極好，容易使自鎖膠塞的插頭6順利地進入內卡簧11后卡住自鎖膠塞，防止退出)和碰壓座8(其上裝有密封圈10并有內錐面結構)，外殼7與碰壓座8之間采用粘膠絲扣連接，浮鞋的外殼22內裝有密封座24，其外殼22開有一個中心孔29和兩個等徑裝配孔28，其引下角為一錐形結構。此類結構適用于淺井和中深井。
強制型浮箍、浮鞋如圖2所示，密封座16和24下分別依次為鋼制密封球冠37，其下有一套有彈簧39的支承桿38，支承桿置于中心孔36中。此類結構適用于深井和超深井。
這兩類浮箍、浮鞋碰壓前的結構分別為
圖1、圖2去掉自鎖膠塞的結構。
下套管前，首先將浮鞋與第一根套管公扣連接并緊扣入井，然后按照套管柱設計的要求確定浮箍與浮鞋之間的套管數量，連接好浮箍并緊扣入井，依次下完套管，座好井口，上好水泥頭，進行注水泥施工作業。注完水泥漿后，打開水泥頭上的擋銷，自銷膠塞在注水泥漿前安裝在水泥頭內，壓自鎖膠塞101，當泵送自鎖膠塞至浮箍內的碰壓座8時，在液壓作用下，插入頭6觸及到內卡簧11的倒齒12的內表面的瞬間，卡簧條13受壓向外發生彎曲變形，倒齒12也向外張開，其直徑變大，插入頭6便輕松地進入內卡簧11之中，此時卡簧條13和倒齒12在彈力作用下迅速恢復至原始狀態，當插入頭6的底面觸及到壓環14的上表面時，自鎖膠塞不再下行而碰壓。停泵放回水后，特別是在浮箍、浮鞋失靈的情況下，自鎖膠塞在水泥漿回壓的作用下上返，當插入頭6上的卡簧槽5的下臺階臺面上返到倒齒12的下臺階肩面時，兩者便掛合在一起帶著整個內卡簧11上返，當返至碰壓座8的下內錐面時，內卡簧便沿錐面繼續上返，隨著錐面長度的縮短，其直徑縮小，使卡簧條13向內發生彎曲變形，倒齒12也向內收縮，直徑變小，當上返至倒齒12的內外表面分別與卡簧槽5的表面和錐面都緊密接觸在一起時，自鎖膠塞和內卡簧11均不再上返，并把自鎖膠塞的插入頭卡死，實現自鎖。而此時的密封圈3仍在碰壓座8的密封段內，從而實現二次密封，結束本次的固進施工作業，如
圖1或2所示。
權利要求1．浮箍、浮鞋，包括自鎖膠塞、浮箍和浮鞋，自鎖膠塞(101)由硫化在鐵芯(2)上的膠皮碗(1)及密封圈(3)組成，浮箍(201)的外殼(7)上裝有底座(19)和浮球(18)，浮鞋(301)的外殼(22)裝有底座(24)和浮球(18)，其特征在于自鎖膠塞的鐵芯(2)與插入頭(6)為一體式結構，其上開設了卡簧槽(5)；浮箍的外殼(7)上依次裝有碰壓座(8)、內卡簧(11)、壓環(15)和密封座(16)；浮鞋(301)的外殼(22)內裝有密封座(24)，其外殼(22)的引下角為一錐形結構。
2．根據權利要求1所述的浮箍、浮鞋，其特征在于自鎖膠塞(101)上開有密封槽(3)，鐵芯(2)的中下部為空心結構。
3．根據權利要求1所述的浮箍、浮鞋，其特征在于浮箍的碰壓座(8)的一端和中部呈錐面形狀，體外開有密封槽(10)，外殼(7)與碰壓座(8)之間為粘膠絲扣連接，內卡簧(11)由倒齒(12)、卡簧條(13)和卡簧座(14)組成，倒齒(12)的內外兩面為錐形，且與插入頭(6)進入內卡簧(11)后吻合，密封座(16)硫化有密封膠皮(17)。
4．根據權利要求1所述的浮箍、浮鞋，其特征在于密封座(24)與浮球(18)之間由密封膠皮(25)密封。
5．根據權利要求1所述的浮箍、浮鞋，其特征在于浮箍和浮鞋內的浮球為一鋼制密封球冠(37)，其下有一套有彈簧(39)的支承桿(38)，支承桿置于中心孔(36)中。
專利摘要本實用新型涉及鉆油氣井作業中的套管串結構的浮箍、浮鞋,包括自鎖膠塞、浮箍和浮鞋,自鎖膠塞由硫化在鐵芯上的膠皮碗及密封圈組成,浮箍的外殼和浮鞋的外殼上裝有底座和浮球,其特征在于自鎖膠塞的鐵芯與插入頭為一體式結構,其上開設了卡簧槽;浮箍的外殼上依次裝有碰壓座、內卡簧、壓環和密封座;浮鞋的外殼內裝有密封座,其外殼的引下角為一錐形結構,優點在于重量輕,成本低,使用安全可靠,容易入井。
文檔編號E21B33/13GK2426915SQ0020673
公開日2001年4月18日 申請日期2000年3月31日 優先權日2000年3月31日
發明者唐建國, 母全杰 申請人:新疆石油管理局鉆井精華工具公司