[实用新型]浮箍、浮鞋

说明书

本实用新型涉及钻油气井作业中的套管串结构。

在石油钻井的完井固井作业过程中，浮箍、浮鞋作为套管串的下部结构，其使用性能的好坏直接影响着固井的质量，特别是在双级或多级固井作业过程中，只有在其套管下部结构可靠地关闭情况下方可进行下道工序。现有技术中的浮箍、浮鞋在使用中发现，其结构上存在着许多弊端。其原因在于：1．现场使用的自锁胶塞，其铁芯上装有外卡簧，卡簧槽设置在独立的碰压座上，这样由于外卡簧居中性差易被挡在碰压座以外，无法实现自锁，当管内压力释放后，在水泥浆回压作用下，自锁胶塞上返，使其铁芯上的密封圈退出碰压座内的密封段，也不能实现二次密封；2．由于现场使用的浮箍的结构密封性能不好，使用过程中无法实现二次密封，一旦浮箍、浮鞋失灵，容易导致注水泥胶塞上返和管内留水泥塞事故的发生；3．现用的浮鞋引下套管的阻力较大，连接丝扣较多，加工难度大，特别是当底座与外壳之间的丝扣松动退扣后，易于失灵。

本实用新型提供了一种即使在浮箍、浮鞋失灵的情况下也能安全实现自锁，从而进行双级或多级固井作业的浮箍、浮鞋。

本实用新型为如下结构：浮箍、浮鞋，包括自锁胶塞、浮箍和浮鞋，自锁胶塞101由硫化在铁芯2上的胶皮碗1及密封圈3组成，浮箍201的外壳7上装有底座19和浮球18，浮鞋301的外壳22装有浮球18，其特征在于自锁胶塞的铁芯2与插入头6为一体式结构，其上开设了卡簧槽5：浮箍的外壳7上依次装有碰压座8、内卡簧11、压环15和密封座16；浮鞋301的外壳22内装有密封座24，其外壳22的引下角为一锥形结构。

本实用新型的优点在于：1、由于铁芯2中下部为空心，因此重量轻，成本低；2、由于浮箍、浮鞋采用压环、碰压座和内卡簧结构，即使浮箍、浮鞋失灵，也能实现二次密封和闭锁胶塞的作用；3、由于浮鞋下部为圆锥形状，容易入井。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为浮球型浮箍、浮鞋工作原理图；

图2为强制型浮箍、浮鞋工作原理图。

如图1所示，自锁胶塞101由硫化在铁芯2上的胶皮碗1及密封圈3组成，其中下部为空心的铁芯2能够减轻自重和降低生产成本，铁芯2与插入头6为一体式结构，其上开设了卡槽5和密封圈3；浮箍、浮鞋分为浮球型浮箍、浮鞋和强制型浮箍、浮鞋，浮球型浮箍的外壳内依次装有底座19(其上开有一个中心孔20和四个等径循环孔21)、浮球18、密封座16(密封座上硫化有密封胶皮17)、压环15、内卡簧11(内卡簧11由倒齿12、卡簧条13和卡簧座14组成，倒齿12的内外两面为锥形，卡簧座14能使整个内卡簧11具有极好的居中性，卡簧条13的弹性极好，容易使自锁胶塞的插头6顺利地进入内卡簧11后卡住自锁胶塞，防止退出)和碰压座8(其上装有密封圈10并有内锥面结构)，外壳7与碰压座8之间采用粘胶丝扣连接，浮鞋的外壳22内装有密封座24，其外壳22开有一个中心孔29和两个等径装配孔28，其引下角为一锥形结构。此类结构适用于浅井和中深井。

强制型浮箍、浮鞋如图2所示，密封座16和24下分别依次为钢制密封球冠37，其下有一套有弹簧39的支承杆38，支承杆置于中心孔36中。此类结构适用于深井和超深井。

这两类浮箍、浮鞋碰压前的结构分别为图1、图2去掉自锁胶塞的结构。

下套管前，首先将浮鞋与第一根套管公扣连接并紧扣入井，然后按照套管柱设计的要求确定浮箍与浮鞋之间的套管数量，连接好浮箍并紧扣入井，依次下完套管，座好井口，上好水泥头，进行注水泥施工作业。注完水泥浆后，打开水泥头上的挡销，自销胶塞在注水泥浆前安装在水泥头内，压自锁胶塞101，当泵送自锁胶塞至浮箍内的碰压座8时，在液压作用下，插入头6触及到内卡簧11的倒齿12的内表面的瞬间，卡簧条13受压向外发生弯曲变形，倒齿12也向外张开，其直径变大，插入头6便轻松地进入内卡簧11之中，此时卡簧条13和倒齿12在弹力作用下迅速恢复至原始状态，当插入头6的底面触及到压环14的上表面时，自锁胶塞不再下行而碰压。停泵放回水后，特别是在浮箍、浮鞋失灵的情况下，自锁胶塞在水泥浆回压的作用下上返，当插入头6上的卡簧槽5的下台阶台面上返到倒齿12的下台阶肩面时，两者便挂合在一起带着整个内卡簧11上返，当返至碰压座8的下内锥面时，内卡簧便沿锥面继续上返，随着锥面长度的缩短，其直径缩小，使卡簧条13向内发生弯曲变形，倒齿12也向内收缩，直径变小，当上返至倒齿12的内外表面分别与卡簧槽5的表面和锥面都紧密接触在一起时，自锁胶塞和内卡簧11均不再上返，并把自锁胶塞的插入头卡死，实现自锁。而此时的密封圈3仍在碰压座8的密封段内，从而实现二次密封，结束本次的固进施工作业，如图1或2所示。