一种快装式工程塑料浮箍制造技术

本实用新型专利技术提供了一种快装式工程塑料浮箍，属于油田固井领域。该快装式工程塑料浮箍包括浮箍外壳以及安装在其内腔中的与其同轴线的芯体、凡尔、花篮和固定件；所述浮箍外壳的中间部位的内壁上设有锥度，所述芯体的外壁上设有与浮箍外壳相同的锥度，两者通过锥度楔紧；所述芯体开有过流通道，所述过流通道的下部设有圆弧锥面，该圆弧锥面与凡尔的球形头部相契合；所述花篮设置在凡尔的下方，所述凡尔的细长轴穿过花篮的中心通孔；所述花篮的外缘上端与芯体的下端连接；在所述花篮的外壁与浮箍外壳的内壁之间安装所述固定件，其将花篮、芯体与浮箍外壳固定连接。本实用新型专利技术大大缩短了浮箍外壳的长度，降低了成本，且结构简单，安全可靠性高。 1

【技术实现步骤摘要】
一种快装式工程塑料浮箍
本技术属于油田固井领域，具体涉及一种快装式工程塑料浮箍。
技术介绍
在常规固井作业中，浮箍、浮鞋是一种应用十分广泛的套管附件，主要用于防止水泥浆的回流，引导套管柱顺利下井，固井时防止水泥浆倒返至套管内，准确控制套管内水泥塞高度，提高固井质量。在固井作业完毕后，多数情况下都要对其内部芯体进行钻除。目前，常规浮箍、浮鞋主要有螺纹连接式和水泥浇筑式，其内部填充材料主要有2种，一种是使用铸铁、铝合金等金属材料，一种是使用水泥混凝土。金属填充式浮箍、浮鞋，结构简单,安全程度相对较高，但可钻性非常差，不但增加了钻井作业时间和作业成本，也大大缩短了钻头的使用时间。水泥混凝土填充式浮箍、浮鞋，结构安全可靠，具有优良的钻除性能，能够有效缩短钻井周期，提高钻头的使用寿命，降低钻井作业成本，但现场应用时较笨重。以上形式的浮箍、浮鞋均存在不同程度的制造成本高和加工周期长的生产难题。浮箍、浮鞋在国内外市场有一定的需求，对生产工艺及性能也提出了更高的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种快装式工程塑料浮箍，结构简单、安全可靠，提高制造加工效率，增强浮箍的安全可靠性和可钻性，在一定程度上缩短钻井进程，提高固井质量。本技术是通过以下技术方案实现的：一种快装式工程塑料浮箍，包括浮箍外壳以及安装在其内腔中的与其同轴线的芯体、凡尔、花篮和固定件；所述浮箍外壳的中间部位的内壁上设有锥度，所述芯体的外壁上设有与浮箍外壳相同的锥度，两者通过锥度楔紧；所述芯体开有过流通道，所述过流通道的下部设有圆弧锥面，该圆弧锥面与凡尔的球形头部相契合；所述花篮设置在凡尔的下方，所述凡尔的细长轴穿过花篮的中心通孔；所述花篮的外缘上端与芯体的下端连接；在所述花篮的外壁与浮箍外壳的内壁之间安装所述固定件，其将花篮、芯体与浮箍外壳固定连接。在所述凡尔的细长轴上安装有弹簧，其上端顶住凡尔的球形头部的下端，其下端顶住花篮的底部。在所述浮箍外壳的下端内壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽位于芯体的下方；在所述固定件的外壁上设有环形凸起，该环形凸起卡入到所述环形凹槽内。所述固定件采用环氧树脂浇筑而成。所述浮箍外壳中间部位的锥度为1:9～1:10，内表面为精密加工。所述芯体为酚醛树脂芯体，其外壁上设有与浮箍外壳相同的锥度，外表面为精密加工。在所述芯体的中心开有过流通道，所述过流通道上部的内表面是圆柱形面，下部的内表面是圆弧锥面，圆弧锥面为精密加工，与凡尔的球形头部紧密贴合。在所述花篮的外缘上端的内壁上设有内螺纹；在所述芯体的下端靠近过流通道处设有环状台阶，在环状台阶的外壁上设有外螺纹；花篮通过其上的内螺纹与芯体上环状台阶处的外螺纹紧固连接。在所述浮箍外壳的上部设有与套管匹配的母螺纹，下部设有与套管匹配的公螺纹。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)由于工程塑料的密封性能远高于水泥，灌注段长度无需很长，因而大大缩短了浮箍外壳的长度，降低了成本，且结构简单，安全可靠性高。(2)环氧树脂介质将浮箍外壳、花篮连接为一体，连接强度高，更确保了与外壳之间的密封性能。(3)新型工程塑料可钻性能好，缩短钻井周期。(4)注塑工艺固化时间短，大大提高了制造加工效率，及时满足供货周期。附图说明图1是本技术的结构示意图图2是图1中的部分放大图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细描述：本技术提供了一种结构可靠的快装式新型工程塑料浮箍，浮箍外壳与酚醛树脂芯体之间通过楔形锥体镶嵌楔紧的方式实现，可以有效地防止高回压密封失效事故的发生，使得固井作业正常进行。本技术结构简单，提高浮箍的安全可靠性和可钻性，缩短生产周期，密封可靠，可钻性能好，且可适用于加工不同扣型的套管，在一定程度上缩短钻井进程，提高固井质量。浮箍外壳中间部位带有1:9锥度(一般采用锥度，也可以使用角度，范围为9～10°)，加工等级为精密加工。酚醛树脂芯体主要结构特点就是与外壳内部形状相同，具有1:9锥度的圆柱体，锥体外表面精密加工，中间留有过流通道，上部内表面是圆柱形过流通孔，保证循环洗井及固井时的有效过流，下部是与凡尔球形头部相契合的圆弧锥面，圆弧锥面需精密加工，两者之间紧密贴合实现密封。酚醛树脂芯体和浮箍外壳以楔形嵌入式进行连接。在一定的机械力作用下，芯体与外壳利用楔形面锁紧的原理，可以确保两者之间稳固的密封连接。浮箍外壳下端设计有凹槽，浇筑环氧树脂时可以有效固定酚醛树脂芯体及花篮，提高酚醛树脂芯体、花篮与外壳的连接强度，防止浮箍在承受高压时内部芯体发生移动，导致浮箍失灵而影响固井质量。弹簧套在凡尔的细端(即凡尔的芯体)，另一端顶住花篮底部。酚醛树脂芯体下端带有外螺纹，在花篮体内上端设有内螺纹，芯体与花篮通过螺纹连接紧固；浮箍外壳与花篮之间通过注塑环氧树脂工艺实现，注塑时需注意液体介质淹没花篮，且液体不能流进花篮内，因为如果液体流进花篮内，会把弹簧4固定。花篮主要起支撑固定凡尔3、弹簧4和芯体2的作用。环氧树脂与花篮的胶凝作用使酚醛树脂与外壳紧密连接，在井底连续循环液体冲击下仍能保持良好的密封状态，不至于滑脱；能够承受反向高回压，冲击力越大，芯体与外壳密封性能越好。如图1和图2所示，本技术所述的新型快装式工程塑料浮箍主要由浮箍外壳1、酚醛树脂芯体2、凡尔3、弹簧4、花篮5和环氧树脂6组成。选用的新型工程材料具有较高的强度、硬度，较强的耐高温、耐腐蚀性能，重量轻、可钻性好等综合性能优异，且成本相对较低，材质为酚醛树脂。本装置的组装过程如下：首先组装浮箍外壳1与酚醛树脂芯体2，按照锥度方向进行配合(从图1看，是从下方装入芯体，向上推动使两者楔紧)，并施加一定的机械力使两者楔紧。将凡尔3的球形头部与酚醛树脂芯体2锥面配合，通过头部与酚醛树脂芯体2锥面之间贴合实现密封。将弹簧4插入凡尔3的细长轴端，另一端顶住花篮5底部，花篮5通过上端内螺纹与酚醛树脂芯体2下端外螺纹拧紧，从而压实弹簧。连接固定好以后，浮箍外壳与花篮的联接在一定的压力作用下通过注塑环氧树脂6工艺实现，注塑时需连续，确保内部填充紧实，且不要超过花篮5的高度，保证介质不要进入花篮5内部，经过24小时的凝固保养，花篮5与浮箍外壳1连接为一个整体。浮箍外壳上部设有与套管匹配的母螺纹，下部设有套管匹配的公螺纹，未加工螺纹的浮箍组装完毕后根据订单要求进行螺纹加工，加快产品发货周期。该新型浮箍已进行地面性能试验和可钻性试验，其承压密封性能和反向承压性能测试均达到了设计要求，可钻性较水泥式浮箍提高了约30％。本技术的浮箍外壳与酚醛树脂芯体之间通过楔形锥体嵌入楔紧的方式实现，利用日趋完备的高压注塑工艺技术，将传统的金属材料(花篮5是铝件，固井后容易钻除，外壳1是钢件，弹簧5也是钢件)与新型工程材料相结合，可以有效地防止高回压密封失效事故的发生，使得固井作业正常进行。本技术结构简单，密封可靠，生产周期短，可钻性能好，且可适用于加工不同扣型的套管。浮箍、浮鞋是常规固井作业中应用十分广泛的一种套管附件，几乎每口井的固井作业都需要用到，主要用于防止水泥浆的回流，其可靠性直接影响到固井质量。随着石油勘探开发不断向更复杂地层的推进，井下情况越来越复杂，增加了固井作业难度，对浮箍防回压能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快装式工程塑料浮箍，其特征在于：所述快装式工程塑料浮箍包括浮箍外壳以

【技术特征摘要】
1.一种快装式工程塑料浮箍，其特征在于：所述快装式工程塑料浮箍包括浮箍外壳以及安装在其内腔中的与其同轴线的芯体、凡尔、花篮和固定件；所述浮箍外壳的中间部位的内壁上设有锥度，所述芯体的外壁上设有与浮箍外壳相同的锥度，两者通过锥度楔紧；所述芯体开有过流通道，所述过流通道的下部设有圆弧锥面，该圆弧锥面与凡尔的球形头部相契合；所述花篮设置在凡尔的下方，所述凡尔的细长轴穿过花篮的中心通孔；所述花篮的外缘上端与芯体的下端连接；在所述花篮的外壁与浮箍外壳的内壁之间安装所述固定件，其将花篮、芯体与浮箍外壳固定连接。2.根据权利要求1所述的快装式工程塑料浮箍，其特征在于：在所述凡尔的细长轴上安装有弹簧，其上端顶住凡尔的球形头部的下端，其下端顶住花篮的底部。3.根据权利要求2所述的快装式工程塑料浮箍，其特征在于：在所述浮箍外壳的下端内壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽位于芯体的下方；在所述固定件的外壁上设有环形凸起，该环形凸起卡入到所述环形凹槽内。4.根据权利要求3所述的快装...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓丽，张金法，马善坤，张辉，曹海涛，敖竹青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11