圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体制造技术

本实用新型专利技术涉及一种圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体。主要解决了现有浮箍浮鞋及自灌式浮箍浮鞋芯体密封性不好和不耐冲蚀的问题。其特征在于：所述阀座（6）内腔底部开有凹槽，阀座（6）中心腔内置有柱形阀体（4），柱形阀体（4）底部有限位台肩（8），限位台肩可与阀座（6）内腔底部的凹槽对应；柱形阀体（4）的顶端固定有限位环（3），限位环（3）与下部对应的阀座（6）之间装有弹簧（5）；柱形阀体（4）下部开有旁通孔（17）。该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，可实现自灌功能，密封可靠、耐冲蚀。

【技术实现步骤摘要】
圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体
本技术涉及油田钻井完井工程
，特别涉及一种圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体。
技术介绍
完井过程使用的浮箍浮鞋，是流体正向流通而反向止回的关键工具，自灌式浮箍浮鞋是套管柱下入时能够自动灌入钻井液，在自灌功能解除后，恢复为正常功能浮箍浮鞋。浮箍浮鞋的关键结构为内部的芯体，常规芯体的密封形式，主要是球形或半球形的阀体，依靠弹簧的复位力，实现与阀座锥面的挤压式密封，弹簧复位力和密封面的贴合性决定了密封的性能。由于阀体密封面为球面的特点，与阀座锥面的贴合处近似为圆形，配合性较差。通过在密封面硫化橡胶，增加接触面积并具有一定弹性后，可以提高浮箍浮鞋的反向密封性。但循环钻井液和固井施工时，阀座过流孔处的高速轴向流体，对阀座和阀体密封面产生的冲蚀，密封面容易出现破损导致反向密封失效。自灌式浮箍浮鞋目前只在直井井型较少应用，关键结构为内部的自灌式芯体，主要由翻板式阀体、阀座、限位筒等结构组成。初始时，限位筒将阀体限位于开启状态，限位筒的中心通孔连通套管柱内部与环空，套管下入时可自动灌入钻井液。套管柱下入结束后，投球落于限位筒上，憋压使限位筒落入井底，阀体依靠扭力弹簧的复位力，实现与阀座锥面的挤压式密封。由于自灌式浮箍浮鞋的阀体是翻板结构，圆形密封面的贴合程度并不一致，严重影响反向密封。通过在密封面硫化橡胶可以增强密封性，但橡胶层所受高速流体冲蚀的程度不同，橡胶层容易出现不对称冲蚀而破损，因此自灌式浮箍浮鞋经常出现反向密封失效。浮箍浮鞋反向密封失效将造成套管柱留塞等质量事故，给油田带来较大经济损失。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服
技术介绍
中存在的现有浮箍浮鞋及自灌式浮箍浮鞋芯体密封性不好、不耐冲蚀的问题，而提供一种圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，可实现自灌功能，密封可靠、耐冲蚀。本技术解决其问题可通过如下技术方案来达到：该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，包括阀座，所述阀座内腔底部开有凹槽，阀座中心腔内置有柱形阀体，柱形阀体底部有限位台肩，限位台肩可与阀座内腔底部的凹槽对应；柱形阀体的顶端固定有限位环，限位环与下部对应的阀座之间装有弹簧；柱形阀体下部开有旁通孔本技术与上述
技术介绍
相比较可具有如下有益效果：该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，密封面为柱形阀体和阀座台肩处的柱面及台肩平面，密封面的多组配合使得密封效果更有保证；柱形阀体在阀座内轴向移动时，不会产生径向偏差，复位更加可靠；柱形阀体的中心过流孔和旁通孔结构可以改变流体方向，避免下部的密封面被冲蚀，有效保证密封性；密封面省去橡胶硫化工艺，应用标准的“O”型密封圈，工艺更加简便；底部的收集腔，可以收集较大块状物，避免块状物卡在阀体台肩与壳体的环隙处，导致无法复位产生密封失效。限位机构可以选择是否安装，安装后两密封面分离一定距离，旁通孔露出后，浮箍浮鞋可实现自灌。限位结构简单且动作可靠，自动解除后不会再次发生限位，保证反向密封性，并省去投球憋压等操作。该浮箍浮鞋密封可靠、耐冲蚀、结构简单、组装容易、限位自灌功能可选并能够自动解除、适用于各种井型，提高了套管柱下入效率，降低了工人的劳动强度，可以更好满足油田开发需要。附图说明附图1是本技术的结构示意图；附图2是本技术的自灌浮箍开启状态结构示意图；附图3是本技术的自灌浮鞋关闭状态结构示意图。图中：1、壳体，2、承托环，3、限位环，4、柱形阀体，5、弹簧，6、阀座，7、集物腔，8、限位台肩，9、中心柱，10、支撑架，11、弹片，12、销轴，13、扭力弹簧，14、限位杆,15、密封圈A，16、密封圈B，17、旁通孔，18、过流孔，19、轴挡圈，20、孔挡圈，21、球形引鞋。具体实施方式：下面结合附图将对本技术作进一步说明：如附图1所示，该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，包括阀座6，所述阀座6内腔底部开有凹槽，阀座6中心腔内置有柱形阀体4，柱形阀体4底部有限位台肩8，限位台肩可与阀座6内腔底部的凹槽对应；柱形阀体4的顶端用轴挡圈19固定有限位环3，限位环3与下部对应的阀座6之间装有弹簧5；柱形阀体4下部开有旁通孔17，旁通孔17下方柱形阀体4内部为集物腔7，可以收集泥浆中较大块状物，防止柱形阀体4被卡住；柱形阀体4下部中心处固定连接有中心柱9，中心柱9两侧连接支撑架10，支撑架10两端头处通过销轴12以及扭力弹簧13安装弹片11；阀座6对应弹片11端头处连接限位杆14，柱形阀体4下移弹片11展开后能够卡在限位杆14端部卡槽内；柱形阀体4与阀座6间有两道密封圈A15；阀座6外部螺纹连接壳体1；壳体1腔体上部通过孔挡圈20固定连接承托环2，起到过流和胶塞碰压作用；所述承托环2与柱形阀体4中心开有过流孔18；壳体1底部外螺纹连接球形引鞋21；壳体1与阀座6间装有密封圈B16。如图2所示，该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体的阀座6外部螺纹连接壳体1，壳体1腔体上部通过孔挡圈20固定连接承托环2，构成圆周填充密封及自灌浮箍；如图3所示，圆周填充密封及自灌浮箍的壳体1底部外螺纹连接球形引鞋21，构成圆周填充密封及自灌浮鞋。所述的承托环中心有过流孔，固定于圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体上方的壳体腔体上部，实现胶塞碰压。芯体结构由柱形阀体、阀座、限位环、弹簧、挡圈和密封圈组成，所述的柱形阀体具有中心过流孔、旁通孔、限位台肩等结构，过流孔和旁通孔将流体流向由轴向改为径向，限位台肩起限位和密封作用。柱形阀体的密封面为旁通孔以下和限位台肩两处柱面以及台肩平面，阀体内流体流向的改变，有效避免流体直接冲蚀密封面。所述的阀座通过螺纹连接于壳体上，中心通孔满足阀体轴向移动并与之密封，密封面之间采用“O”型橡胶圈填充密封。所述的限位环起固定弹簧作用，用挡圈固定于柱形阀体顶部，将阀体、阀座与弹簧组装为一体后并与壳体连接。限位自灌机构由中心柱、支撑架、弹片、销轴、扭力弹簧、限位杆组成。所述的中心柱在柱形阀体底部，所述的支撑架连接在柱形阀体底部的中心柱上，用弹簧和销轴与弹片组装为一体。所述的限位杆选取合适长度，对称安装于阀座上。初始时柱形阀体下移弹片展开卡在限位杆上，使两密封面间产生分离，旁通孔露出实现自灌。当套管柱下入结束循环钻井液时，由于液柱压力升高，柱形阀体向下移动，限位机构的弹片脱离限位杆的限制，在扭力弹簧作用下复位，限位功能解除后不会再次发生限位，成为普通的浮箍浮鞋，实现流体正向流通而反向止回。该圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体组装使用时，所述的柱形阀体安装密封圈后，由阀座下方穿过，将弹簧从柱形阀体上端装入，压入限位环并用挡圈固定，所述的阀座安装密封圈后通过螺纹连接于壳体上，承托环从内螺纹端装入并用挡圈固定，浮鞋连接引鞋，完成组装。接入套管柱施工时，浮箍浮鞋上方液柱正向压力大于反向力时，弹簧被压缩，柱形阀体向下移动，旁通孔漏出，与芯体下部空间形成通路。施工结束后，正向压力小于反向作用压力，浮箍浮鞋的柱形阀体在弹簧复位力作用下复位，与阀座密封面配合形成反向圆周填充密封。安装限位机构时，所述限位杆连接于阀座底部，支撑架安装在中心柱上，两端通过扭力弹簧和销轴安装有弹片。所述的弹片在柱形阀体部分下移后，展开并卡在限位杆端部完成组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，包括阀座（6），其特征在于：所述阀座（6）内腔底部开有凹槽，阀座（6）中心腔内置有柱形阀体（4），柱形阀体（4） 底部有限位台肩（8），限位台肩可与阀座（6）内腔底部的凹槽对应；柱形阀体（4）的顶端固定有限位环（3），限位环（3）与下部对应的阀座（6）之间装有弹簧（5）；柱形阀体（4）下部开有旁通孔（17）。

【技术特征摘要】
1.一种圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，包括阀座（6），其特征在于：所述阀座（6）内腔底部开有凹槽，阀座（6）中心腔内置有柱形阀体（4），柱形阀体（4）底部有限位台肩（8），限位台肩可与阀座（6）内腔底部的凹槽对应；柱形阀体（4）的顶端固定有限位环（3），限位环（3）与下部对应的阀座（6）之间装有弹簧（5）；柱形阀体（4）下部开有旁通孔（17）。2.根据权利要求1所述的圆周填充密封及自灌浮箍浮鞋的芯体，其特征在于：所述柱形阀体（4）下部中心处固定连接有中心柱（9），中心柱（9）两侧连接支撑架（10），支撑架（10）两端头处通过销轴（12）以及扭力弹簧（13）安装弹片（11）；阀座（6）对应弹片（11）端头处连接限位杆（14），柱形阀体（4）下移弹片（11）展开后能够卡在限位杆（14）端部。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金波，范廷秀，李辉，董光，范力鸣，成月波，张小辉，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，大庆石油管理局有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11