一种整体式水泥头制造技术

本实用新型专利技术涉及石油固井装备领域，具体涉及一种整体式水泥头，包括固井水泥头管和过压缓冲结构，所述固井水泥头管包括主体管、第一由壬、第二由壬和上压帽，所述主体管的顶部与所述上压帽丝扣连接，所述主体管的上部设置有多个呈圆周排列的第一由壬，所述主体管的下部设置有多个呈圆周排列的第二由壬，所述主体管的中部设置有多个连通孔，所述过压缓冲结构固定于所述主体管的中部，所述过压缓冲结构通过所述连通孔与所述主体管的内流道连通，本装置通过加设缓冲结构可以降低固井碰压时的高压对井壁造成的过度冲击和压力，保护水泥头的管壁，防止因为压力过大刺破。防止因为压力过大刺破。防止因为压力过大刺破。

【技术实现步骤摘要】
一种整体式水泥头


[0001]本技术涉及石油固井装备领域，具体涉及一种整体式水泥头。

技术介绍

[0002]随着胜利油区对油气开采要求越来越高，油气井均要求产层水泥浆返至井口，从而更好的填充井筒与套管环空，保护上层套管，增加油气井开采寿命。在固井施工中，随着水泥浆返高的增加，顶替泥浆过程中，因水泥浆进入环空，整个管串所受压力逐步上升，固井“碰压”时，顶替泥浆压力在原有静液柱压力的基础上瞬时增加4~5MPa，最高压力有可能达到25~30MP甚至更高。固井施工中，钻井队主要通过降低柴油机转速，达到减小顶替排量控制替泥浆压力，但该手段效果较差。胜利油田目前所使用的水泥头为焊接式结构，存在“碰压”瞬间焊缝因质量问题出现刺漏的情况，瞬时高压会给固井现场施工带来风险，更有甚者会在套管内留水泥塞，甚至给井口操作人员带来人身伤害。
[0003]原有技术存在的缺点和不足：
[0004]（1）套管作为水泥头本体，长时间使用，因水泥浆及钻井液的冲刷，导致套管壁变薄，本体出现冲刷槽。
[0005]（2）水泥头由壬焊接式连接方式，对操作人员技术水平及焊接后钢材热处理工艺要求高，若不按标准操作，严重影响焊接质量。
[0006]（3）焊接式水泥头焊缝检测质量仅靠无损探伤进行，不能真实反映非焊缝区材料的改变。

技术实现思路

[0007]本技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种整体式水泥头。
[0008]本技术的技术方案是：
[0009]一种整体式水泥头，包括固井水泥头管和过压缓冲结构，所述固井水泥头管包括主体管、第一由壬、第二由壬和上压帽，所述主体管的顶部与所述上压帽丝扣连接，所述主体管的上部设置有多个呈圆周排列的第一由壬，所述主体管的下部设置有多个呈圆周排列的第二由壬，所述主体管的中部设置有多个连通孔，所述过压缓冲结构固定于所述主体管的中部，所述过压缓冲结构通过所述连通孔与所述主体管的内流道连通。
[0010]优选的，所述过压缓冲结构包括壳体、封堵球和一级分隔环，所述壳体与所述主体管固定连接，所述壳体内的下部以所述主体管为中心圆周排列有多个所述封堵球，所述封堵球与所述连通孔配合形成活动球封堵结构，所述一级分隔环设置于所述壳体内且内外端分别与所述主体管的外壁和壳体的内壁密闭贴合，所述一级分隔环设置有多个活动球腔，所述封堵球限位活动于所述活动球腔内，所述一级分隔环将所述壳体内部分为上下两个腔室，所述壳体内部的上腔室填充有液压油。
[0011]优选的，所述活动球腔为上窄下宽的楔型结构，且在所述活动球腔的底部设置有凸出的限位阶，所述限位阶与所述封堵球形成卡位配合结构。
[0012]优选的，所述壳体内的上部设置有二级分隔环和缓冲弹簧，所述二级分隔环的内外端分别与所述主体管的外壁和壳体的内壁密闭贴合，所述缓冲弹簧的上端与所述壳体内部的顶端固定连接，所述缓冲弹簧的下端与所述二级分隔环固定连接。
[0013]优选的，所述二级分隔环上设置有限位通孔，所述一级分隔环的上部固定设置有限位杆，所述限位杆与所述限位通孔配合形成分隔环水平限位结构。
[0014]优选的，所述壳体上设置有液压平衡结构，所述液压平衡结构包括液压油缸、液压缸、活塞、低压单向阀、高压单向阀、活塞连杆、加压操作杆和操作杆底座，所述液压油缸套设于所述壳体外且内部填充有液压油，所述低压单向阀设置于所述液压油缸的顶部，所述高压单向阀设置于所述壳体的顶部，所述液压缸设置于所述液压油缸套的顶部且底部同时与所述低压单向阀和高压单向阀连通，所述液压缸、低压单向阀和高压单向阀配合形成液压油单向加压流道，所述活塞设置于所述液压缸内，所述活塞顶部与所述活塞连杆连接，所述壳体的外壁上部与所述液压缸对应的位置设置有操作杆底座，所述加压操作杆的内端与所述操作杆底座转动连接且中部与所述活塞连杆转动连接，所述加压操作杆与所述操作杆底座和活塞连杆配合形成杠杆连动结构。
[0015]优选的，所述液压油缸套的底部设置有压力平衡孔，所述液压油缸套内的下部设置有平衡密封环，所述平衡密封环的内外端分别与所述壳体外壁和液压油缸内壁密闭贴合，所述平衡密封环与所述压力平衡孔配合形成液压油供应稳定结构。
[0016]优选的，所述活塞与所述活塞连杆丝扣连接，所述活塞与所述高压单向阀配合形成高压通流结构。
[0017]优选的，所述低压单向阀内部的密封球材质为铁，所述活塞底部与所述低压单向阀对应的位置设置有电磁铁，所述电磁铁与所述低压单向阀配合形成低压通流结构。
[0018]优选的，所述高压单向阀包括阀孔和阀塞，所述阀孔为设置于所述壳体顶部的通孔，所述阀孔连通所述液压缸和所述壳体，所述阀塞的包括挂块、阀杆和阀块，所述挂块为一字形结构，所述挂块的长度大于所述阀孔的直径且宽度小于所述阀孔直径，所述阀杆的上部与所述挂块固定连接且下部与所述阀块连接，所述阀块为圆饼形结构且底部直径大于所述阀孔的直径。
[0019]本技术与现有技术相比较，具有以下优点：
[0020]本装置可以在不大规模改变有水泥头结构的前提下，通过加设缓冲结构来实现对碰压时短时间过高压力的缓冲，安装方便，并通过对液压的平衡和调整，可以适应不同碰压的要求，有很广泛的适用性。
附图说明
[0021]图1为本技术的结构示意图；
[0022]图2为一级分隔环和封堵球配合方式示意图；
[0023]图3为液压平衡结构示意图；
[0024]图4为高压单向阀结构示意图；
[0025]图中：1
‑
固井水泥头，2
‑
过压缓冲结构，3
‑
液压平衡结构；
[0026]11
‑
第一由壬，12
‑
第二由壬，13
‑
上压帽，14
‑
连通孔，15
‑
主体管；
[0027]21
‑
封堵球，22
‑
活动球腔，221
‑
限位阶，23
‑
一级分隔环，24
‑
限位杆，25
‑
二级分隔
环，26
‑
缓冲弹簧，27
‑
壳体，28
‑
限位通孔；
[0028]31
‑
液压油缸，311
‑
压力平衡孔，312
‑
平衡密封环，32
‑
液压缸，33
‑
活塞，34
‑
低压单向阀，35
‑
高压单向阀，351
‑
阀孔，352
‑
阀塞，3521
‑
挂块，3522
‑
阀杆，3523
‑
阀块，36
‑
活塞连杆，37
‑
加压操作杆，38
‑
操作杆底座，39
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整体式水泥头，包括固井水泥头管和过压缓冲结构，所述固井水泥头管包括主体管、第一由壬、第二由壬和上压帽，所述主体管的顶部与所述上压帽丝扣连接，所述主体管的上部设置有多个呈圆周排列的第一由壬，所述主体管的下部设置有多个呈圆周排列的第二由壬，其特征在于：所述主体管的中部设置有多个连通孔，所述过压缓冲结构固定于所述主体管的中部，所述过压缓冲结构通过所述连通孔与所述主体管的内流道连通。2.根据权利要求1所述的一种整体式水泥头，其特征在于：所述过压缓冲结构包括壳体、封堵球和一级分隔环，所述壳体与所述主体管固定连接，所述壳体内的下部以所述主体管为中心圆周排列有多个所述封堵球，所述封堵球与所述连通孔配合形成活动球封堵结构，所述一级分隔环设置于所述壳体内且内外端分别与所述主体管的外壁和壳体的内壁密闭贴合，所述一级分隔环设置有多个活动球腔，所述封堵球限位活动于所述活动球腔内，所述一级分隔环将所述壳体内部分为上下两个腔室，所述壳体内部的上腔室填充有液压油。3.根据权利要求2所述的一种整体式水泥头，其特征在于：所述活动球腔为上窄下宽的楔型结构，且在所述活动球腔的底部设置有凸出的限位阶，所述限位阶与所述封堵球形成卡位配合结构。4.根据权利要求2所述的一种整体式水泥头，其特征在于：所述壳体内的上部设置有二级分隔环和缓冲弹簧，所述二级分隔环的内外端分别与所述主体管的外壁和壳体的内壁密闭贴合，所述缓冲弹簧的上端与所述壳体内部的顶端固定连接，所述缓冲弹簧的下端与所述二级分隔环固定连接。5.根据权利要求4所述的一种整体式水泥头，其特征在于：所述二级分隔环上设置有限位通孔，所述一级分隔环的上部固定设置有限位杆，所述限位杆与所述限位通孔配合形成分隔环水平限位结构。6.根据权利要求2所述的一种整体式水泥头，其特征在于：所述壳体上设置有液压平衡结构，所述液压平衡结构包括液压油缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓子波，刘东清，刘会斌，李延伟，徐军浩，李足平，聂正朋，张铁强，韩晔，侯婧，王婷，张丽哲，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：