一种用于固井的自锁装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于油气固井领域，具体公开了一种用于固井的自锁装置。其包括用于封闭井内套管的胶塞，胶塞包括胶套，与胶套固定连接的芯轴组件，以及与芯轴组件固定连接的导向头。导向头上设置有卡簧，以及与胶塞连接的阀座。阀座的内部设置有与卡簧相适配的锁定槽。胶塞构造成能够运动至阀座的内部，通过卡簧与锁定槽啮合，从而使胶塞与阀座形成自锁。从而使胶塞与阀座形成自锁。从而使胶塞与阀座形成自锁。

【技术实现步骤摘要】
一种用于固井的自锁装置


[0001]本专利技术涉及油气固井领域，具体地涉及一种用于固井的自锁装置。

技术介绍

[0002]随着油气固井领域的日益发展，不断地涌现出了页岩气井、大斜度井、水平固井等多种不同的固井技术。在固井过程中，由于固井装置需要同时满足清水替浆和承受管内外的压差的双重考验。这样，对固井装置的要求不仅限于隔离钻井液和刮拭管内壁的作用，还要保证固井装置在井内能够承受正、反向高压力所产生的压差。
[0003]现有技术中，固井装置结构复杂，密封能力较差，无法承受双向高压所产生的压差。甚至有可能在固井的过程中，因自锁失效而憋压候凝，造成堵塞的事故，延误工期。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种用于固井的自锁装置，其能够通过胶塞与阀座的接合，从而使得用于固井的自锁装置具有更稳定的结构以及能够承受双向高压的能力。此外，在固井的过程中胶套不仅能够起到刮拭井内套管的内壁和隔离钻井液的作用，还能对胶塞起到扶正的作用。
[0005]根据本专利技术，提供了一种用于固井的自锁装置，包括用于封闭井内套管的胶塞，所述胶塞包括设置在顶部的胶套，与所述胶套固定连接的芯轴组件，以及与所述芯轴组件固定连接的导向头，其中，所述导向头上设置有卡簧，以及安装在井内套管的内部并用于与所述胶塞连接的阀座，所述阀座的内部设置有与所述卡簧相适配的锁定槽，其中，所述胶塞构造成能够运动至所述阀座的内部，通过所述卡簧与所述锁定槽啮合，从而使所述胶塞与所述阀座形成自锁。
[0006]在一个实施例中，所述卡簧构造成右旋锯齿螺纹，所述锁定槽设置为螺纹槽，所述锁定槽与所述卡簧形成螺纹连接。
[0007]在一个实施例中，所述胶套包括位于顶部的扶正翼，所述扶正翼构造成碗状，且所述扶正翼的直径在朝向顶部的方向逐渐增大。
[0008]在一个实施例中，所述胶套包括设置在所述扶正翼的下游的刮拭翼，所述刮拭翼设置有若干个均沿周向向外延伸的翼肋。
[0009]在一个实施例中，所述扶正翼构造成比所述刮拭翼具有更大的厚度。
[0010]在一个实施例中，所述翼肋形成有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述第二侧面的夹角为锐角。
[0011]在一个实施例中，所述翼肋的端部与井内套管的内壁相接触以刮拭所述井内套管的壁面。
[0012]在一个实施例中，所述芯轴组件包括第一芯轴，所述第一芯轴的外表面设置有螺纹并与所述胶套的内表面形成螺纹连接，从而增大所述胶套与所述第一芯轴之间的接触面积。
[0013]在一个实施例中，所述芯轴组件包括套接在所述第一芯轴的下游的第二芯轴，所述第二芯轴的底端设置有向外延伸的凸起部，在所述导向头的对应位置处设置有凹槽，所述凸起部与所述凹槽相适配，以限制所述胶塞在井内套管中旋转。
[0014]在一个实施例中，所述卡簧包括沿周向上彼此分离的多个卡簧部，在任意相邻的两个卡簧部之间均设置有一个所述凹槽。
[0015]在一个实施例中，所述第二芯轴构造成阶梯轴，其中，处于上游的小直径部分插入到所述第一芯轴并与之固定连接，在处于下游的大直径部分的外表面上安装有用于与所述阀座的内表面形成密封的组合密封圈。
[0016]在一个实施例中，所述组合密封圈包括设置在中部的O型密封圈，以及设置在两端的一组V型密封圈，所述O型密封圈和所述一组V型密封圈通过隔挡环分隔开。
附图说明
[0017]下面将结合附图来对本专利技术进行详细地描述，在图中：
[0018]图1示意性显示了根据本专利技术的用于固井的自锁装置的半剖视图；
[0019]图2为用于固井的自锁装置中的组合密封圈的结构示意图；
[0020]图3为用于固井的自锁装置中的导向头的结构示意图；
[0021]图4为用于固井的自锁装置中的阀座的结构示意图；
[0022]图5为用于固井的自锁装置中的阀座的剖视图。
[0023]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本专利技术做进一步说明。方向性用语“上”或“上游”或类似用语指的是图1中示出的方向。方向性用语“下”或“下游”或类似用语指的是图1中示出的方向。
[0025]图1示意性显示了根据本专利技术的用于固井的自锁装置100的半剖视图。图4为用于固井的自锁装置100中的阀座60的结构示意图。如图1和图4所示，根据本专利技术的用于固井的自锁装置100包括胶塞10和阀座60。其中，阀座60能够安装在井内套管的内部。胶塞10能够在井内套管的内部运动。具体地说，通过对胶塞10施加向下的压力，使得胶塞10在井内套管中向下运动，直到胶塞10与预先安装在井内套管的内部的阀座60进行连接，从而对井内套管进行有效地密封和隔离。
[0026]根据本专利技术，如图1所示，胶塞10从上到下依次包括胶套20和导向头50。其中，胶套20为胶塞10的顶部。导向头50为胶塞10的底部。导向头50能够与预先设置在井内套管的内部的阀座60进行连接，从而对井内套管进行有效地的密封和隔离。此外，胶套20与导向头50之间还连接有芯轴组件30。芯轴组件30能够将胶套20与导向头50进行有效地锁定，从而避免胶塞10在井内套管的内部运动的过程中出现分离，从而保证顺利地完成固井工作。
[0027]根据本专利技术，导向头50上设置有卡簧51。图3为用于固井的自锁装置100中的导向头50的结构示意图。在如图3所示的一个实施例中，卡簧51的外表面构造成右旋锯齿螺纹。阀座60的内部设置有锁定槽61。图5为用于固井的自锁装置100中的阀座60的剖视图。在如图5所示的一个实施例中，锁定槽61设置为螺纹槽。优选地，螺纹槽与右旋锯齿螺纹相适配。这样，卡簧51的外表面的右旋锯齿螺纹与锁定槽61的内表面的螺纹的就产生了啮合作用。
通过这种方式，使得胶塞10与阀座60的结合具备了自锁的功能，从而避免胶塞10与阀座60发生分离，用于固井的自锁装置100能够更容易承受来自正、反向高压的压差。
[0028]根据本专利技术，如图1所示，胶套20包括扶正翼21。扶正翼21设置在胶套20的顶部。扶正翼21构造成碗状结构，具体地说，扶正翼21的直径在朝向顶部的方向上逐渐增大。这样，胶塞10在井内套管的内部向下运动的过程中就能够有效的避免扶正翼21向一侧偏斜。通过这种方式，胶塞10就具备了良好的居中性。
[0029]根据本专利技术，如图1所示，胶套20包括刮拭翼22。刮拭翼22设置在扶正翼21的下游。刮拭翼22设置有若干个均沿周向向外延伸的翼肋221。在本专利技术的一个具体的实施例中，翼肋221的端部与井内套管的内壁相接触。也就是说，胶塞10在井内套管的内部向下运动的过程中，能够实现对井内套管的内壁面的刮拭，从而对井内套管的内部的钻井液进行有效地隔离。
[0030]根据本专利技术，翼肋221形成有第一侧面222和第二侧面223，且第一侧面222与第二侧面223的夹角为锐角。也就是说，翼肋221的端部与井内套管的内壁面形成为线接触。通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于固井的自锁装置(100)，包括：用于封闭井内套管的胶塞(10)，所述胶塞(10)包括设置在顶部的胶套(20)，与所述胶套(20)固定连接的芯轴组件(30)，以及与所述芯轴组件(30)固定连接的导向头(50)，其中，所述导向头(50)上设置有卡簧(51)，以及安装在井内套管的内部并用于与所述胶塞(10)连接的阀座(60)，所述阀座(60)的内部设置有与所述卡簧(51)相适配的锁定槽(61)，其中，所述胶塞(10)构造成能够运动至所述阀座(60)的内部，通过所述卡簧(51)与所述锁定槽(61)啮合，从而使所述胶塞(10)与所述阀座(60)形成自锁。2.根据权利要求1所述的用于固井的自锁装置，其特征在于，所述卡簧(51)构造成右旋锯齿螺纹，所述锁定槽(61)设置为螺纹槽，所述锁定槽(61)与所述卡簧(51)形成螺纹连接。3.根据权利要求2所述的用于固井的自锁装置，其特征在于，所述胶套(20)包括位于顶部的扶正翼(21)，所述扶正翼(21)构造成碗状，且所述扶正翼(21)的直径在朝向顶部的方向逐渐增大。4.根据权利要求3所述的用于固井的自锁装置，其特征在于，所述胶套(20)包括设置在所述扶正翼(21)的下游的刮拭翼(22)，所述刮拭翼(22)设置有若干个均沿周向向外延伸的翼肋(221)。5.根据权利要求4所述的用于固井的自锁装置，其特征在于，所述扶正翼(21)构造成比所述刮拭翼(22)具有更大的厚度。6.根据权利要求4所述的用于固井的自锁装置，其特征在于，所述翼肋(221)形成有第一侧面(222)和第二侧面(223)，所述第一侧面(222)与所述第二侧面(223)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段风海，冯丽莹，梁晓阳，侯跃全，孙泽秋，姚辉前，王超，闫盛宇，郭连超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：