[發(fā)明專利]自動(dòng)灌漿浮箍、浮鞋

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510515127.1
• 申請(qǐng)日: 2015-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN105134128A
• 公開（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉書京
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉書京
• 主分類號(hào): E21B33/13
• 分類號(hào): E21B33/13;E21B34/14
• 代理公司: 北京市合德專利事務(wù)所 11244
• 代理人: 王文會(huì);劉榜美

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及浮箍、浮鞋，尤其涉及一種石油、天然氣鉆探過程中用的自動(dòng)灌漿浮箍、浮鞋。

背景技術(shù)

浮箍、浮鞋作為重要的套管附件，其可靠性直接影響到固井質(zhì)量。目前，現(xiàn)有浮箍、浮鞋主要由本體，限流板，截止閥座，合金球，流量控制閥，導(dǎo)向帽等組成，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)存在如下缺點(diǎn)：

1.無(wú)法自動(dòng)灌漿:由于結(jié)構(gòu)原因，浮球出廠時(shí)要放入到本體內(nèi)，下套管時(shí)泥漿壓力使浮球上升將截止閥座孔提前堵住，造成內(nèi)外套管壓力的不平衡。灌漿時(shí)必須停止下套管作業(yè),造成作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng),且易發(fā)生卡套管事故;

2.無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限流:流量控制閥材料為鋼制材料，流量孔尺寸泥漿循環(huán)過程中無(wú)法變化，所以泥漿在環(huán)形空間的上返流量、上返速度、反向限流時(shí)間無(wú)法控制。

3.材料多為鋼管和鋼板結(jié)構(gòu)，可鉆性差，密封面暴露在酸性環(huán)境中易腐蝕從而造成密封失效。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有浮箍、浮鞋無(wú)法自動(dòng)灌漿,下套管時(shí)壓力不易控制,可鉆性和密封性差，生產(chǎn)效率較低，暴露在酸性環(huán)境中易腐蝕使得產(chǎn)品失效的缺點(diǎn)，發(fā)明提供一種浮箍，可以自動(dòng)灌漿，自動(dòng)限流，密封性和可鉆性好，耐高溫，耐腐蝕，減少鉆井時(shí)間。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

在浮箍本體1上、下端或浮鞋本體1上端加工有和石油套管聯(lián)接的套管圓螺紋或套管偏梯形螺紋,浮鞋本體下端裝有導(dǎo)向帽。浮箍、浮鞋本體1內(nèi)壁上通過直螺紋聯(lián)接有截止閥座2，所述截止閥座2內(nèi)孔加工有斜面作為密封面，截止閥座2下方裝有截止閥3，所述截止閥主要由閥體，回轉(zhuǎn)軸，扭簧等組成，閥體密封面為球面。在截止閥座2下方浮箍、浮鞋本體1內(nèi)壁上通過高強(qiáng)度混凝土7固接密封著剪切機(jī)構(gòu)4和流量控制閥6，剪切機(jī)構(gòu)分為內(nèi)外套筒，內(nèi)外套筒之間有銷釘。合金球5可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間通過井口套管投放到剪切機(jī)構(gòu)座內(nèi)，在外力作用下合金球5可向下移動(dòng)，剪切機(jī)構(gòu)4發(fā)揮作用，截止閥3自動(dòng)關(guān)閉，可有效控制管外流體倒流到管內(nèi)。

具體為：

套管下至預(yù)定深度后，小排量開泵打通泥漿，循環(huán)一周后卸開循環(huán)接頭將合金球投入套管內(nèi)，接循環(huán)接頭繼續(xù)循環(huán)。合金球隨泥漿及自重落入到剪切機(jī)構(gòu)內(nèi)套筒內(nèi)，將內(nèi)套筒密封，使循環(huán)壓力升高，當(dāng)壓力達(dá)到2.8-4.2MPa時(shí)，內(nèi)外套筒之間的銷釘剪斷，截止閥脫離內(nèi)套筒限制，在扭簧作用下自動(dòng)關(guān)閉,密封。同時(shí)合金球離開浮箍，下行進(jìn)入浮鞋而重復(fù)上述過程,將截止閥關(guān)閉,密封。此時(shí)實(shí)現(xiàn)反向限流。

剪切機(jī)構(gòu)4下方裝有流量控制閥6，用以調(diào)節(jié)液體流量。流量控制閥主要由厚度不同的丁腈橡膠構(gòu)成，中間有出口。壓力變化，出口直徑會(huì)隨著變化，從而控制壓力平衡和流量。

自動(dòng)灌漿設(shè)計(jì)可減少泥漿在環(huán)形空間的上返量及上返速度，減小套管在下放過程中對(duì)井底的沖擊壓力，有效避免下套管過程中由于激動(dòng)壓力而造成的井漏。

自動(dòng)灌漿設(shè)計(jì),無(wú)需下套管中途灌泥漿，可連續(xù)進(jìn)行下套管作業(yè),節(jié)省施工時(shí)間，避免由于灌泥漿過程中套管停頓而發(fā)生卡套管事故。

采用自動(dòng)限流設(shè)計(jì)，通過流量控制閥6根據(jù)井下壓力變化自動(dòng)調(diào)整灌泥漿量，使井底保持壓力平衡、穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述本體1制備材料為35CrMo，經(jīng)調(diào)制處理。

優(yōu)選地，所述截止閥座2、截止閥3和剪切機(jī)構(gòu)4由高強(qiáng)度鋁合金制得，所述流量控制閥6主要材料為丁腈橡膠。

優(yōu)選地，所述合金球5為鋁合金球，導(dǎo)向帽8制備材料為HT200

除浮箍、浮鞋本體1外主要配件均為非金屬材質(zhì)，可鉆性設(shè)計(jì)，可使用普通牙輪鉆頭直接鉆進(jìn)，提高施工效率。所用材料耐高溫，耐腐蝕。

本發(fā)明的特點(diǎn)與有益效果：a.自動(dòng)灌漿設(shè)計(jì):自動(dòng)灌漿過程由截止閥和流量控制閥控制。截止閥在下套管過程中處于開啟狀態(tài)，下套管過程中泥漿通過截止閥和流量控制閥進(jìn)入套管內(nèi)。

可減少泥漿在環(huán)形空間的上返量及上返速度，減小套管在下放過程中對(duì)井底的沖擊壓力，有效避免下套管過程中由于激動(dòng)壓力而造成的井漏。

無(wú)需下套管中途灌泥漿，可連續(xù)進(jìn)行下套管作業(yè),節(jié)省施工時(shí)間，避免由于灌漿過程中套管停頓而發(fā)生卡套管事故。

b.采用自動(dòng)限流設(shè)計(jì):

流量控制閥出口有彈性，出口直徑會(huì)隨壓力變化而變大或縮小，從而控制壓力平衡。

通過流量控制閥根據(jù)井下壓力變化自動(dòng)調(diào)整灌泥漿量，使井底保持壓力平衡、穩(wěn)定。

套管下至預(yù)定深度后，通過投放合金球可以自動(dòng)形成密封，防止水泥漿倒流，操作方便可靠。

c.可鉆性好，耐腐蝕;