专利名称：可控单流阀浮箍的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气井固井装置技术领域，是一种可控单流阀浮箍。
背景技术：
油田固井作业时，常因为地层承压能力低，在泥浆中需要加入一定量的堵漏剂，防止洗井、下套管和固井过程中发生井漏；而在泥浆中含有堵漏剂的常规完井固井时，不能使用带有单流阀的浮箍，通常使用自锁式胶塞，而常规的自锁工具因密封不好或自锁效果不好，通常发生套管内多留水泥塞事故，给固井的施工带来了很大的风险，特别是在泥浆中含有堵漏剂的分级固井时，既不能使用带有单流阀的强制式浮箍，又不能使用自锁式胶塞，这给固井施工带来了很大的难题。
发明内容本实用新型提供了一种可控单流阀浮箍，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决泥浆中带有堵漏剂的常规油层套管完井固井和分级固井时即不能使用带有单流阀的强制式浮箍又不能使用自锁式胶塞的问题。本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的一种可控单流阀浮箍，包括浮箍本体、浮箍芯座、锁环座、弹性锁环和可控单流阀；浮箍芯座上固定有环形凸台，浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁固定安装在一起，浮箍芯座的内壁上有中部宽、上部和下部窄的凸台，锁环座的下部内壁有环形锁环内台阶，锁环内台阶的下部台阶面与环形凸台的外壁固定安装在一起，锁环座的外径小于浮箍本体的内径，在环形凸台上方的锁环内台阶内固定安装有弹性锁环，弹性锁环的下部朝内并且内径小于锁环座的内径，浮箍本体的下部内腔中固定安装有与凸台下端面相配的可控单流阀，浮箍本体的上部有内螺纹或外螺纹，浮箍本体的下部有外螺纹。下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进上述可控单流阀可包括固定座、阀芯、阀杆和阀芯弹簧，浮箍本体的下部内壁与固定座的外壁固定安装在一起，固定座的下端中部固定有与固定座内腔相通的凸环，凸环的内径与固定座的内径相同，固定座左部内壁的下部有左凹槽，凸环的左部内壁上有与左凹槽相通的左通槽，固定座上的左凹槽与凸环上的左通槽形成左导向槽，固定座右部内壁的下部有右凹槽，凸环的右部内壁上有与右凹槽相通的右通槽，固定座上的右凹槽与凸环上的右通槽形成右导向槽，阀杆的上端固定有外径大于阀杆外径的半球状的阀芯，阀芯的最大外径大于凸台的最小内径，阀芯的顶端有阀芯凹槽，阀杆的外径与固定座的内径相配合，阀杆套装在固定座与凸环的内腔中，阀杆的下部有径向通孔，径向通孔的中部安装有导向弹簧，导向弹簧左方的径向通孔内安装有左导向销，导向弹簧右方的径向通孔内安装有右导向销，左导向销的左部卡装在左导向槽内，右导向销的右部卡装在右导向槽内，在凸环外侧的固定座上沿圆周径向均匀分布有至少两个的轴向通孔，在轴向通孔内侧的固定座上端面与阀芯下端面之间固定安装有阀芯弹簧。[0007]上述阀杆的底部中心可有轴向细孔，在轴向细孔内安装有定位销钉，定位销钉的上端穿过导向弹簧并固定在径向通孔上端面的阀杆底部。上述阀芯弹簧与阀杆之间的固定座上端面上可固定有限位环，阀杆的上部有与限位环匹配的限位台，限位环的内径与阀杆的外径相配合。上述对应浮箍芯座下部的浮箍本体的内壁上可固定有限位凸台，对应限位凸台的的浮箍芯座的下部外壁上有限位凹台，浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁固定安装在一起时限位凸台与限位凹台相抵。上述弹性锁环可为爪型弹性锁环，爪型弹性锁环的爪头朝内并且内径小于锁环座的内径。上述锁环内台阶与环形凸台连接处下方的锁环内台阶的台阶面上可固定安装有密封圈，浮箍本体与浮箍芯座连接处上方的浮箍本体与浮箍芯座之间固定安装有密封圈。上述浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁可通过螺纹固定安装在一起，锁环内台阶的下部台阶面与环形凸台的外壁通过螺纹固定安装在一起，在浮箍芯座的上端面上方的锁环内台阶内通过螺纹固定安装有弹性锁环，浮箍本体的下部内壁与固定座的外壁通过螺纹固定安装在一起。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，可控单流阀与开孔自锁胶塞一起使用，能进行有效地密封，从而起到强制自锁和单流的双重作用，可以有效提高油田固井施工成功率、提高固井质量、同时大幅度降低固井修井费用。
附图1为本实用新型与开孔自锁胶塞配合使用时的主视半剖视结构示意图。附图2为可控单流阀的剖视放大结构示意图。附图中的编码分别为1为浮箍本体，2为环形凸台，3为浮箍芯座，4为凸环，5为凸台，6为限位凸台，7为锁环座,8为锁环内台阶,9为弹性锁环，10为固定座，11为限位台，12为阀芯，13为阀杆，14为凸环，15为左导向槽，16为右导向槽，17为阀芯凹槽，18为径向通孔，19为导向弹簧,20为左导向销,21为右导向销,22为轴向通孔,23为轴向细孔,24为定位销钉，25为限位环，26为密封圈，27为开孔自锁胶塞，28为胶塞头，29为凹槽。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述如附图1、2所示，该可控单流阀浮箍包括浮箍本体1、浮箍芯座3、锁环座7、弹性锁环9和可控单流阀；浮箍芯座3上固定有环形凸台2，浮箍芯座3的下部外壁与浮箍本体I的中部内壁固定安装在一起，浮箍芯座3的内壁上有中部宽、上部和下部窄的凸台5，锁环座7的下部内壁有环形锁环内台阶8，锁环内台阶8的下部台阶面与环形凸台2的外壁固定安装在一起，锁环座7的外径小于浮箍本体I的内径，在环形凸台2上方的锁环内台阶8内固定安装有弹性锁环9，弹性锁环9的下部朝内并且内径小于锁环座7的内径，浮箍本体I的下部内腔中固定安装有与凸台5下端面相配的可控单流阀，浮箍本体I的上部有内螺纹或外螺纹，浮箍本体I的下部有外螺纹。可根据实际需要，对上述可控单流阀浮箍作进一步优化或/和改进如附图1、2所示，可控单流阀包括固定座10、阀芯12、阀杆13和阀芯弹簧14，浮箍本体I的下部内壁与固定座10的外壁固定安装在一起，固定座10的下端中部固定有与固定座10内腔相通的凸环4，凸环4的内径与固定座10的内径相同，固定座10左部内壁的下部有左凹槽，凸环4的左部内壁上有与左凹槽相通的左通槽，固定座10上的左凹槽与凸环4上的左通槽形成左导向槽15，固定座10右部内壁的下部有右凹槽，凸环4的右部内壁上有与右凹槽相通的右通槽，固定座10上的右凹槽与凸环4上的右通槽形成右导向槽16，阀杆13的上端固定有外径大于阀杆13外径的半球状的阀芯12，阀芯12的最大外径大于凸台5的最小内径，阀芯12的顶端有阀芯凹槽17，阀杆13的外径与固定座10的内径相配合，阀杆13套装在固定座10与凸环4的内腔中，阀杆13的下部有径向通孔18，径向通孔18的中部安装有导向弹簧19，导向弹簧19左方的径向通孔18内安装有左导向销20，导向弹簧19右方的径向通孔18内安装有右导向销21，左导向销20的左部卡装在左导向槽15内，右导向销21的右部卡装在右导向槽16内，在凸环4外侧的固定座10上沿圆周径向均匀分布有至少两个的轴向通孔22，在轴向通孔22内侧的固定座10上端面与阀芯12下端面之间固定安装有阀芯弹簧14。左导向销15和右导向销16可分别在左导向槽20和右导向槽21内上下移动。如附图1、2所示，阀杆13的底部中心有轴向细孔23，在轴向细孔23内安装有定位销钉24，定位销钉24的上端穿过导向弹簧19并固定在径向通孔18上端面的阀杆13底部。如附图1、2所示，阀芯弹簧14与阀杆13之间的固定座10上端面上固定有限位环25，阀杆13的上部有与限位环25匹配的限位台11，限位环25的内径与阀杆13的外径相配合。在可控单流阀下行过程中限位环25与限位台11相配合可以对阀杆13下行时进行限位。如附图1所示，对应浮箍芯座3下部的浮箍本体I的内壁上固定有限位凸台6，对应限位凸台6的的浮箍芯座3的下部外壁上有限位凹台，浮箍芯座3的下部外壁与浮箍本体I的中部内壁固定安装在一起时限位凸台6与限位凹台相抵。如附图1所示，弹性锁环9为爪型弹性锁环，爪型弹性锁环的爪头朝内并且内径小于锁环座7的内径。如附图1所示，锁环内台阶8与环形凸台2连接处下方的锁环内台阶8的台阶面上固定安装有密封圈26，浮箍本体I与浮箍芯座3连接处上方的浮箍本体I与浮箍芯座3之间固定安装有密封圈26。如附图1、2所示，浮箍芯座3的下部外壁与浮箍本体I的中部内壁通过螺纹固定安装在一起，锁环内台阶8的下部台阶面与环形凸台2的外壁通过螺纹固定安装在一起，在浮箍芯座3的上端面上方的锁环内台阶8内通过螺纹固定安装有弹性锁环9，浮箍本体I的下部内壁与固定座10的外壁通过螺纹固定安装在一起。[0029]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。本实用新型最佳实施例的使用过程入井时，将开孔自锁胶塞27与可控单流阀浮箍连接在套管柱的预留水泥塞的位置处，并随套管一起先下入井内，开孔自锁胶塞27的下端固定安装有胶塞头28 ;下套管及洗井时，可控单流阀处于打开位置，即阀芯12的上表面与凸台5的下端面之间分离，避免此过程泥浆中含有堵漏剂而堵塞下部结构；固井前洗井时，阀芯12、阀杆13及左导向销20和右导向销21在泥浆的推动下沿左导向槽15和右导向槽16下移一小段距离，而受阀芯弹簧14的反向弹力作用，洗井时泥浆的作用力不至于使左导向销20和右导向销21脱离左导向槽15和右导向槽16，从而保证正常洗井，并且洗井时开孔自锁胶塞27不会自锁；双级固井第一级或完井作业时，水泥浆泵注完后投入开孔自锁胶塞27，开孔自锁胶塞27顶替水泥浆直至胶塞头28到达浮箍本体I处碰压，碰压时，开孔自锁胶塞27前部的胶塞头28下行进入撑开的弹性锁环9内，开孔自锁胶塞27继续下行至胶塞头28与阀芯凹槽17配合，阀芯12和阀杆13及左导向销20和右导向销21在开孔自锁胶塞27的推动下沿左导向槽20和右导向槽21向下移动，因为开孔自锁胶塞27的推动力远大于阀芯弹簧14的反向弹力，左导向销20和右导向销21沿左导向槽15和右导向槽16向下移动后脱离左导向槽15和右导向槽16，此时受导向弹簧19的弹力作用，左导向销20和右导向销21被推出径向通孔18，导向弹簧19受定位销钉24的定位作用始终保持在径向通孔18的中部；替浆结束后，开孔自锁胶塞27在水泥浆反向压力的作用下退至弹性锁环9处自锁，因为对应弹性锁环9的胶塞头28的外壁上有轴向的凹槽29，弹性锁环9内伸卡入凹槽29内，又因弹性锁环9的下部朝下，使开孔自锁胶塞27在水泥浆反向压力的作用下上退时，弹性锁环9的下部便卡住凹槽29的下端面使得开孔自锁胶塞27从而实现自锁，阀芯12和阀杆13在水泥浆反向压力和阀芯弹簧14反向弹力作用下，阀芯12到达凸台5处并且阀芯12的上表面与凸台5的下端面相抵，使阀芯12与凸台5配合起到单流控制作用，从而使可控单流阀浮箍起到强制自锁和单流的双重作用，有效防止水泥浆回流。
权利要求1.一种可控单流阀浮箍，其特征在于包括浮箍本体、浮箍芯座、锁环座、弹性锁环和可控单流阀；浮箍芯座上固定有环形凸台，浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁固定安装在一起，浮箍芯座的内壁上有中部宽、上部和下部窄的凸台，锁环座的下部内壁有环形锁环内台阶，锁环内台阶的下部台阶面与环形凸台的外壁固定安装在一起，锁环座的外径小于浮箍本体的内径，在环形凸台上方的锁环内台阶内固定安装有弹性锁环，弹性锁环的下部朝内并且内径小于锁环座的内径，浮箍本体的下部内腔中固定安装有与凸台下端面相配的可控单流阀，浮箍本体的上部有内螺纹或外螺纹，浮箍本体的下部有外螺纹。
2.根据权利要求1所述的可控单流阀浮箍，其特征在于可控单流阀包括固定座、阀芯、阀杆和阀芯弹簧,浮箍本体的下部内壁与固定座的外壁固定安装在一起，固定座的下端中部固定有与固定座内腔相通的凸环，凸环的内径与固定座的内径相同，固定座左部内壁的下部有左凹槽，凸环的左部内壁上有与左凹槽相通的左通槽，固定座上的左凹槽与凸环上的左通槽形成左导向槽，固定座右部内壁的下部有右凹槽，凸环的右部内壁上有与右凹槽相通的右通槽，固定座上的右凹槽与凸环上的右通槽形成右导向槽，阀杆的上端固定有外径大于阀杆外径的半球状的阀芯，阀芯的最大外径大于凸台的最小内径，阀芯的顶端有阀芯凹槽，阀杆的外径与固定座的内径相配合，阀杆套装在固定座与凸环的内腔中，阀杆的下部有径向通孔，径向通孔的中部安装有导向弹簧，导向弹簧左方的径向通孔内安装有左导向销，导向弹簧右方的径向通孔内安装有右导向销，左导向销的左部卡装在左导向槽内，右导向销的右部卡装在右导向槽内，在凸环外侧的固定座上沿圆周径向均匀分布有至少两个的轴向通孔，在轴向通孔内侧的固定座上端面与阀芯下端面之间固定安装有阀芯弹簧。
3.根据权利要求2所述的可控单流阀浮箍，其特征在于阀杆的底部中心有轴向细孔，在轴向细孔内安装有定位销钉，定位销钉的上端穿过导向弹簧并固定在径向通孔上端面的阀杆底部。
4.根据权利要求2或3所述的可控单流阀浮箍，其特征在于阀芯弹簧与阀杆之间的固定座上端面上固定有限位环，阀杆的上部有与限位环匹配的限位台，限位环的内径与阀杆的外径相配合。
5.根据权利要求1或2所述的可控单流阀浮箍，其特征在于对应浮箍芯座下部的浮箍本体的内壁上固定有限位凸台，对应限位凸台的的浮箍芯座的下部外壁上有限位凹台，浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁固定安装在一起时限位凸台与限位凹台相抵。
6.根据权利要求4所述的可控单流阀浮箍，其特征在于对应浮箍芯座下部的浮箍本体的内壁上固定有限位凸台，对应限位凸台的的浮箍芯座的下部外壁上有限位凹台，浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁固定安装在一起时限位凸台与限位凹台相抵。
7.根据权利要求1或2所述的可控单流阀浮箍，其特征在于弹性锁环为爪型弹性锁环，爪型弹性锁环的爪头朝内并且内径小于锁环座的内径。
8.根据权利要求6所述的可控单流阀浮箍，其特征在于弹性锁环为爪型弹性锁环，爪型弹性锁环的爪头朝内并且内径小于锁环座的内径。
9.根据权利要求8所述的可控单流阀浮箍，其特征在于锁环内台阶与环形凸台连接处下方的锁环内台阶的台阶面上固定安装有密封圈，浮箍本体与浮箍芯座连接处上方的浮箍 本体与浮箍芯座之间固定安装有密封圈。
10.根据权利要求9所述的可控单流阀浮箍，其特征在于浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁通过螺纹固定安装在一起，锁环内台 阶的下部台阶面与环形凸台的外壁通过螺纹固定安装在一起，在浮箍芯座的上端面上方的锁环内台阶内通过螺纹固定安装有弹性锁环，浮箍本体的下部内壁与固定座的外壁通过螺纹固定安装在一起。
专利摘要本实用新型涉及油气井固井装置技术领域，是一种可控单流阀浮箍，其包括浮箍本体、浮箍芯座、锁环座、弹性锁环和可控单流阀；浮箍芯座上固定有环形凸台，浮箍芯座的下部外壁与浮箍本体的中部内壁固定安装在一起，浮箍芯座的内壁上有中部宽、上部和下部窄的凸台，锁环座的下部内壁有环形锁环内台阶，锁环内台阶的下部台阶面与环形凸台的外壁固定安装在一起，锁环座的外径小于浮箍本体的内径。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，可控单流阀与开孔自锁胶塞一起使用，能进行有效地密封，从而起到强制自锁和单流的双重作用，可以有效提高油田固井施工成功率、提高固井质量、同时大幅度降低固井修井费用。
文档编号E21B34/06GK202850940SQ20122053784
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月21日 优先权日2012年10月21日
发明者林建增, 柳文杨, 钟明海, 孙栓科, 黄华兵, 唐准, 于有玉, 王玲 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司