一种防堵套管装置的制作方法

本实用新型属于固井技术领域，具体涉及一种防堵套管装置。

背景技术：

现有固井套管串结构在底部堵塞后无法正常施工，无对应有效解决技术方案，只能采取将套管提出或射孔固井，一直以来都是固井施工的技术难题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种防堵套管装置，目的在于解决上述问题，解决现有固井套管串结构在底部堵塞后无法正常施工，无对应有效解决技术方案，只能采取将套管提出或射孔固井，一直以来都是固井施工的技术难题的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种防堵套管装置，包括：

本体，本体的侧壁具有第一通孔；

支撑环，支撑环的侧壁具有第二通孔，支撑环的直径大于本体；

活塞；

剪钉；

支撑环固定在本体外壁，支撑环的内壁与本体的外壁之间形成环空，第一通孔与所述环空连通，第二通孔与所述环空连通，活塞设在所述环空内的第一通孔和第二通孔之间，活塞在所述环空内具有第一位置和第二位置，活塞在所述第一位置时，支撑环通过剪钉与活塞连接，第一通孔和第二通孔断通，活塞从所述第一位置到所述第二位置时，剪钉切断，第一通孔和第二通孔连通。

所述支撑环两端具有扶正环，扶正环固定在本体上，沿本体径向方向，扶正环高于支撑环。

所述本体外表面具有第一涨圈槽，扶正环的内表面具有第二涨圈槽，所述第一涨圈槽和所述第二涨圈槽之间具有第一涨圈，扶正环通过所述第一涨圈槽、第一涨圈和所述第二涨圈槽与本体连接。

所述活塞与本体和支撑环之间分别设有第一密封圈，第一活塞通过第一密封圈分别与本体和支撑环活动密封连接；

本体和支撑环之间具有第二密封圈，本体通过所述第二密封圈与支撑环密封连接。

所述活塞和支撑环之间具有直线轨道，活塞通过所述直线轨道与支撑环沿本体的轴向活动连接。

所述直线轨道包括导槽和导向顶丝，活塞的运动方向为本体的轴向方向，导槽位于活塞上，导槽的导向方向与活塞的运动方向相同，导向顶丝一端位于导槽内，导向顶丝另一端与支撑环固定连接。

所述剪钉垂直于活塞的运动方向，活塞上具有凹槽，剪钉一端位于所述凹槽内，另一端与支撑环固定连接。

所述本体上具有槽，槽位于所述环空内，活塞的内表面具有第二涨圈槽，所述第二涨圈槽内设有第二涨圈，第二涨圈位于所述第二涨圈槽内，当活塞运动到所述第二位置时，槽与所述第二涨圈槽开口正对，第二涨圈的一部分伸入槽内，活塞通过所述第二涨圈槽、第二涨圈和槽与本体轴向固定连接。

所述本体的连接有接箍。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过采用滑套密封与错位循环孔结构结合的设计，结合剪钉在一定压力下会被剪断的原理，通过设置剪钉，在固井套管串结构的底部堵塞后，通过在本体内增压的方式不断给活塞一定的压力，直到本体内的增压带动活塞将剪钉剪断，活塞滑动到一侧,本体内的循环液经过第一通孔和第二通孔进入井内，使得固井套管串结构的底部堵塞后仍能正常施工。

附图说明

图1为本实用新型一种防堵套管装置的外部结构图；

图2为本实用新型一种防堵套管装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型一种防堵套管装置的接箍结构图；

图4为本实用新型一种防堵套管装置的本体结构图；

图5为图4的剖视图；

图6为本实用新型一种防堵套管装置的限位环结构图；

图7为图6的侧视图；

图8为本实用新型一种防堵套管装置的扶正环结构图；

图9为图8的剖视图；

图10为本实用新型一种防堵套管装置的密封圈结构图；

图11为本实用新型一种防堵套管装置的导向顶丝结构图；

图12为本实用新型一种防堵套管装置的涨圈结构图；

图13为本实用新型一种防堵套管装置的剪钉结构图；

图14为本实用新型一种防堵套管装置的活塞结构图；

图15为图14的剖视图；

图16为本实用新型一种防堵套管装置的支撑环结构图；

图17为图16的剖视图；

图18为本实用新型一种防堵套管装置在正常时的循环液流向示意图；

图19为本实用新型一种防堵套管装置在本体底部堵塞时循环液流向示意图。

图中标记为：1、接箍；2、本体；3、第一涨圈；4、扶正环；5、第一密封圈；6、导向顶丝；7、第二涨圈；8、剪钉；9、活塞；10、支撑环；11、环空；12、第一通孔；13、导槽；14、第二通孔；15、槽；16、凹槽。

具体实施方式

首先需要说明的是，在本实用新型各个实施例中，所涉及的术语为：

扶正环4，扶正环4为设在支撑环10两侧对支撑环10起保护作用的器件。

下面，将通过几个具体的实施例对本实用新型实施例提供的一种防堵套管装置方案进行详细介绍说明。

实施例1

请参考图1、图2、图18和图19，其示出了本实用新型一实施例提供的一种防堵套管装置的整体结构，该防堵套管装置，其特征在于，包括：

本体2，本体2的侧壁具有第一通孔12；

支撑环10，支撑环10的侧壁具有第二通孔14，支撑环10的直径大于本体2；

活塞9；

剪钉8；

支撑环10固定在本体2外壁，支撑环10的内壁与本体2的外壁之间形成环空，第一通孔12与所述环空连通，第二通孔14与所述环空连通，活塞9设在所述环空内的第一通孔12和第二通孔14之间，活塞9在所述环空内具有第一位置和第二位置，活塞9在所述第一位置时，支撑环10通过剪钉8与活塞9连接，第一通孔12和第二通孔14断通，活塞9从所述第一位置到所述第二位置时，剪钉8切断，第一通孔12和第二通孔14连通。

上述实施例中，本体2上具有一个用于通过钻井液的第一通孔12，支撑环10上也具有一个用于通过钻井液的第二通孔14，支撑环10在本体2外与本体2之间形成一个环空，在第一通孔12和第二通孔14之间没有活塞9阻挡时，本体2内的钻井液会经第一通孔12后进入该环空中，钻井液在环空中可继续从第二通孔14流出至本体2外的井内，如图19所示；第一通孔12和第二通孔14之间有活塞9阻挡时，钻井液只会从本体2端部流出，即现有技术中的正常作业方式，如图18所示。

活塞9作为控制钻井液从本体2侧壁是否流出的控制件，剪钉8则作为开启活塞9动作的开关件，剪钉8将活塞9卡主，让其不能移动，而在需要开启第一通孔12和第二通孔14之间的连通时的时机，是固井套管串结构在底部堵塞时，因此打开第一通孔12和第二通孔14之间的连通只需在本体2内给钻井液施加一个高压即可，当给钻井液施加高压时，钻井液的高压会传递至支撑环10和本体2之间的环空内，继而传递给活塞9，活塞受到压力后会向后运动，当活塞9的向后运动的力足够大时，剪钉8被剪断，活塞9得到释放，钻井液会通过第一通孔12和第二通孔14流出至井内。本实施例使得固井套管串结构的底部堵塞后仍能正常施工，提高了施工效率。

进一步的，由于钻井内的压力是具有规定的，因此剪钉8数量及剪切强度的计算可以参考下列公式：

p（钻井液压强）×s1（环空面积）=δ（剪切强度）×n（剪钉8数量）×s2（剪钉横截面积）；

而在具体实施例，优选方案是p的液压设置在大于钻井中规定的液压，且井内可短时间内增大到该液压强度。

实施例2

进一步的，请参考图2、图8及图9，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述支撑环10两端具有扶正环4，扶正环4固定在本体2上，沿本体2径向方向，扶正环4高于支撑环10。

上述实施例中，由于支撑环10高于本体2外壁，因此在下井时，支撑环10很容易被磨损，因此在支撑环10两侧通过设置保护性器件扶正环4，以牺牲扶正环4为代价换取支撑环10的安全,本实施例可以有效增加产品的使用寿命和装置部件的耐用性，可减少设备故障率，提供钻井效率。

实施例3

进一步的，请参考图2、图6及图7，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述本体2外表面具有第一涨圈槽，扶正环4的内表面具有第二涨圈槽，所述第一涨圈槽和所述第二涨圈槽之间具有第一涨圈3，扶正环4通过所述第一涨圈槽、第一涨圈3和所述第二涨圈槽与本体2连接。

上述实施例中，通过第一涨圈3将扶正环4和本体2连接，可以使本装置在组装时更加方便快捷，并且由于两扶正环4之间的支撑环10顶贴两扶正环4，因此三者形成一个相互锁顶的结构。

实施例4

进一步的，请参考图2及图10，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述活塞9与本体2和支撑环10之间分别设有第一密封圈5，第一活塞9通过第一密封圈5分别与本体2和支撑环10活动密封连接；本体2和支撑环10之间具有第二密封圈，本体2通过所述第二密封圈与支撑环10密封连接。

上述实施例中，为确保本装置的密封性，因此活塞9与本体2，支撑环10之间分别设置密封圈，提高了装置的密封性及稳定性。

实施例5

进一步的，请参考图2、图11及图14，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述活塞9和支撑环10之间具有直线轨道，活塞9通过所述直线轨道与支撑环10沿本体2的轴向活动连接。

上述实施例中，为防止活塞9受到震动时，活塞9并非沿本体2轴向方向旋运动而在非正常条件下剪短剪钉8，因此设置直线轨道，采用直线轨道将活塞9与支撑环10的相对运动方向固定。

实施例6

进一步的，请参考图2、图11及图14，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述直线轨道包括导槽13和导向顶丝6，活塞9的运动方向为本体2的轴向方向，导槽13位于活塞9上，导槽13的导向方向与活塞9的运动方向相同，导向顶丝6一端位于导槽13内，导向顶丝6另一端与支撑环10固定连接。

上述实施例中，直线轨道采用开在活塞9上的导槽13，以及固定在支撑环10上的导向顶丝6，使得支撑环10与活塞9在本体2的径向方向固定，活塞9沿可沿本体2的轴向方向运动。

实施例7

进一步的，请参考图1及图13，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述剪钉8垂直于活塞9的运动方向，活塞9上具有凹槽16，剪钉8一端位于所述凹槽16内，另一端与支撑环10固定连接。

上述实施例中，由于活塞9是运动部件，剪钉8设置在沿活塞9运动方向的垂直方向，可以在活塞9运动时将剪钉8剪断。

实施例8

进一步的，请参考图1及图12，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述本体2上具有槽15，槽15位于所述环空内，活塞9的内表面具有第二涨圈槽，所述第二涨圈槽内设有第二涨圈7，第二涨圈7位于所述第二涨圈槽内，当活塞9运动到所述第二位置时，槽15与所述第二涨圈槽开口正对，第二涨圈7的一部分伸入槽15内，活塞9通过所述第二涨圈槽、第二涨圈7和槽15与本体2轴向固定连接。

上述实施例中，通过在环空内的本体2上设置槽15，活塞9的内表面具有第二涨圈槽，采用第二涨圈7将槽15和第二涨圈槽连接起来，当槽15和第二涨圈槽对其时，第二涨圈7的一部分会伸入至槽15内，第二涨圈7的另一部分会留在槽15内，第二涨圈7可以同时将槽15和第二涨圈槽卡住，因此活塞9在的第二涨圈7在移动到与槽15正对时，第二涨圈7可以将活塞9和本体2相对卡住。最终使得保持第一通孔12与第二通孔14之间的连通，使得本体2内的钻井液在流至井内时更加顺畅无阻。

实施例9

进一步的，请参考图1及图2，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述本体2的连接有接箍1。

上述实施例中，本申请一种防堵套管装置在现场使用时，为了能直接应用于现场环境，使现场人员能够直接使用，因此在端部设置接箍1方便本装置的安装。

实施例10

进一步的，请参考图1至图19，本实用新型一种防堵套管装置的另一实施例，所述本体2、支撑环10和活塞9均为筒状。

上述实施例中，采用筒状的本体2、支撑环10和活塞9，可适用于现场环境，使其更加贴合实际生产。

实施例11

进一步的，本实用新型由接箍1、本体2、第一涨圈3、扶正环4、第一密封圈5、导向顶丝6、第二涨圈7、剪钉8、活塞9、支撑环10共10种零件组成，装配关系为先将第一密封圈5装在活塞9对应密封槽内，再将第二涨圈7装在活塞9对应涨圈槽，再将装配好的活塞套入本体2上，接着将第一密封圈5装入本体2对应密封槽内，然后将支撑环10装入本体部件，接着再将第一涨圈3装入本体2对应限位槽内，再将两端扶正环4装入本体2对应位置，接着将两端第一涨圈3装入本体2对应槽内并压紧，再将接箍1装入本体2对应螺纹内，最后将导向顶丝6和剪钉8装入支撑环10对应螺纹孔内，至此该实用新型装置全部装配完毕。

使用时将本实用新型装置装入5-1/2"套管串之间（浮箍浮鞋的上部），再将套管入井，在正常固井循环时，该实用新型装置不影响固井施工；当底部套管串堵塞循环不通时，管串内部起压≥30mpa，该装置剪

钉剪断，循环孔打开重新建立循环，完成固井施工作业。

该装置操作简单、不易堵塞、安全可靠性高，可有效防止管串堵塞。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。