一种油管固井用浮箍结构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及固井作业中能够起到承托环和回压凡尔作用的浮箍，具体是一种油管固井工艺用的浮箍结构。


背景技术：

[0002]
在固井作业中，浮箍对接于井下管柱的末端附近，通常距离井下管柱末端约20～30米，起承托环和回压凡尔之作用，配合井下管柱末端的浮鞋使用。
[0003]
一直以来，固井作业是采用外部尺寸（通常为5寸半以上）及内部导流空间较大的套管作为井下管柱实现的。近年来，随着连续油管技术的不断发展，以油管作为井下管柱实现固井作业的工艺措施引起了业内广泛关注。
[0004]
然而，油管固井工艺在实施时，原适用于套管固井工艺的浮箍是无法转用于油管固井工艺的，这是因为：套管固井工艺所采用的浮箍的内孔空间较大，布置于内孔中的单向节流阀有较大的排布空间、以及设计空间，单向节流阀上的引流孔直径较大幅度的大于水泥车的管线内径（40mm）。若将套管固井工艺用的浮箍在缩比例后应用于油管固井工艺中，则为了保证浮箍成型的结构强度，其内的单向节流阀上的引流孔直径势必小于（最大也是基本等于）水泥车的管线内径，引流孔下游的内孔上无扩容缓冲结构，如此，在施工过程中，因憋压而使得引流孔上游端和下游端会存在较大的压差，流经引流孔而过的泥浆因受到上、下游较大压差的直接影响，而发生紊流现象，进而会影响固井质量。
[0005]
因此，针对于油管固井工艺的特殊性，有必要研发与之相适应的浮箍结构。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种能够有效适应于油管固井工艺的、在施工过程中有效避免内部发生紊流现象的浮箍结构。
[0007]
本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现：一种油管固井用浮箍结构，包括组装在井下油管上的、且靠近井下油管末端处的接箍本体，所述接箍本体的内孔上设置有由上方通至下方的单向节流阀，所述单向节流阀上的引流孔直径为35～42mm，所述接箍本体的内孔上具有处在所述单向节流阀密封面以下区域的环形结构扩容空间，所述扩容空间的直径为62～95mm。
[0008]
作为优选方案之一，所述接箍本体的外径为88～112mm，所述接箍本体的内孔直径为52～75mm，且所述内孔上的扩容空间直径大于所述内孔的直径。
[0009]
作为优选方案之一，所述单向节流阀主要由阀座和球头阀芯组成；所述阀座装配在所述接箍本体内的扩容空间上方处内孔上，所述阀座上具有轴向成型的引流孔，所述阀座的底端具有球形结构的密封面，所述阀座的底端外缘处连接有向下延伸至所述扩容空间内的支架，所述支架的底端连接有处在所述扩容空间内的底架，所述底架上具有装配所述球头阀芯的导向孔；所述球头阀芯主要由上端处的球头体和从所述球头体背面向下延伸的导杆组成，所述球头阀芯的球头体与所述阀座底端的球形结构密封面相匹配，所述球头阀
芯的导杆上套装有复位弹簧、且穿装在所述底架的导向孔内。进一步的，所述单向节流阀的阀座密封面上设置有橡胶结构的密封防护层。所述单向节流阀的支架环周排布有多个导流窗口。
[0010]
作为优选方案之一，所述接箍本体的上端具有上接头、下端具有下接头，所述上接头成型于所述接箍本体的内孔上端处，所述下接头成型于所述接箍本体的外壁下端处。
[0011]
本实用新型的有益技术效果是：
[0012]
1. 本实用新型的接箍本体（即浮箍本体）与井下油管末端附近对接组合，其外径需要适应于井下油管，在保证成型结构强度的前提下，将其内部单向节流阀上的引流孔直径设计尽可能地靠近水泥车的管线内径，同时，在引流孔下游的接箍本体内孔上设计出直径较大的环形结构扩容空间，即在引流孔下游的内孔上形成扩容缓冲结构，如此，在施工过程中，引流孔上游端和下游端的压差较小，流经引流孔而过的泥浆会快速的流过，在接箍本体内部基本上不会发生紊流现象，有利于保障固井质量；
[0013]
2. 本实用新型的接箍本体外径设计有效适应于油管固井工艺的技术要求，内孔直径的设计则有效兼顾平衡了成型的结构强度和引流的流动特性；
[0014]
3. 本实用新型的单向节流阀成型结构，既具有良好的稳定性和可靠性，又能够在施工过程中有利于泥浆在引流孔下游处稳定地扩容缓冲流动，防止紊流现象的发生；此外，单向节流阀阀座密封面上的密封防护层结构，在起到配合球头阀芯以实现良好密封效果的同时，有效地保护阀座上的密封面不被泥浆冲蚀破坏，有效延长了单向节流阀的使用寿命。
附图说明
[0015]
图1是本实用新型的一种结构示意图。
[0016]
图中代号含义：1—接箍本体；11—上接头；12—下接头；13—内孔；14—扩容空间；2—单向节流阀；21—阀座；22—引流孔；23—支架；24—底架；25—球头体；26—导杆；27—复位弹簧；28—密封防护层。
具体实施方式
[0017]
本实用新型涉及固井作业中能起承托环和回压凡尔作用的浮箍，具体是一种油管固井工艺用的浮箍结构，下面以多个实施例对本实用新型的主体技术内容进行详细说明。其中，实施例1结合说明书附图-即图1对本实用新型的技术方案内容进行清楚、详细的阐释，其它实施例虽未单独绘制附图，但其主体结构仍可参照实施例1的附图。
[0018]
在此需要特别说明的是，本实用新型的附图是示意性的，其为了清楚本实用新型的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本实用新型贡献于现有技术的技术方案。
[0019]
实施例1
[0020]
参见图1所示，本实用新型包括接箍本体1和单向节流阀2。
[0021]
其中，接箍本体1的外径约为108mm，其匹配于井下油管尺寸。接箍本体1的轴向上具有内孔13，该内孔13的直径约为62mm。前述接箍本体1的上端具有螺纹结构的上接头11、下端具有螺纹结构的下接头12，上接头11成型于接箍本体1的内孔13上端处，下接头12成型于接箍本体1的外壁下端处；接箍本体1通过上接头11和下接头12组装在井下油管上，且靠
近井下油管的末端处。
[0022]
单向节流阀2通过螺纹结构可拆卸的固定在上述接箍本体1的内孔13上，处在接箍本体1的内孔13中上部区域，用作将接箍本体1从上方向下方单向导通。
[0023]
具体的，单向节流阀2主要由阀座21和球头阀芯组成。
[0024]
阀座21通过螺纹结构可拆卸的装配在接箍本体1的内孔13上，处在上接头11的底部下方处。阀座21上具有轴向成型的引流孔22，该引流孔22处在阀座21的轴心处，引流孔22的直径约为38mm。阀座21的底端端面上具有球形结构的密封面，引流孔22正好处在球形结构密封面的正中心底部处；为了有效保护阀座21上的密封面，在阀座21密封面上设置有橡胶结构的密封防护层28，该密封防护层28最好采用耐油及耐高温橡胶成型。阀座21的底端端面外缘-即密封面外缘处固定连接有向下延伸的支架23，该支架23通常是由周向散布的多根连杆组成，在其环周上排布有多个导流窗口，即相邻连杆之间形成一个导流窗口。支架23的底端固定连接有底架24，该底架24的中心具有对应于前述阀座21上的引流孔22位置的导向孔，导向孔用作装配球头阀芯，导向孔外周的底架24顶面上通常设置有用作定位下述复位弹簧27的环槽。
[0025]
球头阀芯主要由上端处的球头体25和从球头体25背面向下延伸的导杆26组成。球体阀芯的球头体25为半球形结构，其球面轮廓匹配于上述阀座21底端端面上的球形结构密封面，球头体25与导杆26构成t型结构。球头阀芯的导杆26外径略小于上述底架24上的导向孔内径，球头阀芯布置在支架23的空间内，导杆26上套装有复位弹簧27、且穿装在底架24的导向孔内，在复位弹簧27的作用下，球头体25以球面结构与上述阀座21底端端面上的密封面相配合，形成单向封堵结构。
[0026]
上述接箍本体1的内孔13上设置有环形内凹结构的扩容空间14，该扩容空间14的直径约为80mm，扩容空间14的直径大于内孔13的直径。扩容空间14的上端处在上述单向节流阀2的阀座21底端端面处，扩容空间14的下端超过单向节流阀2的支架23底端和底架24底面，将支架23和底架24容纳在内，即上述单向节流阀2的支架23向下延伸至扩容空间14的下部，支架23的底端所连接的底架24亦处在扩容空间14的下部。
[0027]
实施例2
[0028]
本实用新型包括接箍本体和单向节流阀。
[0029]
其中，接箍本体的外径约为110mm，其匹配于井下油管尺寸。接箍本体的轴向上具有内孔，该内孔的直径约为75mm。前述接箍本体的上端具有螺纹结构的上接头、下端具有螺纹结构的下接头，上接头成型于接箍本体的内孔上端处，下接头成型于接箍本体的外壁下端处；接箍本体通过上接头和下接头组装在井下油管上，且靠近井下油管的末端处。
[0030]
单向节流阀通过螺纹结构可拆卸的固定在上述接箍本体的内孔上，处在接箍本体的内孔中上部区域，用作将接箍本体从上方向下方单向导通。
[0031]
具体的，单向节流阀主要由阀座和球头阀芯组成。
[0032]
阀座通过螺纹结构可拆卸的装配在接箍本体的内孔上，处在上接头的底部下方处。阀座上具有轴向成型的引流孔，该引流孔处在阀座的轴心处，引流孔的直径约为42mm。阀座的底端端面上具有球形结构的密封面，引流孔正好处在球形结构密封面的正中心底部处；为了有效保护阀座上的密封面，在阀座密封面上设置有橡胶结构的密封防护层，该密封防护层最好采用耐油及耐高温橡胶成型。阀座的底端端面外缘-即密封面外缘处固定连接
有向下延伸的支架，该支架通常是由周向散布的多根连杆组成，在其环周上排布有多个导流窗口，即相邻连杆之间形成一个导流窗口。支架的底端固定连接有底架，该底架的中心具有对应于前述阀座上的引流孔位置的导向孔，导向孔用作装配球头阀芯，导向孔外周的底架顶面上通常设置有用作定位下述复位弹簧的环槽。
[0033]
球头阀芯主要由上端处的球头体和从球头体背面向下延伸的导杆组成。球体阀芯的球头体为半球形结构，其球面轮廓匹配于上述阀座底端端面上的球形结构密封面，球头体与导杆构成t型结构。球头阀芯的导杆外径略小于上述底架上的导向孔内径，球头阀芯布置在支架的空间内，导杆上套装有复位弹簧、且穿装在底架的导向孔内，在复位弹簧的作用下，球头体以球面结构与上述阀座底端端面上的密封面相配合，形成单向封堵结构。
[0034]
上述接箍本体的内孔上设置有环形内凹结构的扩容空间，该扩容空间的直径约为85mm，扩容空间的直径大于内孔的直径。扩容空间的上端处在上述单向节流阀的阀座底端端面处，扩容空间的下端超过单向节流阀的支架底端和底架底面，将支架和底架容纳在内，即上述单向节流阀的支架向下延伸至扩容空间的下部，支架的底端所连接的底架亦处在扩容空间的下部。
[0035]
实施例3
[0036]
本实用新型包括接箍本体和单向节流阀。
[0037]
其中，接箍本体的外径约为100mm，其匹配于井下油管尺寸。接箍本体的轴向上具有内孔，该内孔的直径约为60mm。前述接箍本体的上端具有螺纹结构的上接头、下端具有螺纹结构的下接头，上接头成型于接箍本体的内孔上端处，下接头成型于接箍本体的外壁下端处；接箍本体通过上接头和下接头组装在井下油管上，且靠近井下油管的末端处。
[0038]
单向节流阀通过螺纹结构可拆卸的固定在上述接箍本体的内孔上，处在接箍本体的内孔中上部区域，用作将接箍本体从上方向下方单向导通。
[0039]
具体的，单向节流阀主要由阀座和球头阀芯组成。
[0040]
阀座通过螺纹结构可拆卸的装配在接箍本体的内孔上，处在上接头的底部下方处。阀座上具有轴向成型的引流孔，该引流孔处在阀座的轴心处，引流孔的直径约为37mm。阀座的底端端面上具有球形结构的密封面，引流孔正好处在球形结构密封面的正中心底部处。阀座的底端端面外缘-即密封面外缘处固定连接有向下延伸的支架，该支架通常是由周向散布的多根连杆组成，在其环周上排布有多个导流窗口，即相邻连杆之间形成一个导流窗口。支架的底端固定连接有底架，该底架的中心具有对应于前述阀座上的引流孔位置的导向孔，导向孔用作装配球头阀芯，导向孔外周的底架顶面上通常设置有用作定位下述复位弹簧的环槽。
[0041]
球头阀芯主要由上端处的球头体和从球头体背面向下延伸的导杆组成。球体阀芯的球头体为半球形结构，其球面轮廓匹配于上述阀座底端端面上的球形结构密封面，球头体与导杆构成t型结构。球头阀芯的导杆外径略小于上述底架上的导向孔内径，球头阀芯布置在支架的空间内，导杆上套装有复位弹簧、且穿装在底架的导向孔内，在复位弹簧的作用下，球头体以球面结构与上述阀座底端端面上的密封面相配合，形成单向封堵结构。
[0042]
上述接箍本体的内孔上设置有环形内凹结构的扩容空间，该扩容空间的直径约为75mm，扩容空间的直径大于内孔的直径。扩容空间的上端处在上述单向节流阀的阀座底端端面处，扩容空间的下端超过单向节流阀的支架底端和底架底面，将支架和底架容纳在内，
即上述单向节流阀的支架向下延伸至扩容空间的下部，支架的底端所连接的底架亦处在扩容空间的下部。
[0043]
实施例4
[0044]
本实用新型包括接箍本体和单向节流阀。
[0045]
其中，接箍本体的外径约为88mm，其匹配于井下油管尺寸。接箍本体的轴向上具有内孔，该内孔的直径约为52mm。前述接箍本体的上端具有螺纹结构的上接头、下端具有螺纹结构的下接头，上接头成型于接箍本体的内孔上端处，下接头成型于接箍本体的外壁下端处；接箍本体通过上接头和下接头组装在井下油管上，且靠近井下油管的末端处。
[0046]
单向节流阀通过螺纹结构可拆卸的固定在上述接箍本体的内孔上，处在接箍本体的内孔中上部区域，用作将接箍本体从上方向下方单向导通。
[0047]
具体的，单向节流阀主要由阀座和球头阀芯组成。
[0048]
阀座通过螺纹结构可拆卸的装配在接箍本体的内孔上，处在上接头的底部下方处。阀座上具有轴向成型的引流孔，该引流孔处在阀座的轴心处，引流孔的直径约为35mm。阀座的底端端面上具有球形结构的密封面，引流孔正好处在球形结构密封面的正中心底部处。阀座的底端端面外缘-即密封面外缘处固定连接有向下延伸的支架，该支架通常是由周向散布的多根连杆组成，在其环周上排布有多个导流窗口，即相邻连杆之间形成一个导流窗口。支架的底端固定连接有底架，该底架的中心具有对应于前述阀座上的引流孔位置的导向孔，导向孔用作装配球头阀芯，导向孔外周的底架顶面上通常设置有用作定位下述复位弹簧的环槽。
[0049]
球头阀芯主要由上端处的球头体和从球头体背面向下延伸的导杆组成。球体阀芯的球头体为半球形结构，其球面轮廓匹配于上述阀座底端端面上的球形结构密封面，球头体与导杆构成t型结构。球头阀芯的导杆外径略小于上述底架上的导向孔内径，球头阀芯布置在支架的空间内，导杆上套装有复位弹簧、且穿装在底架的导向孔内，在复位弹簧的作用下，球头体以球面结构与上述阀座底端端面上的密封面相配合，形成单向封堵结构。
[0050]
上述接箍本体的内孔上设置有环形内凹结构的扩容空间，该扩容空间的直径约为62mm，扩容空间的直径大于内孔的直径。扩容空间的上端处在上述单向节流阀的阀座底端端面处，扩容空间的下端超过单向节流阀的支架底端和底架底面，将支架和底架容纳在内，即上述单向节流阀的支架向下延伸至扩容空间的下部，支架的底端所连接的底架亦处在扩容空间的下部。
[0051]
实施例5
[0052]
本实用新型包括接箍本体和单向节流阀。
[0053]
其中，接箍本体的外径约为112mm，其匹配于井下油管尺寸。接箍本体的轴向上具有内孔，该内孔的直径约为78mm。前述接箍本体的上端具有螺纹结构的上接头、下端具有螺纹结构的下接头，上接头成型于接箍本体的内孔上端处，下接头成型于接箍本体的外壁下端处；接箍本体通过上接头和下接头组装在井下油管上，且靠近井下油管的末端处。
[0054]
单向节流阀通过螺纹结构可拆卸的固定在上述接箍本体的内孔上，处在接箍本体的内孔中上部区域，用作将接箍本体从上方向下方单向导通。
[0055]
具体的，单向节流阀主要由阀座和球头阀芯组成。
[0056]
阀座通过螺纹结构可拆卸的装配在接箍本体的内孔上，处在上接头的底部下方
处。阀座上具有轴向成型的引流孔，该引流孔处在阀座的轴心处，引流孔的直径约为40mm。阀座的底端端面上具有球形结构的密封面，引流孔正好处在球形结构密封面的正中心底部处；为了有效保护阀座上的密封面，在阀座密封面上设置有橡胶结构的密封防护层，该密封防护层最好采用耐油及耐高温橡胶成型。阀座的底端端面外缘-即密封面外缘处固定连接有向下延伸的支架，该支架通常是由周向散布的多根连杆组成，在其环周上排布有多个导流窗口，即相邻连杆之间形成一个导流窗口。支架的底端固定连接有底架，该底架的中心具有对应于前述阀座上的引流孔位置的导向孔，导向孔用作装配球头阀芯，导向孔外周的底架顶面上通常设置有用作定位下述复位弹簧的环槽。
[0057]
球头阀芯主要由上端处的球头体和从球头体背面向下延伸的导杆组成。球体阀芯的球头体为半球形结构，其球面轮廓匹配于上述阀座底端端面上的球形结构密封面，球头体与导杆构成t型结构。球头阀芯的导杆外径略小于上述底架上的导向孔内径，球头阀芯布置在支架的空间内，导杆上套装有复位弹簧、且穿装在底架的导向孔内，在复位弹簧的作用下，球头体以球面结构与上述阀座底端端面上的密封面相配合，形成单向封堵结构。
[0058]
上述接箍本体的内孔上设置有环形内凹结构的扩容空间，该扩容空间的直径约为95mm，扩容空间的直径大于内孔的直径。扩容空间的上端处在上述单向节流阀的阀座底端端面处，扩容空间的下端超过单向节流阀的支架底端和底架底面，将支架和底架容纳在内，即上述单向节流阀的支架向下延伸至扩容空间的下部，支架的底端所连接的底架亦处在扩容空间的下部。
[0059]
以上各实施例仅用以说明本实用新型，而非对其限制。尽管参照上述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述实施例进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的精神和范围。