一种耐高温高压的浮箍的制作方法

1.本实用新型涉及石油、天然气井钻完井固井工程用工具技术领域，尤其涉及一种耐高温高压的浮箍。


背景技术：

2.浮箍是一种能产生浮力的一种套管引鞋或接箍。浮箍的作用是注水泥时用来控制胶塞的下行位置，使浮箍与浮鞋之间有一段水泥塞，并容纳套管内壁附着的杂质等，同时可作为防止水泥回流的备用，从而保证小套管与井眼之间的固井质量。
3.压注水泥的胶塞向下运行至产生碰压时，压力陡增，以此判断压注水泥结束。因为井下情况复杂，不可预计因素较多，卸压后常有底部浮箍与浮鞋不密封的现象发生，造成部分水泥浆返流，将胶塞向上浮起，跟水泥浆一起返高，造成下一步钻灰工序的工作量加大。
4.此外，市场上的浮箍是通过线密封来达到密封效果的，在低压环境中是可以达到技术要求的。然而为了应对超高压的井底压力，现有的密封效果达不到实际工作的需要。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种耐高温高压的浮箍，在高压井中仍可保证可靠密封，且注浆后可以防止胶塞上浮。
6.为解决以上技术问题，本实用新型的一种耐高温高压的浮箍，包括筒体，所述筒体的上端设有锥形母螺纹，所述筒体的下端设有锥形公螺纹，所述锥形母螺纹的下方旋接有球座，球座中心孔与筒体中心孔共轴线，所述球座中心孔的上端设有上大下小的喇叭口，所述喇叭口的锥面上设有胶塞自锁环形嵌槽；所述球座的中部外壁设有至少两道密封槽，各密封槽中分别嵌装有密封圈；所述球座中心孔的下端设有弧形密封面，所述弧形密封面上抵靠有与之面接触的球芯，所述球芯的螺纹沉孔中旋接有向下延伸的球杆，所述球杆的中下部插接于导向套中，所述导向套的下部外周与承压板连为一体，所述承压板的下端面外周支撑在所述筒体的内台阶上，所述承压板的上端面外缘压有孔用挡圈，所述孔用挡圈嵌于所述筒体的环形嵌槽中；所述承压板的圆周上均匀分布有多个过流孔，所述导向套的外周套装有弹簧，所述弹簧支撑在所述球芯的下端面与承压板的上端面之间。
7.相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：筒体上端的锥形母螺纹用于与上方的工具或管柱相连，筒体下端的锥形母螺纹可以与下方的浮鞋相连接。球座自身通过两道以上密封圈与筒体内壁实现密封。弹簧的张力将球芯的球冠密封面压紧在球座中心孔下端的弧形密封面上，两者面接触，与传统的线接触相比，受力面积更大，降低了单位面积所受到的压强，提高了承压能力及密封效果。球座上端的喇叭口、中段的密封段及下端的弧形密封面使得球座比较厚，提高其承压力。注水泥浆时，来自上方的压力将球芯推离球座下端的弧形密封面，弹簧被压缩，承压板为弹簧提供支撑力，筒体内台阶与孔用挡圈实现承压板的轴向定位。球杆在导向套中轴向滑动，可以始终精确保证球芯与球座共轴线，避免出现歪斜；过流孔为水泥浆提供下行通道。球座上端的喇叭口一方面可以减小阻力，另一方面
可以对胶塞下端的自锁机构起到导向作用，使其顺利滑入胶塞自锁环形嵌槽中被锁定，即使浮箍仍存在少量泄漏，也可以避免胶塞上浮，减少钻灰工作量。
8.作为本实用新型的改进，所述球座的上端口对称设有向下延伸的盲孔。工具插入盲孔可以转动球座，便于球座的装配与拆卸。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述胶塞自锁环形嵌槽的截面形状为矩形或上宽下窄的倒锥形。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述胶塞自锁环形嵌槽的截面形状为上部位矩形，下部为上宽下窄的倒锥形。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述弧形密封面上涂覆有硬质合金耐磨层，所述球芯的球冠面上包覆有特氟龙层。可以提高浮箍的使用寿命及耐温能力。
附图说明
12.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。
13.图1为本实用新型耐高温高压的浮箍实施例一的主视图。
14.图2为本实用新型耐高温高压的浮箍实施例二的主视图。
15.图中：1.筒体；1a.锥形母螺纹；1b.锥形公螺纹；2.球座；2a.盲孔；2b.喇叭口；2c.胶塞自锁环形嵌槽；3.球芯；4.球杆；5.导向套；6.承压板；6a.过流孔；7.孔用挡圈；8.弹簧；9.密封圈。
具体实施方式
16.如图1所示，本实用新型耐高温高压的浮箍包括筒体1，筒体1的上端设有锥形母螺纹1a，筒体1的下端设有锥形公螺纹1b，锥形母螺纹1a的下方旋接有球座2，球座中心孔与筒体中心孔共轴线，球座中心孔的上端设有上大下小的喇叭口2b，喇叭口2b的锥面上设有胶塞自锁环形嵌槽2c；球座2的中部外壁设有至少两道密封槽，各密封槽中分别嵌装有密封圈9；球座中心孔的下端设有弧形密封面，弧形密封面上抵靠有与之面接触的球芯3，球芯3的螺纹沉孔中旋接有向下延伸的球杆4，球杆4的中下部插接于导向套5中，导向套5的下部外周与承压板6连为一体，承压板6的下端面外周支撑在筒体1的内台阶上，承压板6的上端面外缘压有孔用挡圈7，孔用挡圈7嵌于筒体1的环形嵌槽中；承压板6的圆周上均匀分布有多个过流孔6a，导向套5的外周套装有弹簧8，弹簧8支撑在球芯3的下端面与承压板6的上端面之间。
17.筒体1上端的锥形母螺纹1a用于与上方的工具或管柱相连，筒体1下端的锥形母螺纹1a可以与下方的浮鞋相连接。球座2自身通过两道以上密封圈9与筒体1内壁实现密封。弹簧8的张力将球芯3的球冠密封面压紧在球座中心孔下端的弧形密封面上，两者面接触，与传统的线接触相比，受力面积更大，降低了单位面积所受到的压强，提高了承压能力及密封效果。球座2上端的喇叭口2b、中段的密封段及下端的弧形密封面使得球座2比较厚，提高其承压力。
18.注水泥浆时，来自上方的压力将球芯3推离球座2下端的弧形密封面，弹簧8被压缩，承压板6为弹簧8提供支撑力，筒体内台阶与孔用挡圈7实现承压板6的轴向定位。球杆4
在导向套5中轴向滑动，可以始终精确保证球芯3与球座2共轴线，避免出现歪斜。过流孔6a为水泥浆提供下行通道。
19.球座2上端的喇叭口2b一方面可以减小阻力，另一方面可以对胶塞下端的自锁机构起到导向作用，使其顺利滑入胶塞自锁环形嵌槽2c中被锁定，即使浮箍仍存在少量泄漏，也可以避免胶塞上浮，减少钻灰工作量。
20.球座2的上端口对称设有向下延伸的盲孔2a，工具插入盲孔2a可以转动球座2，便于球座2的装配与拆卸。
21.弧形密封面上涂覆有硬质合金耐磨层，球芯3的球冠面上包覆有特氟龙层。可以提高浮箍的使用寿命及耐温能力。
22.胶塞自锁环形嵌槽2c的截面形状可以为矩形或上宽下窄的倒锥形。
23.如图2所示，胶塞自锁环形嵌槽2c的截面形状可以为上部位矩形，下部为上宽下窄的倒锥形。
24.以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。


技术特征：
1.一种耐高温高压的浮箍，包括筒体，所述筒体的上端设有锥形母螺纹，所述筒体的下端设有锥形公螺纹，其特征在于，所述锥形母螺纹的下方旋接有球座，球座中心孔与筒体中心孔共轴线，所述球座中心孔的上端设有上大下小的喇叭口，所述喇叭口的锥面上设有胶塞自锁环形嵌槽；所述球座的中部外壁设有至少两道密封槽，各密封槽中分别嵌装有密封圈；所述球座中心孔的下端设有弧形密封面，所述弧形密封面上抵靠有与之面接触的球芯，所述球芯的螺纹沉孔中旋接有向下延伸的球杆，所述球杆的中下部插接于导向套中，所述导向套的下部外周与承压板连为一体，所述承压板的下端面外周支撑在所述筒体的内台阶上，所述承压板的上端面外缘压有孔用挡圈，所述孔用挡圈嵌于所述筒体的环形嵌槽中；所述承压板的圆周上均匀分布有多个过流孔，所述导向套的外周套装有弹簧，所述弹簧支撑在所述球芯的下端面与承压板的上端面之间。2.根据权利要求1所述的耐高温高压的浮箍，其特征在于，所述球座的上端口对称设有向下延伸的盲孔。3.根据权利要求1所述的耐高温高压的浮箍，其特征在于，所述胶塞自锁环形嵌槽的截面形状为矩形或上宽下窄的倒锥形。4.根据权利要求1所述的耐高温高压的浮箍，其特征在于，所述胶塞自锁环形嵌槽的截面形状为上部位矩形，下部为上宽下窄的倒锥形。5.根据权利要求1至4中任一项所述的耐高温高压的浮箍，其特征在于，所述弧形密封面上涂覆有硬质合金耐磨层，所述球芯的球冠面上包覆有特氟龙层。

技术总结
本实用新型涉及一种耐高温高压的浮箍，筒体的锥形母螺纹下方旋接有球座，球座中心孔的上端设有喇叭口，喇叭口的锥面上设有自锁环形嵌槽；球座的中部外壁设有至少两道密封圈；球座中心孔的下端设有弧形密封面，弧形密封面上抵靠有与之面接触的球芯，球芯的螺纹沉孔中旋接有向下延伸的球杆，球杆的中下部插接于导向套中，导向套的下部外周与承压板连为一体，承压板的下端面外周支撑在筒体的内台阶上，承压板的上端面外缘压有孔用挡圈，孔用挡圈嵌于筒体的环形嵌槽中；承压板的圆周上均匀分布有多个过流孔，导向套的外周套装有弹簧，弹簧支撑在球芯的下端面与承压板的上端面之间。该浮箍在高压井中仍可保证可靠密封，且注浆后可以防止胶塞上浮。止胶塞上浮。止胶塞上浮。


技术研发人员：闫联国 祝春耕 彭金龙 王冲 陈滨 姚文强 刘军康 李全双 沈炜 韩双艳
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司
技术研发日：2021.05.31
技术公布日：2021/12/17