本發(fā)明涉及石油、天然氣井完井固井，尤其是涉及一種高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)及浮箍、浮鞋。

背景技術(shù)：

1、深層、超深層的勘探開發(fā)，呈現(xiàn)“高、多、低、老”等高度復(fù)雜性特殊性，地質(zhì)、工況和井身結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，在井下高溫、高壓、復(fù)雜介質(zhì)和復(fù)雜工況下固井技術(shù)難度成倍增加，固井工具面臨新的挑戰(zhàn)。由于井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各井開次套管不斷刷新下深記錄，為提升井筒質(zhì)量，縮短建井周期，浮箍、浮鞋是井下施工的常用設(shè)備。

2、但是現(xiàn)有的浮箍、浮鞋存在諸多問題：

3、（1）長期放置后，由于蒸發(fā)量過大造成浮箍、浮鞋失水過多，水泥引鞋帽子、水泥與金屬外殼體、內(nèi)部閥體之間膠結(jié)部分產(chǎn)生裂紋或微裂縫，從而造成密封不嚴(yán)，現(xiàn)場使用時顯示單流閥失效，發(fā)生水泥漿倒返。

4、（2）強(qiáng)度低，遇到碰撞極易造成引鞋頭碎裂，在運(yùn)輸或搬運(yùn)過程中發(fā)生磕碰或在入井過程中發(fā)生撞擊也會造成引鞋損壞脫落，失去導(dǎo)引功能從而造成下套管遇阻情況。

5、（3）耐沖刷性差，當(dāng)套管柱入井循環(huán)時，浮箍、浮鞋內(nèi)部流通孔首先被沖蝕。當(dāng)大排量且長時間循環(huán)后，流通孔壁易被沖蝕為不規(guī)則孔道，使閥體與蘑菇頭之間密封不嚴(yán)，從而造成單向閥失效，水泥漿倒返。

6、（4）較大尺寸的浮箍、浮鞋反向承壓能力低，無法滿足深井的需求；

7、（5）無法實現(xiàn)自動灌漿，現(xiàn)場施工時如果不及時灌漿，無法平衡內(nèi)外壓力，將會導(dǎo)致閥系承壓較大的反壓，導(dǎo)致提前損壞。

8、因此，需要開發(fā)一種成本低、耐儲存、承壓能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的浮箍、浮鞋以滿足日益復(fù)雜的深井、超深井的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、常規(guī)水泥填充式浮箍浮鞋水泥石膠結(jié)面存在裂紋或微裂縫而密封不嚴(yán)、水泥石耐沖刷性差循環(huán)通道易被沖蝕、水泥石界面膠結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度低、水泥引鞋頭易斷裂等問題引起的閥系失效，水泥漿倒返等施工難題為了緩解上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案在于：

2、本發(fā)明提供了一種高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，包括支撐體、承托盤、引導(dǎo)管和閥芯；

3、支撐體插接于殼體內(nèi)；

4、引導(dǎo)管與支撐體插接；

5、承托盤卡接于支撐體下部；

6、承托盤上部設(shè)置有閥座；

7、閥座上部設(shè)置有閥蓋；

8、閥芯設(shè)置于閥蓋中間的空腔內(nèi)，閥芯下部與閥座插接；

9、閥蓋上部與引導(dǎo)管抵接；

10、閥芯與閥蓋之間、閥芯與閥座之間以及閥座與承托盤之間具有液體通道。

11、更進(jìn)一步地，

12、支撐體包括加強(qiáng)筋a、加強(qiáng)筋b、加強(qiáng)筋c和加強(qiáng)筋d;

13、加強(qiáng)筋a、加強(qiáng)筋b、加強(qiáng)筋c和加強(qiáng)筋d的上下端分別具有間隔設(shè)置的防轉(zhuǎn)凸塊和防轉(zhuǎn)凹槽;

14、加強(qiáng)筋a、加強(qiáng)筋b、加強(qiáng)筋c和加強(qiáng)筋d通過防轉(zhuǎn)凸塊和防轉(zhuǎn)凹槽依次連接組成加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。

15、更進(jìn)一步地，

16、殼體與加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)之間以及加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)與引導(dǎo)管、閥蓋、閥座和承托盤之間均澆筑有水泥石。

17、更進(jìn)一步地，

18、殼體內(nèi)壁與水泥石連接處以及引導(dǎo)管與水泥石的連接處分別設(shè)置有多個凸臺；

19、殼體與承托盤連接處以及閥座與承托盤連接處分別設(shè)置有多組密封環(huán)。

20、更進(jìn)一步地，

21、閥芯與閥座之間設(shè)置有彈簧；

22、彈簧為壓簧，始終具有驅(qū)動閥芯向上移動的能力。

23、更進(jìn)一步地，

24、還包括限位接頭和限位爪套；

25、限位接頭設(shè)置于閥座下部并與閥芯下部卡接；

26、限位爪套設(shè)置于限位接頭與閥座之間；

27、限位爪套具有多個均勻的開槽；

28、開槽與液體通道連通。

29、更進(jìn)一步地，

30、包括第一狀態(tài)和第二狀態(tài)；

31、在第一狀態(tài)下，彈簧處于預(yù)壓縮狀態(tài)，限位爪套的棘爪卡在閥芯的卡槽內(nèi)，流體能夠從液體通道向下流動，并從開槽流出；

32、在第二狀態(tài)下，限位爪套向下移動，使棘爪卡與限位接頭卡接，彈簧復(fù)位，閥芯上部抵接于閥蓋內(nèi)壁，?液體通道斷開。

33、更進(jìn)一步地，

34、閥蓋的內(nèi)壁由上至下逐漸向外擴(kuò)張；

35、閥芯上部具有與內(nèi)壁相配合的錐形傘柄。

36、一種浮箍包括上述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)。

37、一種浮鞋包括上述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，包括導(dǎo)引頭；導(dǎo)引頭與殼體底部螺紋連接。

38、本發(fā)明的有益效果分析如下：

39、通過支撐體的設(shè)計強(qiáng)化了水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和反向承壓能力。

技術(shù)特征：

1.一種高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

9.一種浮箍，包括如權(quán)利要求1-8任一項所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)。

10.一種浮鞋，包括如權(quán)利要求1-8任一項所述的高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及石油、天然氣井完井固井技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高強(qiáng)度易鉆式閥體結(jié)構(gòu)及浮箍、浮鞋，以緩解傳統(tǒng)浮箍、浮鞋易損壞、密封不嚴(yán)和承壓能力低的問題。本閥體結(jié)構(gòu)，包括支撐體、承托盤、引導(dǎo)管和閥芯；支撐體插接于殼體內(nèi)；引導(dǎo)管與支撐體插接；承托盤卡接于支撐體下部；承托盤上部設(shè)置有閥座；閥座上部設(shè)置有閥蓋；閥芯設(shè)置于閥蓋中間的空腔內(nèi)，閥芯下部與閥座插接；閥蓋上部與引導(dǎo)管抵接；閥芯與閥蓋之間、閥芯與閥座之間以及閥座與承托盤之間具有液體通道。通過支撐體的設(shè)計強(qiáng)化了水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，增強(qiáng)了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和反向承壓能力，通過閥系、限位爪套的結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了常規(guī)功能和自動灌漿功能的轉(zhuǎn)換。

技術(shù)研發(fā)人員：董趙朋,古青,蔣海濤,蔣本強(qiáng),茍旭東,曹博,劉新哲,馬淼,楊旭,王志剛,葉偉娟,陸奕茗,王晨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9