本發(fā)明涉及石油天然氣固井工具，尤其涉及一種固井用浮箍浮鞋。

背景技術：

1、浮箍浮鞋是保障固井施工的重要工具之一，其反向承壓可靠性是保障固井水泥漿不發(fā)生倒返的關鍵。但隨著勘探開發(fā)不斷向超深、特深井邁進，鉆井井深不斷刷新紀錄，浮箍浮鞋的反向承壓要求越來越高，伴隨的高溫、酸、堿、鹽腐蝕以及大排量高壓沖蝕施工環(huán)境，常規(guī)固井浮箍浮鞋失效情況越來越多，導致管內(nèi)留塞，管外水泥漿上返不到位等工程復雜。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種固井用浮箍浮鞋，以解決現(xiàn)有浮箍浮鞋反向承壓不足的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案在于：

3、一種固井用浮箍浮鞋，所述浮鞋包括單向閥，所述單向閥包括閥體和閥芯，所述閥芯插裝于所述閥體；

4、所述閥芯包括桿體、橡膠套和彈簧片；所述橡膠套套裝于所述桿體的一端并抵接于所述閥體以形成密封；所述彈簧片與所述桿體連接，用于向所述橡膠套施加推力以將所述橡膠套壓緊于所述閥體。

5、進一步的，所述單向閥還包括復位彈簧，所述復位彈簧套裝于所述桿體，用于向所述閥芯施加推力以使所述橡膠套抵接于所述閥體。

6、進一步的，所述閥體包括上閥座和下閥座；

7、所述閥芯插裝于所述上閥座和所述下閥座，所述橡膠套抵接于所述上閥座；所述復位彈簧一端抵接于所述閥芯，另一端抵接于所述下閥座。

8、進一步的，沿所述上閥座到所述下閥座的方向，所述橡膠套的直徑和壁厚逐漸增大，所述彈簧片設置于所述橡膠套內(nèi)并位于所述橡膠套靠近所述下閥座的一端。

9、進一步的，所述浮鞋還包括浮鞋本體，所述上閥座和所述下閥座安裝于所述浮鞋本體。

10、進一步的，所述上閥座采用鋁合金制成，內(nèi)孔表面設置有絕緣涂層，絕緣涂層表面設置有防腐涂層；

11、所述絕緣涂層采用磁控濺射工藝處理得到，材質為硅或陶瓷；所述防腐涂層采用磁控濺射工藝處理得到，材質為鎳、蒙乃爾合金或鈦合金。

12、進一步的，所述閥體還包括耐磨環(huán)；所述桿體插裝于所述耐磨環(huán)并與所述耐磨環(huán)滑動連接，所述耐磨環(huán)插裝于所述下閥座；所述耐磨環(huán)的材質為硬質合金；

13、所述下閥座上開設有繞自身軸線均布的多個循環(huán)孔，所述循環(huán)孔內(nèi)表面噴涂碳化鎢涂層；所述桿體未被所述橡膠套包裹的部分設置有石墨涂層。

14、進一步的，所述浮鞋還包括引鞋，所述引鞋轉動連接于所述浮鞋本體并與所述浮鞋本體同軸設置；

15、所述引鞋上開設有繞自身軸線均布的多個偏心孔，所述偏心孔的軸線垂直于所述引鞋的軸線但不與所述引鞋的軸線相交，所述偏心孔與所述循環(huán)孔連通。

16、進一步的，所述引鞋表面設置有繞自身軸線均布的多個螺旋形凸臺，所述螺旋形凸臺表面堆焊硬質合金；

17、所述引鞋遠離所述浮鞋本體的一端設置為橢球面，所述橢球面部分切削以形成偏心結構，偏心結構繞所述引鞋的軸線轉動產(chǎn)生偏振以消除水泥漿中的氣泡。

18、進一步的，所述浮鞋還包括滾珠，所述引鞋插裝于所述浮鞋本體并與所述浮鞋本體圍成環(huán)形腔，所述滾珠安裝于所述環(huán)形腔；

19、所述引鞋與所述浮鞋本體間隙配合，所述滾珠同時卡接于所述引鞋和所述浮鞋本體的環(huán)形槽并與所述環(huán)形槽滾動接觸；

20、所述引鞋與所述浮鞋本體的環(huán)形槽圍成所述環(huán)形腔。

21、綜合上述技術方案，本發(fā)明所能實現(xiàn)的技術效果在于：

22、本發(fā)明提供的固井用浮箍浮鞋，浮鞋包括單向閥，單向閥包括閥體和閥芯，閥芯插裝于閥體；閥芯包括桿體、橡膠套和彈簧片；橡膠套套裝于桿體的一端并抵接于閥體以形成密封；彈簧片與桿體連接，用于向橡膠套施加推力以將橡膠套壓緊于閥體。

23、本發(fā)明提供的單向閥通過設置彈簧片進行密封補償提升了密封性和承壓能力。當閥芯在原有彈簧的作用下抵接于閥體形成密封后，由于橡膠套受壓變形會擠壓彈簧片，進而使彈簧片變形并產(chǎn)生彈力以進一步將橡膠套和閥體壓緊，增加了壓緊力并控制了橡膠套的變形方向，限制了橡膠套沿軸向的伸長，從而避免橡膠套因發(fā)生軸向伸長和徑向收縮導致與閥體產(chǎn)生間隙的情況，保證了密封性能，提升了反向承壓能力。

技術特征：

1.一種固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述浮鞋包括單向閥（100），所述單向閥（100）包括閥體（110）和閥芯（120），所述閥芯（120）插裝于所述閥體（110）；

2.根據(jù)權利要求1所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述單向閥（100）還包括復位彈簧（130），所述復位彈簧（130）套裝于所述桿體（121），用于向所述閥芯（120）施加推力以使所述橡膠套（122）抵接于所述閥體（110）。

3.根據(jù)權利要求2所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述閥體（110）包括上閥座（111）和下閥座（112）；

4.根據(jù)權利要求3所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，沿所述上閥座（111）到所述下閥座（112）的方向，所述橡膠套（122）的直徑和壁厚逐漸增大，所述彈簧片（123）設置于所述橡膠套（122）內(nèi)并位于所述橡膠套（122）靠近所述下閥座（112）的一端。

5.根據(jù)權利要求4所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述浮鞋還包括浮鞋本體（200），所述上閥座（111）和所述下閥座（112）安裝于所述浮鞋本體（200）。

6.根據(jù)權利要求3所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述上閥座（111）采用鋁合金制成，內(nèi)孔表面設置有絕緣涂層，絕緣涂層表面設置有防腐涂層；

7.根據(jù)權利要求5所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述閥體（110）還包括耐磨環(huán)（113）；所述桿體（121）插裝于所述耐磨環(huán)（113）并與所述耐磨環(huán)（113）滑動連接，所述耐磨環(huán)（113）插裝于所述下閥座（112）；所述耐磨環(huán)（113）的材質為硬質合金；

8.根據(jù)權利要求7所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述浮鞋還包括引鞋（300），所述引鞋（300）轉動連接于所述浮鞋本體（200）并與所述浮鞋本體（200）同軸設置；

9.根據(jù)權利要求8所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述引鞋（300）表面設置有繞自身軸線均布的多個螺旋形凸臺（320），所述螺旋形凸臺（320）表面堆焊硬質合金；

10.根據(jù)權利要求8所述的固井用浮箍浮鞋，其特征在于，所述浮鞋還包括滾珠（500），所述引鞋（300）插裝于所述浮鞋本體（200）并與所述浮鞋本體（200）圍成環(huán)形腔，所述滾珠（500）安裝于所述環(huán)形腔；

技術總結
本發(fā)明涉及石油天然氣固井工具技術領域，尤其涉及一種固井用浮箍浮鞋，旨在解決現(xiàn)有浮箍浮鞋反向承壓不足的問題。本發(fā)明提供的固井用浮箍浮鞋，浮鞋包括單向閥，單向閥包括閥體和閥芯；閥芯包括桿體、橡膠套和彈簧片；橡膠套套裝于桿體的一端并抵接于閥體以形成密封；彈簧片與桿體連接，用于向橡膠套施加推力以將橡膠套壓緊于閥體。本發(fā)明提供的單向閥通過設置彈簧片進行密封補償提升了密封性和承壓能力。當閥芯在原有彈簧的作用下抵接于閥體形成密封后，由于橡膠套受壓變形會擠壓彈簧片，進而使彈簧片變形并產(chǎn)生彈力以進一步將橡膠套和閥體壓緊，增加了壓緊力并限制了橡膠套的徑向收縮，從而提升其反向承壓能力。

技術研發(fā)人員：田曉勇,蔣本強,劉新哲,宋永亮,楊利霞,吳晉波,黃建,張勇,李東杰,孫忠芳,鄧青山
受保護的技術使用者：中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19