[发明专利]一种用于固井的自锁装置

说明书

本发明属于油气固井领域，具体公开了一种用于固井的自锁装置。其包括用于封闭井内套管的胶塞，胶塞包括胶套，与胶套固定连接的芯轴组件，以及与芯轴组件固定连接的导向头。导向头上设置有卡簧，以及与胶塞连接的阀座。阀座的内部设置有与卡簧相适配的锁定槽。胶塞构造成能够运动至阀座的内部，通过卡簧与锁定槽啮合，从而使胶塞与阀座形成自锁。

技术领域

本发明涉及油气固井领域，具体地涉及一种用于固井的自锁装置。

背景技术

随着油气固井领域的日益发展，不断地涌现出了页岩气井、大斜度井、水平固井等多种不同的固井技术。在固井过程中，由于固井装置需要同时满足清水替浆和承受管内外的压差的双重考验。这样，对固井装置的要求不仅限于隔离钻井液和刮拭管内壁的作用，还要保证固井装置在井内能够承受正、反向高压力所产生的压差。

现有技术中，固井装置结构复杂，密封能力较差，无法承受双向高压所产生的压差。甚至有可能在固井的过程中，因自锁失效而憋压候凝，造成堵塞的事故，延误工期。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于固井的自锁装置，其能够通过胶塞与阀座的接合，从而使得用于固井的自锁装置具有更稳定的结构以及能够承受双向高压的能力。此外，在固井的过程中胶套不仅能够起到刮拭井内套管的内壁和隔离钻井液的作用，还能对胶塞起到扶正的作用。

根据本发明，提供了一种用于固井的自锁装置，包括用于封闭井内套管的胶塞，所述胶塞包括设置在顶部的胶套，与所述胶套固定连接的芯轴组件，以及与所述芯轴组件固定连接的导向头，其中，所述导向头上设置有卡簧，以及安装在井内套管的内部并用于与所述胶塞连接的阀座，所述阀座的内部设置有与所述卡簧相适配的锁定槽，其中，所述胶塞构造成能够运动至所述阀座的内部，通过所述卡簧与所述锁定槽啮合，从而使所述胶塞与所述阀座形成自锁。

在一个实施例中，所述卡簧构造成右旋锯齿螺纹，所述锁定槽设置为螺纹槽，所述锁定槽与所述卡簧形成螺纹连接。

在一个实施例中，所述胶套包括位于顶部的扶正翼，所述扶正翼构造成碗状，且所述扶正翼的直径在朝向顶部的方向逐渐增大。

在一个实施例中，所述胶套包括设置在所述扶正翼的下游的刮拭翼，所述刮拭翼设置有若干个均沿周向向外延伸的翼肋。

在一个实施例中，所述扶正翼构造成比所述刮拭翼具有更大的厚度。

在一个实施例中，所述翼肋形成有第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述第二侧面的夹角为锐角。

在一个实施例中，所述翼肋的端部与井内套管的内壁相接触以刮拭所述井内套管的壁面。

在一个实施例中，所述芯轴组件包括第一芯轴，所述第一芯轴的外表面设置有螺纹并与所述胶套的内表面形成螺纹连接，从而增大所述胶套与所述第一芯轴之间的接触面积。

在一个实施例中，所述芯轴组件包括套接在所述第一芯轴的下游的第二芯轴，所述第二芯轴的底端设置有向外延伸的凸起部，在所述导向头的对应位置处设置有凹槽，所述凸起部与所述凹槽相适配，以限制所述胶塞在井内套管中旋转。

在一个实施例中，所述卡簧包括沿周向上彼此分离的多个卡簧部，在任意相邻的两个卡簧部之间均设置有一个所述凹槽。

在一个实施例中，所述第二芯轴构造成阶梯轴，其中，处于上游的小直径部分插入到所述第一芯轴并与之固定连接，在处于下游的大直径部分的外表面上安装有用于与所述阀座的内表面形成密封的组合密封圈。

在一个实施例中，所述组合密封圈包括设置在中部的O型密封圈，以及设置在两端的一组V型密封圈，所述O型密封圈和所述一组V型密封圈通过隔挡环分隔开。

附图说明

下面将结合附图来对本发明进行详细地描述，在图中：