本發(fā)明涉及固井用碰壓設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種插入式固井膠塞碰壓裝置。

背景技術(shù)：

插入式固井是固井施工中常用的固井工藝。目前，傳統(tǒng)的插入式固井工具中沒有膠塞，無法實現(xiàn)膠塞碰壓，替漿量只能通過理論計算，替漿時容易出現(xiàn)因替漿不夠而導(dǎo)致管內(nèi)留灰塞，或者因過量替漿而導(dǎo)致管外替空的風(fēng)險，從而造成固井事故的發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種插入式固井膠塞碰壓裝置，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決傳統(tǒng)的插入式固井工具無法準(zhǔn)確計量替漿量，出現(xiàn)替空或管內(nèi)留灰塞的現(xiàn)象，從而引起安全事故的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種插入式固井膠塞碰壓裝置，包括膠塞、插入頭和插入式浮箍，所述膠塞下端呈錐狀；所述插入頭包括本體上段、本體下段、過渡段、內(nèi)滑套和循環(huán)孔，本體上段和本體下段均是圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，本體上段的直徑大于本體下段的直徑，過渡段是上大下小的筒狀結(jié)構(gòu)，本體上段和本體下段通過過渡段形成一體，在本體上段的上部側(cè)壁上設(shè)有至少一個循環(huán)孔，在本體上段的側(cè)壁內(nèi)側(cè)與循環(huán)孔對應(yīng)的位置處通過剪切銷釘安裝有內(nèi)滑套；在所述插入式浮箍的上部內(nèi)設(shè)有第一通孔，在第一通孔底端設(shè)有與過渡段對應(yīng)的第二通孔，在第二通孔底端設(shè)有與本體下段對應(yīng)的第三通孔，在第三通孔底端設(shè)有直徑小于第三通孔的直徑的第四通孔，在第四通孔底端設(shè)有上窄下寬錐臺狀的第五通孔，在第五通孔底端內(nèi)側(cè)固定安裝有圓形底板，在圓形底板正中設(shè)有球座，在圓形底板四周設(shè)有至少兩個出液孔，在球座上安裝有位于第五通孔內(nèi)的浮球，浮球的直徑大于第五通孔上端的直徑；所述膠塞套裝在插入頭內(nèi)，過渡段與第二通孔配合，本體下段套裝在第三通孔內(nèi)。

下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述在插入式浮箍的上端側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)狀插入式浮箍母扣，在插入式浮箍的下端側(cè)壁外側(cè)設(shè)有環(huán)狀插入式浮箍公扣。

上述在本體上段的上端側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)狀插入頭母扣。

上述在膠塞下端的錐形面上設(shè)有至少一道密封圈；或/和，在本體下段外側(cè)設(shè)有至少一道密封圈。

上述在內(nèi)滑套的下端設(shè)有位于插入頭內(nèi)側(cè)且與過渡段對應(yīng)的斜段，且斜段與過渡段之間有間距。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便；膠塞插入到插入頭本體上段內(nèi)部時，膠塞下端與內(nèi)滑套相配合，形成碰壓，開始替漿，碰壓后膠塞繼續(xù)下移，繼續(xù)加壓至剪斷剪切銷釘，內(nèi)滑套隨膠塞下移，插入頭本體上段上的循環(huán)孔打開，膠塞下移至過渡段位置處，插入頭本體上段上的循環(huán)孔打開，替漿完畢，同時連接本裝置的套管與鉆桿之間形成循環(huán)通道，繼續(xù)替漿洗出循環(huán)孔下端沉積的水泥漿，建立循環(huán)，建立循環(huán)后替漿完畢，停泵，此時則準(zhǔn)確替漿，杜絕了替漿不夠而管內(nèi)留灰塞，或者因過量替漿而管外替空，造成固井事故發(fā)生的危險，同時建立循環(huán)后，能在提鉆時保持壓力平衡；停泵后，第五通孔內(nèi)的浮球上浮至第五通孔上部，形成密封，阻斷管外流體進(jìn)入管內(nèi)，便于提鉆；從而準(zhǔn)確計量替漿量，杜絕替空或管內(nèi)留灰塞，有效避免造成固井事故，同時本發(fā)明可重復(fù)利用，有效降低成本。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明最佳實施例的插入頭主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為本發(fā)明最佳實施例的插入式浮箍主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為本發(fā)明最佳實施例的插入式固井膠塞碰壓裝置整體主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的編碼分別為：1為本體上段，2為插入頭母扣，3為剪切銷釘，4為循環(huán)孔，5為過渡段，6為內(nèi)滑套，7為本體下段，8為密封圈，9為第一通孔，10為第二通孔，11為第三通孔，12為第四通孔，13為第五通孔，14為圓形底板， 15為球座，16為出夜孔，17為插入式浮箍公扣，18為浮球，19為插入式浮箍，20為插入式浮箍母扣，21為膠塞。

具體實施方式

本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。

在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布圖方向來確定的。

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如附圖1、2、3所示，該插入式固井膠塞碰壓裝置，包括膠塞20、插入頭和插入式浮箍19，所述膠塞20下端呈錐狀；所述插入頭包括本體上段1、本體下段7、過渡段5、內(nèi)滑套6和循環(huán)孔4，本體上段1和本體下段7均是圓柱形筒狀結(jié)構(gòu)，本體上段1的直徑大于本體下段7的直徑，過渡段5是上大下小的筒狀結(jié)構(gòu)，本體上段1和本體下段7通過過渡段5形成一體，在本體上段1的上部側(cè)壁上設(shè)有至少一個循環(huán)孔4，在本體上段1的側(cè)壁內(nèi)側(cè)與循環(huán)孔4對應(yīng)的位置處通過剪切銷釘3安裝有內(nèi)滑套6；在所述插入式浮箍19的上部內(nèi)設(shè)有第一通孔9，在第一通孔9底端設(shè)有與過渡段5對應(yīng)的第二通孔10，在第二通孔10底端設(shè)有與本體下段7對應(yīng)的第三通孔11，在第三通孔11底端設(shè)有直徑小于第三通孔11的直徑的第四通孔12，在第四通孔12底端設(shè)有上窄下寬錐臺狀的第五通孔13，在第五通孔13底端內(nèi)側(cè)固定安裝有圓形底板14，在圓形底板14正中設(shè)有球座15，在圓形底板14四周設(shè)有至少兩個出液孔16，在球座15上安裝有位于第五通孔13內(nèi)的浮球18，浮球18的直徑大于第五通孔13上端的直徑；所述膠塞21套裝在插入頭內(nèi)，過渡段5與第二通孔10配合，本體下段7套裝在第三通孔11內(nèi)。

這里，插入式浮箍19為現(xiàn)有公知技術(shù)。循環(huán)孔4共四個，四個循環(huán)孔4等角度分布在本體上段1上部的側(cè)壁上。便于打開循環(huán)孔4后，套管與鉆桿間形成循環(huán)通道。

如圖3所示，膠塞21插入到插入頭本體上段1內(nèi)部時，膠塞21下端與內(nèi)滑套6相配合，形成碰壓，開始替漿，碰壓后膠塞21繼續(xù)下移，繼續(xù)加壓至剪斷剪切銷釘3，內(nèi)滑套6隨膠塞21下移，膠塞21下移至過渡段5位置處，插入頭本體上段1上的循環(huán)孔4打開，替漿完畢，同時連接本裝置的套管與鉆桿之間形成循環(huán)通道，繼續(xù)替漿洗出循環(huán)孔4下端沉積的水泥漿，建立循環(huán)，建立循環(huán)后替漿完畢，停泵，此時則準(zhǔn)確替漿，杜絕了替漿不夠而管內(nèi)留灰塞，或者因過量替漿而管外替空，造成固井事故發(fā)生的危險，同時建立循環(huán)后，能在提鉆時保持壓力平衡；停泵后，第五通孔13內(nèi)的浮球18上浮至第五通孔13上部，形成密封，阻斷管外流體進(jìn)入管內(nèi)，便于提鉆。從而準(zhǔn)確計量替漿量，杜絕替空或管內(nèi)留灰塞，有效避免造成固井事故，同時本發(fā)明可重復(fù)利用，有效降低成本。

可根據(jù)實際需要，對上述插入式固井膠塞碰壓裝置作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

如附圖2、3所示，在所述插入式浮箍19的上端側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)狀插入式浮箍母扣20，在插入式浮箍19的下端側(cè)壁外側(cè)設(shè)有環(huán)狀插入式浮箍公扣17。用于固井前下套管時，插入式浮箍公扣17和插入式浮箍母扣20分別連接第一根套管的母扣和第二根套管的公扣，隨套管一起下入井內(nèi)。

如附圖1、3所示，在所述本體上段1的上端側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有環(huán)狀插入頭母扣2。用于插入頭與鉆桿連接，使插入頭隨鉆桿下入套管內(nèi)，套裝在插入式浮箍19內(nèi)。

如附圖1、2所示，在所述膠塞20下端的錐形面上設(shè)有至少一道密封圈8；或/和，在本體下段7外側(cè)設(shè)有至少一道密封圈8。在所述膠塞21下端的錐形面上設(shè)有密封圈8，使膠塞21與插入頭之間形成密封，形成碰壓；在本體下段7上設(shè)有至少一道密封圈8，使本體下段7和第三通孔11之間形成密封，防止插入頭和插入式浮箍19之間出現(xiàn)滑動，增加裝置的密封性。

如附圖1、3所示，在所述內(nèi)滑套6的下端設(shè)有位于插入頭內(nèi)側(cè)且與過渡段5對應(yīng)的斜段22，且斜段22與過渡段5之間有間距。增加斜段22可以使膠塞21下移至插入頭過渡段5位置處時，增加膠塞21與插入頭之間的密封性。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應(yīng)性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。

本發(fā)明最佳實施例的使用過程：首先，在固井前下套管時，插入式浮箍公扣17和插入式浮箍母扣20分別連接第一根套管的母扣和第二根套管的公扣，隨套管一起下入井內(nèi)；接著，套管下完后，插入頭母扣2與鉆桿連接，隨鉆桿下入套管內(nèi)，下至插入式浮箍內(nèi)時，過渡段5與插入式浮箍19的第二通孔10配合，插入頭本體下段7和插入式浮箍19的第三通孔11配合，由插入頭本體下段7的密封圈8形成密封，完成套裝；然后，膠塞21裝入鉆桿水泥頭內(nèi)，鉆桿水泥頭與鉆桿連接，并連接好管線后開始固井，先注入水泥漿，注完后，開啟鉆桿水泥頭檔銷，下膠塞21，開始替漿作業(yè)，膠塞21移至插入頭本體上段1時，膠塞21下端與內(nèi)滑套6配合，并由密封圈8形成密封，形成碰壓，碰壓后繼續(xù)加壓至剪斷剪切銷釘3，內(nèi)滑套6下移，此時循環(huán)孔4打開，套管與鉆桿間形成循環(huán)通道，繼續(xù)替漿洗出循環(huán)孔4下端沉積的水泥漿，建立循環(huán)后，停泵；最后，插入式浮箍19的第五通孔13內(nèi)的浮球11上浮至第五通孔13上部并形成密封，阻斷管外流體進(jìn)入管內(nèi)，卸水泥頭，提鉆至插入頭出井口。