設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭的製作方法
2023-11-11 13:15:42 1
本實用新型涉及固井技術領域，特別是涉及一種設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭。
背景技術：
如圖1a～c所示為常見固井水泥頭，包括水泥頭本體1、水泥頭蓋2、管匯3、膠塞7和膠塞擋銷4；所述膠塞7設置於水泥頭本體1內腔內，承壓後能上下滑動；所述水泥頭蓋2設置於水泥頭本體1頂部，其中心垂直設有膠塞定位杆，用於定位膠塞7；所述管匯設置於水泥頭本體1一側，所述管匯3分別在水泥頭本體1對應的膠塞7的上下兩側位置處設有入口，入口處分別安裝有閥門I 51和閥門II 52；在所述膠塞7底部對應水泥頭本體1的外壁上設有擋銷密封螺紋外套10，所述膠塞擋銷4插入擋銷密封螺紋外套10後探入膠塞7底部，膠塞擋銷4一端設有手輪8，旋轉手輪8調節膠塞擋銷4探入水泥頭本體1內腔的長度。該固井水泥頭用於固井施工前承載固井膠塞，當固井水泥漿泵送結束，通過旋轉手輪，將膠塞擋銷退出水泥頭內腔釋放膠塞，自閥門I 51注入壓塞液，閥門II 52注入替漿液，在壓塞液和替漿液作用下，推動水泥漿進入套管外環空並碰壓，完成固井作業。
由於膠塞上下缺少連通的壓力平衡裝置，固井注水泥漿結束，因水泥漿密度高於套管外環空泥漿密度，在U形管效應作用下，套管內水泥漿快速下落， 套管內形成真空狀態，抽吸固井膠塞緊緊壓在膠塞擋銷上面，井越深、內外密度差越大，形成的真空抽吸力越大，膠塞作用在擋銷上的壓力越大。導致擋銷退出困難，膠塞釋放受阻，施工作業受影響。
雖然專利03284175.2提供了一種套管固井水泥頭，其在水泥頭本體1的側壁上設有一凹槽，使凹槽與水泥頭本體內壁共同圍成一通孔，形成內平衡裝置。但該專利存在通孔清洗疏通難，易於被水泥及汙物堵塞，失去連通平衡功能的缺陷。
技術實現要素：
為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭，其採用開放式結構，既能實現內平衡，又能保證長時間使用無汙堵。
為此，本實用新型的技術方案如下：
一種設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭，包括水泥頭本體、水泥頭蓋、管匯、膠塞和膠塞擋銷；所述膠塞設置於水泥頭本體內腔內，承壓後能上下滑動；所述水泥頭蓋設置於水泥頭本體頂部，其中心垂直設有膠塞定位杆；所述管匯設置於水泥頭本體一側，其分別在水泥頭本體對應的膠塞的上下兩側位置處設有入口，入口處分別安裝有閥門I和閥門II；在所述膠塞底部對應水泥頭本體的外壁上設有擋銷密封螺紋外套，所述膠塞擋銷安裝在擋銷密封螺紋外套中，探入膠塞底部，膠塞擋銷一端設有手輪；所述水泥頭本體的側壁上設有厚度為3～15mm的凸起，所述凸起與膠塞的相切面沿縱向開槽。
優選，所述凸起與膠塞的相切面為弧面。
優選，所述凸起設置在所述水泥頭本體的管匯入口的對側。
所述凸起的縱向高度大於所述閥門I和膠塞擋銷4之間的縱向距離。
該設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭中凸起的設置，可形成上下連通的壓力平衡通道，當膠塞釋放脫離水泥頭後，替漿液對開放的凹槽自然衝洗，保證內平衡裝置乾淨、暢通，再次使用時內平衡裝置安全可靠。
附圖說明
圖1a為現有固井水泥頭結構的主視圖；
圖1b為圖1a的A-A向視圖；
圖1c為圖1b的B-B向視圖；
圖2a為本實施例提供的設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭的主視圖；
圖2b為圖2a的A-A向視圖；
圖2c為圖2b的B-B向視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型的技術方案進行詳細描述。
如圖2a～2c所示，一種設有壓力內平衡裝置的固井水泥頭，包括水泥頭本體1、水泥頭蓋2、管匯3、膠塞7和膠塞擋銷4；膠塞7設置於水泥頭本體1內腔內，承壓後能上下滑動；水泥頭蓋2設置於水泥頭本體1頂部，其中心垂直設有膠塞定位杆；管匯3設置於水泥頭本體1一側，其分別在水泥頭本體1對應的膠塞7的上下兩側位置處設有入口，入口處分別安裝有閥門I 51和閥門II 52；在膠塞7底部對應水泥頭本體1的外壁上設有擋銷密封螺紋外套10，膠塞擋銷4安裝在擋銷密封螺紋外套10中，探入膠塞7底部，膠塞擋銷4一端設 有手輪8；水泥頭本體1的側壁上設有厚度為3～15mm的凸起6，凸起6與膠塞7的相切面沿縱向開槽。優選，凸起6設置在水泥頭本體1的管匯入口的對側，方便入液對槽體的衝刷，防止堵塞。
作為本實用新型的幾個具體實施例，凸起6的形狀為「凹」字形，其長度大於閥門I到膠塞擋銷4下端面的縱向距離，其總寬度為15mm，厚度為6mm，槽寬5mm，槽深4mm。該凹槽與微收攏的膠塞裙邊貼合形成上下連通的壓力平衡通道，當膠塞釋放脫離水泥頭後，凹槽處於開放狀態，替漿液可對凹槽自然清洗，保持槽內乾淨清潔，凹槽不被水泥及汙垢封固堵塞，確保再次使用時暢通。固井水泥頭開放式壓力內平衡裝置，結構簡單，使用方便，加工便利，安全可靠，適用於存在平衡裝置設計缺陷的各種尺寸水泥頭改造。
作為上述實施例的一個改進，凸起6與膠塞的相切面為弧面。