胶塞下行指示器的制作及应用方法

技术领域

本发明涉及油田生产固井过程中的辅助工具，尤其是胶塞下行指示器的制作及应用方法。

背景技术

油田钻井的固井过程中，通过水泥头将水泥浆注入井底后，需要将胶塞打入井底，其作用一是清洁套管内壁，二是完成胶塞与浮箍的碰压。由于胶塞的下行过程完全是在水泥头内部完成，故无法直观的确定胶塞是否通过了水泥头。如果在档销没有打开或没有完全打开的情况下，胶塞势必卡在档销上部，此时继续通过泵车注入压力，胶塞在不能下行的情况下极易受到损伤，从而影响胶塞下井后的使用性能。

发明内容

本发明的目的是提供结构简单，使用可靠的胶塞下行指示器的制作及应用方法，它解决了胶塞下行过程中通过水泥头不便于观察的问题，它包括壳体、指针、转轴、限位垫、密封圈、平键、紧固螺母、接触块，所述壳体焊接在水泥头挡销的下部，转轴安装在壳体的轴孔内，并通过密封圈实现密封；所述接触块位于转轴的键槽处，并由平键固定为一体，可实现共同运动；接触块的两端安装有限位垫，可保证接触块居中；所述指针焊接固定在转轴的一端；所述紧固螺母固定在转轴的另一端，以防转轴轴向窜动。

所述壳体为长方体，长度为120毫米，宽度为60毫米；其壳体内部中间设有长方孔，其长方孔的直径与水泥头的外径相对应，长方孔的长度为90毫米，长方孔的四角为圆弧，其圆弧半径为10毫米；所述壳体的中间设置有轴孔，其轴孔的直径为20毫米。

所述转轴中部铣有平键槽，其转轴一端有外六方，另一端为M20螺纹，转轴与指针通过焊接可实现运动同步；其转轴的长度100毫米，其外径为20毫米，转轴的中段内设置有键槽，其键槽的长度为16毫米，宽度为6毫米。

所述接触块为长方体的板块结构，其接触块与胶塞的接触部位为R15且90°的圆弧面，故接触块的转动最大量为90°；胶塞与接触块始终为线接触，可延长接触块的使用寿命，还能避免胶塞因冲击受到损伤；所述接触块的中间设置有半径为10毫米的圆孔，在圆孔的上部设置有键槽；接触块的厚度为16毫米，其厚度与转轴中段的键槽相对应。

所述指针可进行顺时针90°转动，则指针由平行地面的位置改变为垂直地面的位置；所述指针的长度为73毫米；其指针的一端为外六方固定孔，便于操作；指针的另一端为圆锥，其圆锥的度数为60°；所述指针的厚度为10毫米。

所述壳体用整体优质合金钢制造并经调质处理，∮20内孔粗糙度按照标准执行，其壳体、转轴及密封圈配合密封水泥头内部一并承压。

所述壳体及水泥头管体进行焊缝探伤，并按照SY/T7084-2016标准进行强度及密封压力试验；对水泥头的表面设计为红色，对指针喷漆为白色或黄色。

本发明的应用方法是：本装置焊接在水泥头挡销的下部，通过指针的方向变化，在极短的时间内准确判断胶塞是否顺利的通过了水泥头，以确定泵车是否继续输出顶替液；需要压入胶塞时，将指针转动至与地面平行的位置，这样，接触块的R15且90°的部位完全暴露在水泥头的管体内径里，当胶塞在泵压的作用下下行时，胶塞底部会触碰接触块的R15且90°部位，使接触块向下90°转动，通过平键带动转轴顺时针90°转动，由于指针与转轴焊接为一体，故指针也同时进行顺时针90°转动，则指针由平行地面的位置改变为垂直地面的位置；这样也就表示胶塞顺利通过了水泥头挡销部位，继续注入顶替液完成胶塞的碰压即可。

本发明的意义是：本发明结构简单，设计精巧；使用安全可靠；保证了胶塞在下行的情况下安全运作；提高了工作效率；由于壳体内长方孔的直径与水泥头的外径相对应，可与胶塞最佳位置的接触；由于转轴与指针通过焊接固定，结实牢固，可实现运动同步；由于紧固螺母焊接固定在转轴的一端，可防转轴轴向窜动；由于胶塞与接触块始终为线接触，这样就可延长接触块的使用寿命，还能避免胶塞因冲击受到损伤，由于接触块的两端安装有限位垫，可始终保证接触块居中；由于对壳体及水泥头管体的焊缝探伤，并按照SY/T7084-2016标准进行强度及密封压力试验，结构牢固；由于水泥头的表面设计为红色，指针喷漆为白色或黄色，可利于观察与区分，以便采取措施。

附图说明

图1为胶塞下行指示器的结构示意图，图中1、壳体 2、指针 3、转轴 4、限位垫 5、密封圈 6、平键 7、紧固螺母 8、接触块。

图2为胶塞下行指示器的结构示意图，图中1、壳体 2、指针 3、转轴 7、紧固螺母8、接触块。

图3为壳体的结构示意图，图中1、壳体 9、长方孔。

图4为壳体的侧视图，图中1、壳体 10、轴孔。

图5为转轴的结构示意图，图中3、转轴 11、键槽。

图6为接触块的结构示意图，图中8、接触块 12、圆孔 13、键槽。

图7为指针的结构示意图，图中2、指针 14、固定孔 15、圆锥。

图8为胶塞未通过时指针状态示意图，图中1、壳体 2、指针 8、接触块。

图9为胶塞通过后指针状态示意图，图中1、壳体 2、指针 6、平键 8、接触块。

具体实施方式

实施例1、本发明包括壳体1、指针2、转轴3、限位垫4、密封圈5、平键6、紧固螺母7、接触块8，所述壳体1焊接在水泥头档销的下部，转轴3安装在壳体1的轴孔10内，并通过密封圈5实现密封；所述接触块8位于转轴3的键槽11处，并由平键6连接为一体，可实现共同运动；接触块8的两端安装有限位垫4，可保证接触块8居中；所述指针2焊接固定在转轴3的一端；所述紧固螺母7固定在转轴3的另一端，以防转轴3轴向窜动。

实施例2、所述壳体1为长方体，长度为120毫米，宽度为60毫米；其壳体1内部中间设有长方孔9，其长方孔9圆弧部分的直径与水泥头的外径相对应，长方孔9的长度为90毫米，长方孔9的四角为圆弧，其圆弧半径为10毫米；所述壳体1的中间设置有轴孔10，其轴孔10的直径为20毫米。

实施例3、所述转轴3中部铣有平键槽，其转轴3一端有外六方16，另一端为M20螺纹，转轴3与指针2通过焊接可实现运动同步；其转轴3的长度100毫米，其外径为20毫米，转轴3的中段内设置有键槽11，其键槽11的长度为16毫米，宽度为6毫米。

实施例4、所述接触块8为长方体的板块结构，其接触块8与胶塞的接触部位为R15且90°的圆弧面，故接触块8的转动最大量为90°；胶塞与接触块8始终为线接触，可延长接触块8的使用寿命，还能避免胶塞因冲击受到损伤；所述接触块8的中间设置有半径为10毫米的圆孔12，在圆孔12的一侧设置有键槽13，接触块8的厚度为16毫米，其厚度与转轴3中段的键槽11相对应。

实施例5、所述指针2可进行顺时针90°转动，则指针2由平行地面的位置改变为垂直地面的位置；所述指针2的长度为73毫米；其指针2的一端为固定孔14，便于操作；指针2的另一端为圆锥15，其圆锥15的度数为60度；所述指针2的厚度为10毫米。

实施例6、所述壳体1用整体优质合金钢制造并经调质处理，∮20内孔粗糙度按照标准执行，其壳体1、转轴3及密封圈5配合密封水泥头内部压力。

实施例7、所述壳体1及水泥头管体进行焊缝探伤，并按照SY/T7084-2016标准进行强度及密封压力试验；对水泥头的表面设计为红色，对指针2喷漆为白色或黄色。

实施例8、本发明的应用方法是：本装置焊接在水泥头档销的下部，通过指针2的方向变化，在极短的时间内准确判断胶塞是否顺利的通过了水泥头，以确定泵车是否继续输出顶替液；需要压入胶塞时，将指针2转动至与地面平行的位置，这样，接触块8的R15且90°的部位完全暴露在水泥头的管体内径里，当胶塞在泵压的作用下下行时，胶塞底部会触碰接触块8的R15且90°部位，使接触块8向下90°转动，通过平键6带动转轴3顺时针90°转动，由于指针2与转轴3焊接为一体，故指针2也同时进行顺时针90°转动，则指针2由平行地面的位置改变为垂直地面的位置；这样也就表示胶塞顺利通过了水泥头挡销部位，继续注入顶替液完成胶塞的碰压即可。