本發(fā)明屬于采油工程完井技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種長(zhǎng)水平段水平井下套管時(shí)所用的一種變徑漂浮接箍，適用于應(yīng)用固井滑套、定位球座等大通徑壓裂工具完井的井況。

背景技術(shù)：

隨著水平井鉆井技術(shù)的提高以及油氣田開(kāi)發(fā)的需要，水平井水平段長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)水平段長(zhǎng)度超過(guò)1500m的井越來(lái)越多，該類井水平段下套管時(shí)摩阻很大，為此需要采用漂浮接箍使水平段套管內(nèi)充滿空氣，進(jìn)而降低水平段管柱摩阻，為套管順利下入預(yù)定位置做準(zhǔn)備。目前已有的漂浮接箍均是采用鋼性密封芯子，不具備變形能力，鋼性密封芯子下落時(shí)無(wú)法通過(guò)漂浮接箍下方各級(jí)滑套或球座處的縮徑，限制了漂浮接箍的使用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決常規(guī)漂浮接箍?jī)?nèi)部密封芯子不能通過(guò)下部工具縮徑的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種變徑漂浮接箍，用于使用固井滑套、定位球座等大通徑壓裂工具的水平井下套管時(shí)降摩阻，既具備常規(guī)漂浮接箍降低套管下入摩阻的功能又具有通過(guò)管柱縮徑處的能力。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種變徑漂浮接箍，包括變徑芯子、套管和工作筒，所述工作筒兩端通過(guò)接箍與套管連接；所述的變徑芯子位于工作筒內(nèi)，所述的工作筒上開(kāi)有環(huán)形槽， 工作筒的環(huán)形槽與變徑芯子上的定位筒之間設(shè)有定位塊。

所述變徑芯子包括上皮碗、中皮碗、定位塊、定位筒、下皮碗、上中心筒、下中心筒和活塞；所述上皮碗、中皮碗硫化在上中心筒兩端，下皮碗與下中心筒硫化成一體；所述定位筒位于中皮碗和下皮碗之間，所述活塞位于定位筒內(nèi)，所述定位塊插在定位筒上開(kāi)有的等腰梯形孔內(nèi)，所述定位塊沿定位筒周向均勻分布。

所述的上皮碗和中皮碗結(jié)構(gòu)相同，均由橡膠皮碗與上中心筒硫化而成，所述下皮碗由上下兩個(gè)橡膠皮碗與下中心筒硫化而成，橡膠皮碗上大下小，呈碗狀，皮碗內(nèi)表面為圓錐面，皮碗外表面分為上下兩部分，上部為圓柱面，下部為圓錐面；下皮碗的上端與定位筒的下端連接，定位筒的上端與中皮碗的下端連接。

所述的定位筒是一個(gè)厚壁圓筒，定位筒中部沿周向均勻分布若干個(gè)等腰梯形通孔，通孔在定位筒的內(nèi)側(cè)長(zhǎng)與外側(cè)，等腰梯形通孔角度與定位塊角度相同，所述定位筒等腰梯形通孔下部均勻分布若干個(gè)螺紋銷釘通孔。

所述的定位塊是一個(gè)等腰梯形體，頂部窄、底部寬，底部端面為弧面，弧面半徑與活塞上部圓柱半徑相同。

所述的活塞是一個(gè)圓柱體，活塞外壁帶有一個(gè)圓柱臺(tái)階，活塞上部圓柱外徑小，下部圓柱外徑大，活塞圓柱體內(nèi)部有一個(gè)中心孔，中心孔沒(méi)有穿透活塞下端，活塞通過(guò)圓柱臺(tái)階定位在定位筒下端。

所述定位筒與活塞通過(guò)銷釘連接。

所述工作筒是一個(gè)圓筒體，工作筒上下端帶有外螺紋與套管連接，工作筒內(nèi)部帶有一個(gè)環(huán)形槽，環(huán)形槽截面呈等腰梯形，等腰梯形環(huán)槽固定定位塊。

本發(fā)明的有益效果：

（1）和常規(guī)漂浮接箍鋼性密封芯子不同，本發(fā)明采用單向承壓皮碗式變徑芯子，使得其既具有常規(guī)漂浮接箍減輕套管下入摩阻的功能，又可以和帶有縮徑的壓裂工具配合使用，拓展了漂浮接箍的應(yīng)用范圍。

（2）與常規(guī)漂浮接箍投下膠塞推動(dòng)鋼性密封芯子到井底不同，本發(fā)明變徑漂浮接箍在套管下到位后，通過(guò)井筒升壓解除變徑芯子的固定，繼續(xù)泵注液體可以直接將變徑芯子推至井底。

（3）當(dāng)變徑芯子達(dá)到井底后，升高井筒壓力（比解除變徑芯子的固定的壓力高），可以擊穿活塞下端面薄弱處，使套管內(nèi)和環(huán)空連通后，啟動(dòng)固井程序。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明變徑芯子結(jié)構(gòu)示意圖（半剖）。

圖2是本發(fā)明定位筒結(jié)構(gòu)示意圖（半剖）。

圖3是本發(fā)明定位塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明變徑漂浮接箍在套管下入時(shí)錨定及密封狀態(tài)示意圖（半剖）。

圖5是本發(fā)明變徑漂浮接箍在套管下入到位后，井筒升壓解除變徑芯子固定后的狀態(tài)示意圖（半剖）。

圖6是本發(fā)明變徑芯子在到達(dá)井底后, 通過(guò)升高井筒壓力,擊穿活塞下端面薄弱處后的狀態(tài)示意圖（半剖）。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、上皮碗；2、中皮碗；3、定位塊；4、定位筒；5、銷釘；6、下皮碗；7、活塞；8、套管；9、接箍；10、工作筒；11、上中心筒；12、下中心筒。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

為了解決常規(guī)漂浮接箍?jī)?nèi)部密封芯子不能通過(guò)下部工具縮徑的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種如圖4所示的一種變徑漂浮接箍，本發(fā)明提供的一種變徑漂浮接箍，用于使用固井滑套、定位球座等大通徑壓裂工具的水平井下套管時(shí)降摩阻，既具備常規(guī)漂浮接箍降低套管下入摩阻的功能又具有通過(guò)管柱縮徑處的能力。

如圖1所示，一種變徑漂浮接箍，包括變徑芯子、套管8和工作筒10，所述工作筒10兩端通過(guò)接箍9與套管8連接；所述的變徑芯子位于工作筒10內(nèi)，所述的工作筒10上開(kāi)有環(huán)形槽， 工作筒10的環(huán)形槽與變徑芯子上的定位筒4之間設(shè)有定位塊3。

套管8連接浮鞋、浮箍、漂浮接箍下井（從下至上），漂浮接箍與浮箍之間的距離根據(jù)水平段長(zhǎng)度確定，在下入漂浮接箍前套管8內(nèi)不灌漿。套管8下到位后，井筒升壓至45MPa后，使得定位塊3從工作筒10環(huán)形槽內(nèi)滑出，變徑芯子的固定解除，繼續(xù)泵注液體直接將變徑芯子推至井底。當(dāng)變徑芯子達(dá)到井底后，升高井筒壓力至55MPa時(shí)，擊穿活塞7下端面薄弱處，使套管內(nèi)和環(huán)空連通后，啟動(dòng)水泥固井程序。

與常規(guī)漂浮接箍投下膠塞推動(dòng)鋼性密封芯子到井底不同，本發(fā)明變徑漂浮接箍在套管8下到位后，通過(guò)井筒升壓解除變徑芯子的固定，繼續(xù)泵注液體可以直接將變徑芯子推至井底。當(dāng)變徑芯子達(dá)到井底后，升高井筒壓力（比解除變徑芯子的固定的壓力高），可以擊穿活塞下端面薄弱處，使套管內(nèi)和環(huán)空連通后，啟動(dòng)固井程序。

實(shí)施例2：

基于上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述變徑芯子包括上皮碗1、中皮碗2、定位塊3、定位筒4、下皮碗6、上中心筒11、下中心筒12和活塞7；所述上皮碗1、中皮碗2硫化在上中心筒11兩端，下皮碗6與下中心筒12硫化成一體；所述定位筒4位于中皮碗2和下皮碗6之間，所述活塞7位于定位筒4內(nèi)，所述定位塊3插在定位筒4上開(kāi)有的等腰梯形孔內(nèi)，所述定位塊3沿定位筒4周向均勻分布。

所述的上皮碗1和中皮碗2結(jié)構(gòu)相同，均由橡膠皮碗與上中心筒11硫化而成，所述下皮碗6由上下兩個(gè)橡膠皮碗與下中心筒12硫化而成，上、下中心筒均為金屬中心筒。橡膠皮碗上大下小，呈碗狀，皮碗內(nèi)表面為圓錐面，皮碗外表面分為上下兩部分，上部為圓柱面，下部為圓錐面；下皮碗6的上端與定位筒4的下端連接，定位筒4的上端與中皮碗2的下端連接。

上皮碗1、中皮碗2、下皮碗6自由外徑尺寸相同，均為135mm，皮碗收縮后可通過(guò)110mm縮徑。

所述的定位筒4是一個(gè)厚壁圓筒，定位筒4中部沿周向均勻分布若干個(gè)等腰梯形通孔，通孔在定位筒4的內(nèi)側(cè)長(zhǎng)與外側(cè)，等腰梯形通孔角度與定位塊角度相同，所述定位筒等腰梯形通孔下部均勻分布若干個(gè)螺紋銷釘通孔。

所述定位筒4與活塞7通過(guò)銷釘5連接。

套管8下到位后，井筒升壓至45MPa后剪斷銷釘5后，液壓推動(dòng)活塞7下行，定位塊3失去活塞7的支撐后產(chǎn)生縮徑，從工作筒10環(huán)形槽內(nèi)滑出，變徑芯子的固定解除，繼續(xù)泵注液體直接將變徑芯子推至井底。當(dāng)變徑芯子達(dá)到井底后，升高井筒壓力至55MPa時(shí)，擊穿活塞7下端面薄弱處，使套管內(nèi)和環(huán)空連通后，啟動(dòng)水泥固井程序。

如圖2所示，定位筒4是一個(gè)厚壁圓筒，定位筒4上端有外螺紋和中皮碗2下端連接，定位筒4下端有外螺紋和下皮碗6上端連接，定位筒4中部沿周向均勻分布四個(gè)等腰梯形通孔，通孔在定位筒4內(nèi)側(cè)長(zhǎng)，在定位筒4外側(cè)短，等腰梯形通孔角度與定位塊角度相同，∠α=∠β=∠c=∠d，在定位筒4等腰梯形通孔下部均勻分布四個(gè)螺紋銷釘5通孔。銷釘5是一個(gè)帶有外螺紋的圓柱體。

如圖3所示，定位塊3是一個(gè)等腰梯形體，頂部窄、底部寬，底部端面為弧面，弧面半徑與活塞7上部圓柱半徑相同，定位塊3插在定位筒4等腰梯形孔內(nèi)，沿定位筒4周向均勻分布，定位塊3底部由活塞7上部圓柱面支撐。定位塊3處于支撐狀態(tài)時(shí)外徑為129mm，失去支撐后外徑與定位筒4外徑相同，為90m。

所述的活塞7是一個(gè)圓柱體，活塞外壁帶有一個(gè)圓柱臺(tái)階，活塞7上部圓柱外徑小，下部圓柱外徑大，活塞7圓柱體內(nèi)部有一個(gè)中心孔，中心孔沒(méi)有穿透活塞7下端，活塞7通過(guò)圓柱臺(tái)階定位在定位筒4下端。

活塞7是一個(gè)圓柱體，活塞7外壁帶有一個(gè)圓柱臺(tái)階，活塞7上部圓柱外徑小，下部圓柱外徑大，活塞7上部圓柱外壁至上而下分布一個(gè)密封圈槽和一個(gè)環(huán)形銷釘環(huán)形槽，活塞7下部圓柱外壁分布兩個(gè)密封圈槽，活塞7圓柱體內(nèi)部有一個(gè)中心孔，中心孔沒(méi)有穿透活塞下端?；钊?依靠圓柱臺(tái)階定位在定位筒4下端，同時(shí)用銷釘5固定。

所述工作筒10是一個(gè)圓筒體，工作筒10上下端帶有外螺紋與套管8連接，工作筒10內(nèi)部帶有一個(gè)環(huán)形槽，環(huán)形槽截面呈等腰梯形，等腰梯形環(huán)槽固定定位塊3。

工作筒10是一個(gè)圓筒體，外徑152mm，內(nèi)通徑為124.26mm，上下端帶有外螺紋與套管8連接，工作筒10內(nèi)部帶有一個(gè)環(huán)形槽，環(huán)形槽截面呈等腰梯形，環(huán)形槽底徑為129m，等腰梯形環(huán)槽用于固定定位塊3。

該變徑漂浮接箍的工作過(guò)程如下：

套管連接浮鞋、浮箍、漂浮接箍下井（從下至上），漂浮接箍與浮箍之間的距離根據(jù)水平段長(zhǎng)度確定，在下入漂浮接箍前套管內(nèi)不灌漿。如圖4所示，套管下到位后，井筒升壓至45MPa后剪斷銷釘5后，如圖5、圖6所示，液壓推動(dòng)活塞7下行，定位塊3失去活塞7的支撐后產(chǎn)生縮徑，從工作筒10環(huán)形槽內(nèi)滑出，變徑芯子的固定解除，繼續(xù)泵注液體直接將變徑芯子推至井底。當(dāng)變徑芯子達(dá)到井底后，升高井筒壓力至55MPa時(shí)，擊穿活塞7下端面薄弱處，使套管內(nèi)和環(huán)空連通后，啟動(dòng)水泥固井程序。

以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。