CN101122214A - 机械膨胀式筛管悬挂器 - Google Patents

Abstract

机械膨胀式筛管悬挂器，应用于石油井下防砂筛管悬挂施工中。特征是：送入接头下端外壁连接有膨胀管，送入接头下端内壁连接有中心管。在中心管外壁上固定有胀塞。固定套固定连接在中心管上。中心管下端连接有连接管，连接管下端连接有冲管。冲管的下端固定有冲管接箍。膨胀管下端连接外连接套。外连接套内壁与冲管外壁之间有密封盘，密封盘坐封在外连接套的内部台阶上。在外连接套的下端固定有锁簧机构。效果是：利用机械力胀开膨胀管，与套管金属面紧密接触进行座封、座挂。座封、座挂质量好；减少筛管座挂部件与套管的重叠段长度；提高完井后的油气采收率；在特殊井中应用效果显著。

Description

机械膨胀式筛管悬挂器

技术领域

本发明专利涉及石油技术领域，特别涉及一种石油井下管内防砂筛管技术，特别是一种机械膨胀式筛管的悬挂器。

背景技术

筛管悬挂器作用是将防砂筛管悬挂在上层套管内壁上。施工过程是将数十米乃至上百米的筛管串送至井内预定位置，通过地面操作，经液压或机械作用进行筛管串的座封与丢手，最后将送入的筛管串悬挂在上层套管内壁上，完成油井防砂施工。

目前，国内常规筛管悬挂器是利用封隔器进行座封的筛管悬挂器。常规筛管悬挂器存在以下不足：座挂施工时容易损伤套管；筛管座挂部件与套管的重叠段长度长；在复杂井况下，筛管串遇阻不易达到预定位置；用卡瓦与套管紧密咬合进行座挂占用套管内部空间大，油气采收率低；需多次下钻才能实现座封，座挂前后需要冲洗筛管的内外壁；随着深井、超深井、水平井等特殊井的不断增多，油井内部结构更加复杂，在这种恶劣的井况条件下，时常出现座挂、座封失败等情况，严重影响最终的完井效率和完井成本。中国专利公告号CN2898269Y和CN2203355Y所提供的筛管悬挂器是利用卡瓦与套管紧密咬合方式进行悬挂。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械膨胀式筛管悬挂器，实现防砂筛管悬挂在上层套管内壁上。利用上提管柱的机械力胀开膨胀管，使该机械膨胀式筛管悬挂器与套管内壁紧密贴合，实现筛管座封、座挂。该筛管悬挂器主要解决：常规筛管悬挂器存在的筛管座挂部件与套管的重叠段长度长；筛管完井后，油气采收率低；需多次下钻才能实现座封、座挂前后冲洗筛管的内外壁；筛管座封、座挂质量差；悬挂的筛管寿命低等不足。

本发明目的是这样实现的，机械膨胀式筛管悬挂器，包括送入接头、中心管、膨胀管、胀塞、连接管、外连接套、冲管、密封盘、冲管接箍、锁簧机构和固定套。

送入接头上部有螺纹，能将机械膨胀式筛管悬挂器连接在送入管柱的下端。其特征在于：送入接头下端外壁连接有膨胀管，送入接头下端内壁连接有中心管。在中心管外壁上固定有胀塞，胀塞在中心管与膨胀管之间。固定套固定连接在中心管上。中心管下端连接有连接管，连接管下端连接有冲管。冲管的下端固定有冲管接箍，冲管接箍的作用是提出密封盘。膨胀管下端连接外连接套。外连接套内壁与冲管外壁之间有密封盘，密封盘坐封在外连接套的内部台阶上。在外连接套的下端外壁上均匀分布固定至少两个锁簧机构。外连接套的下端有外螺纹，能连接筛管串。

为了施工时机械膨胀式筛管悬挂器能相对固定在井下套管接箍卡槽内，当管柱在上提的时候，机械膨胀式筛管悬挂器和筛管串与套管之间不产生相对运动，在外连接套的下端固定有锁簧机构。锁簧机构由挡板、锁块和弹簧组成。挡板焊接在外连接套上；锁块形状为“L”形的钢板，锁块的下平面为一斜面；弹簧为圆柱螺旋压缩弹簧。锁簧机构嵌入外连接套外壁上。在筛管串下到预定深度时，锁簧机构中的锁块能自动弹出，锁块进入套管接箍的卡槽内。预先下入井内的套管接箍应当在筛管串准备悬挂的位置。

膨胀管与送入接头的连接方式可以采用左旋螺纹连接。膨胀管与送入接头的连接方式也可以采用花键连接。

为了使膨胀管膨胀后能够更好的与套管进行座封、座挂，膨胀管的外侧至少有一个环形凸起。

为了施工上提胀塞减少阻力，胀塞的轴向两端为锥面。

本发明的有益效果是：机械膨胀式筛管悬挂器，利用上提管柱的机械力胀开膨胀管，使其与套管内表面紧密接触进行座封、座挂。该机械膨胀式筛管悬挂器座封、座挂质量好；座挂的筛管使用寿命长；能减少筛管座挂部件与套管的重叠段长度；能大大提高完井后的油气采收率；座封、座挂前、后可冲洗筛管串的内外壁；一次下钻就能实现座封、座挂前后冲洗筛管的内外壁；在深井、超深井、水平井等特殊井中应用效果显著。

附图说明

图1是本发明机械膨胀式筛管悬挂器的结构剖面示意图。是实施例1的结构示意图。

图2是锁簧机构的结构剖面示意图。

图中，1.送入接头，2.中心管，3.膨胀管，4.胀塞，5.连接管，6.外连接套，7.冲管，8.密封盘，9.冲管接箍，10.锁簧机构，11.轴肩，12.固定套，13.挡板，14.锁块，15.弹簧，16.环形凸起。

具体实施方式

实施例1：参阅附图1。以一个规格为9⁵/₈″-7″的机械膨胀式筛管悬挂器为例，进行具体说明。

送入接头1最大外径是210毫米。中心管2长度是1355毫米，内径是82毫米，外径是120毫米。膨胀管3长度是1400毫米。膨胀管3的外侧有两道环形凸起16。环形凸起16的截面为梯形，厚度是5毫米。环形凸起21外部边沿的直径与膨胀管3的最大直径相同。

送入接头1上部有螺纹，能将机械膨胀式筛管悬挂器连接在送入管柱的下端，将机械膨胀式筛管悬挂器送入井下悬挂的位置。送入接头1下端外壁连接有膨胀管3，膨胀管3与送入接头1的连接方式采用花键连接。送入接头1下端内壁连接有中心管2。

在中心管2外壁上套有胀塞4，胀塞4在中心管2与膨胀管3之间，且胀塞4能沿中心管2上下滑动。胀塞4的厚度300毫米，最大外径192毫米，其轴向两端有锥面。固定套12固定连接在中心管2上，能够阻止胀塞4相对中心管2向下运动。

中心管2下端外壁上螺纹连接有连接管5。连接管5下端连接有冲管7。冲管7的下端固定有冲管接箍9。膨胀管3下端连接外连接套6。外连接套6内壁与冲管7外壁之间有密封盘8，密封盘8坐封在外连接套6的内部台阶11上。

参阅图2。在外连接套6的下端外壁上均匀分布固定有4个锁簧机构10。锁簧机构10包括挡板13、锁块14和弹簧15。锁块14形状为“L”形的钢板，锁块14的下平面为一斜面；弹簧15为圆柱螺旋压缩弹簧。锁簧机构10嵌入外连接套6外壁上。

外连接套6的下端有外连接螺纹。

实施例2：参阅附图1。实施例2与实施例1不同点是：膨胀管3与送入接头1的连接方式采用的是左扣螺纹连接。

简述机械膨胀式筛管悬挂器的使用操作过程，有助于理解本发明。将筛管悬挂器下放到预定位置前，正洗井冲砂，冲洗筛管串与裸眼环空。筛管悬挂器下放到预定位置时，上提送入管柱，悬重上升，证明锁簧机构10中的锁块已弹到特制套管接箍的卡槽内，确定筛管悬挂器下放到设计位置时。此时，顺时针旋转管柱，旋开送入接头1与膨胀管3之间的左扣。上提管柱，送入接头1、中心管2、外连接套6、冲管7、密封盘8和冲管接箍9一起上提，为胀塞4提供一个向上的机械力，胀塞4相对于膨胀管3向上移动，胀开膨胀管3。全部胀开的膨胀管3与套管紧密接触，座封、座挂筛管串。这样解决了常规筛管悬挂器使用卡瓦座挂损坏套管质量，使用胶塞密封易腐蚀的问题，而且，其座挂，座封效果好，可以大大减少筛管悬挂器与套管重叠段的长度。送入接头1、中心管2、外连接套6、冲管7、密封盘8和冲管接箍9上提的同时，即可丢手。这种机械膨胀式筛管悬挂器结构简单，丢手、座封、座挂成功率高，同时可大大节省施工时间。

丢手后，继续上提管柱，使送入接头1相对于膨胀管3离开一小段距离。再次向钻柱内加高压完井液，对筛管串内部进行冲洗。冲洗结束后，提出筛管内部管柱，完成作业。

如果，送入接头1和膨胀管3用花键连接时，采用旋转整个管柱下放，有利于顺利下放到预定位置。机械膨胀式筛管器在下放到预定位置后，直接上提管柱就可以对筛管串进行座挂座封。其工作原理与实施例1采用左扣螺纹连接的机械膨胀式筛管悬挂器的膨胀和悬挂原理相同。

Claims (6)

1.一种机械膨胀式筛管悬挂器，包括送入接头(1)、中心管(2)、膨胀管(3)、胀塞(4)、连接管(5)、外连接套(6)、冲管(7)、密封盘(8)、冲管接箍(9)、锁簧机构(10)和固定套(12)，

送入接头(1)上部有螺纹，其特征在于：送入接头(1)下端外壁连接有膨胀管(3)，送入接头(1)下端内壁连接有中心管(2)，在中心管(2)外壁上固定有胀塞(4)，胀塞(4)在中心管(2)与膨胀管(3)之间，且胀塞(4)能沿中心管(2)上下滑动，固定套(12)固定连接在中心管(2)上，中心管(2)下端连接有连接管(5)，连接管(5)下端连接有冲管(7)，冲管(7)的下端固定有冲管接箍(9)，膨胀管(3)下端连接外连接套(6)，外连接套(6)内壁与冲管(7)外壁之间有密封盘(8)，密封盘(8)坐封在外连接套(6)的内部台阶(11)上，在外连接套(6)的下端外壁上均匀分布固定有至少两个锁簧机构(10)，外连接套(6)的下端有外螺纹。

2.根据权利要求1所述的机械膨胀式筛管悬挂器，其特征在于：膨胀管(3)与送入接头(1)的连接方式采用花键连接。

3.根据权利要求1所述的机械膨胀式筛管悬挂器，其特征在于：膨胀管(3)与送入接头(1)的连接方式采用左扣螺纹连接。

4.根据权利要求2或3所述的机械膨胀式筛管悬挂器，其特征在于：膨胀管(3)的外侧至少有一个环形凸起(16)，环形凸起(16)的截面为梯形，外部边沿直径与膨胀管(3)的最大直径相同。

5.根据权利要求1、2或3所述的机械膨胀式筛管悬挂器，其特征在于：所述的锁簧机构(10)包括挡板(13)、锁块(14)和弹簧(15)，挡板(13)焊接在外连接套(6)上；锁块(14)形状为“L”形的钢板，锁块(14)的下平面为一斜面；弹簧(15)为圆柱螺旋压缩弹簧，锁簧机构(10)嵌入外连接套(6)外壁上。

6.根据权利要求1、2或3所述的机械膨胀式筛管悬挂器，其特征在于：胀塞(4)的轴向的两个端为锥面。

Images