CN101161982B - 液压膨胀式尾管悬挂器 - Google Patents
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Abstract
液压膨胀式尾管悬挂器,应用于尾管固井施工中。特征是:送入接头上端有螺纹,能连接钻具。送入接头下端外壁与膨胀管左旋螺纹连接;送入接头下端内壁与中心管螺纹连接。中心管下端采用剪钉固定有密封胶塞;胀塞在中心管和膨胀管之间的环形空间;卡簧形状为环形,卡在中心管的下端外壁沟槽内;胶塞导管连接在膨胀管的下端;胶塞导管下端螺纹连接下连接管;阻挡环坐放于下连接管的内部台肩上。阻挡环上部中心孔的直径与密封胶塞下端外径相同,阻挡环下部中心孔的直径小于密封胶塞下端外径。效果是:利用液压胀开膨胀管与套管内壁紧密接触进行悬挂尾管串。悬挂成功率高,密封质量好;管柱内通径大。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于尾管固井的尾管悬挂器,特别是一种液压膨胀式尾管悬挂器。
背景技术
尾管悬挂固井技术能减少固井套管重叠,节约套管;降低注水泥的压力;简化井身结构,解决深井、复杂井的固井难题。
目前,尾管悬挂器按照其座挂的方式可以分为卡瓦式和膨胀式尾管悬挂器。总体来说,卡瓦式尾管悬挂器有座挂不可靠,座挂后通径变小,座封效果不好,套管环空水泥环存在密封泄漏问题,还存在下入工具后丢手失败等问题。
中国专利公告号CN2159452Y提供了一种随位自动悬挂尾管装置,是一种典型的卡瓦式随位自动脱挂尾管悬挂器,其采用卡瓦与套管内壁进行悬挂。该尾管悬挂器座挂后,尾管内部的通径小,不利于后续作业,并且在下入尾管悬挂器和注水泥的过程中尾管不能旋转,固井质量不好。
现有膨胀式尾管悬挂器结构较复杂。US7225880B2是一种膨胀式尾管悬挂器,其利用液压力胀开膨胀管,使膨胀管与套管进行悬挂。该尾管悬挂器采用从上向下胀开膨胀管的方式,结构复杂。
发明内容
本发明的目的是:提供一种液压膨胀式尾管悬挂器,完成尾管悬挂固井,并克服卡瓦式尾管悬挂器采用卡瓦座挂,座挂不可靠,座挂后通径变小;克服膨胀式尾管悬挂器采用从上向下胀开膨胀管的方式,结构复杂的不足。
本发明的技术解决方案:液压膨胀式尾管悬挂器,它由送入接头、水泥胶塞、中心管、膨胀管、胀塞、卡簧、剪钉、密封胶塞、胶塞导管、阻挡环和下连接管等组成。送入接头上端有螺纹,能连接钻具。送入接头下端外壁与膨胀管左旋螺纹连接;送入接头下端内壁与中心管螺纹连接。中心管下端通过剪钉固定有密封胶塞。密封胶塞的内径比中心管的内径小8-20毫米。胀塞在中心管和膨胀管之间的环形空间内的下端,胀塞与中心管之间动密封配合,胀塞能在中心管上面滑动;卡簧形状为环形,卡在中心管的下端外壁沟槽内;胶塞导管连接在膨胀管的下端;胶塞导管下端螺纹连接下连接管,下连接管的下端有螺纹,下连接管的作用是连接需要在井下悬挂的尾管串。阻挡环坐放于下连接管的内部台肩上。阻挡环上部中心孔的直径与密封胶塞下端外径相同,阻挡环下部中心孔的直径小于密封胶塞下端外径。
为了使膨胀管与套管悬挂更牢固,膨胀管的外侧至少有一个环形凸起,环形凸起的截面为梯形,环形凸起外径与膨胀管的端部直径相同。
膨胀管外壁直接与套管内壁密封;也可以采用橡胶密封,即在膨胀管外壁上套有橡胶圈;或者在膨胀管外壁上套有金属与橡胶组合密封圈,采用金属与橡胶组合密封。
膨胀管和胀塞的结构采用的是固井用膨胀管和胀塞的结构,使用方法与膨胀管固井方法相同,本领域技术人员熟悉,不详细介绍。
本发明的有益效果是:本发明液压膨胀式尾管悬挂器与现有的技术相比的优点在于:利用液压胀开膨胀管与套管内壁紧密接触进行悬挂尾管。在结构设计有较大的改进,打破传统尾管悬挂器结构。本发明利用液压力作用,推动胀塞自下向上胀开膨胀管。该液压膨胀式尾管悬挂器在实际应用当中,结构简单,操作简便;悬挂成功率高,密封质量好;尾管悬挂后,管柱内通径大,便于采取增产措施。膨胀管与送入接头用左扣连接,使液压膨胀式尾管悬挂器能够悬挂大重量尾管,超深井以及大位移水平井中应用优势明显。
附图说明
图1是本发明液压膨胀式尾管悬挂器结构剖面示意图。是实施例1的结构示意图。
图中,1.送入接头,2.水泥胶塞,3.中心管,4.膨胀管,5.胀塞,6.卡簧,7.剪钉,8.密封胶塞,9.胶塞导管,10.阻挡环,11.下连接管,12.环形凸起。
具体实施方式
实施例1:参阅图1。以一个9-5/8″规格的液压膨胀式尾管悬挂器为例,进行详细说明。
液压膨胀式尾管悬挂器,送入接头1上端有NC50钻杆螺纹接头,能连接5-1/2″钻柱水泥胶塞2采用常规钻杆胶塞。中心管3长度1320mm,内径与上部钻杆内径相同。膨胀管4两端的外径为210mm,外侧有10个环形凸起,环形凸起外部边沿直径与膨胀管4的端部直径相同。胀塞5采用环形胀塞。圆形卡簧6厚度为10mm。剪钉7剪断压力8MPa。密封胶塞8。胶塞导管9是固井需要悬挂的尾管串,能够悬挂7″尾管串。阻挡环10的作用是阻挡密封胶塞8下行,使密封胶塞8停留并密封。
送入接头1下端外壁与膨胀管4左旋螺纹连接,在膨胀管4外壁的膨胀段上套有3个橡胶圈。送入接头1下端内壁与中心管3螺纹连接。中心管3下端通过剪钉7固定有一个密封胶塞8。密封胶塞8的内径比中心管3的内径小12毫米。胀塞5在中心管3和膨胀管4之间的环形空间,胀塞5与中心管3之间动密封配合,胀塞5能在中心管3上面滑动;卡簧6卡在中心管的下端外壁沟槽内;胶塞导管9连接在膨胀管4的下端;胶塞导管9下端螺纹连接下连接管11,下连接管11的下端有螺纹。下连接管11的下端能连接需要悬挂的尾管串。能悬挂的尾管串长度在2000米以内。阻挡环10坐放于下连接管11的内部台肩上。阻挡环10上部中心孔的直径与密封胶塞8下端外径相同,阻挡环10下部中心孔的直径小于密封胶塞8下端外径。
简述本发明的工作过程,有助于理解本发明。当本发明随着尾管串下到预定位置的时候,将设计好一定量的水泥泵入到送入管柱后,投入水泥胶塞2。继续泵入完井液,完井液推动水泥胶塞2沿中心管3内壁向下运动,水泥胶塞2沿中心管内壁向下运动到密封胶塞8上部碰压,密封胶塞8剪断剪钉7,水泥胶塞2和密封胶塞8组成的复合胶塞在完井液压力的推动下沿胶塞导管9内壁继续下行,同时刮去胶塞导管9内壁上残留的水泥。下行至阻挡环10上部二次碰压。顺时针旋转送入管柱,旋开送入接头1与膨胀管4之间的左旋螺纹连接。地面泵入水泥并提高泵压,再次憋压。当压力增加到一定值时,完井液推动胀塞5沿中心管3向上滑动,胀开膨胀管4,使其与上层套管内壁接触和胀合,形成了坚固而可靠的座封,实现胶塞导管的座挂。这时,顺时针旋转送入管柱,旋开送入接头1与膨胀管4之间的左扣连接,上提送入管柱,胀塞5在卡簧6的作用下,与中心管3和送入接头一起被上提至井口,使用常规钻井工具可以继续钻进。
实施例2:参阅图1。实施例2与实施例1基本相同,不同点是:在膨胀管4的膨胀段的外壁上套有金属与橡胶组合的密封圈。膨胀管4的外侧有5个环形凸起12,环形凸起12的截面为梯形,环形凸起12外部边沿直径与膨胀管4的端部直径相同。
Claims (4)
1.一种液压膨胀式尾管悬挂器,主要由送入接头(1)、水泥胶塞(2)、中心管(3)、膨胀管(4)、胀塞(5)、卡簧(6)、剪钉(7)、密封胶塞(8)、胶塞导管(9)、阻挡环(10)和下连接管(11)组成,其特征是:送入接头(1)上端有螺纹,送入接头(1)下端外壁与膨胀管(4)左旋螺纹连接;送入接头(1)下端内壁与中心管(3)螺纹连接,中心管(3)下端通过剪钉(7)固定有密封胶塞(8),密封胶塞(8)的内径比中心管(3)的内径小8-20毫米,胀塞(5)在中心管(3)和膨胀管(4)之间的环形空间内的下端,胀塞(5)与中心管(3)之间动密封配合,胀塞(5)能在中心管(3)上面滑动;卡簧(6)形状为环形,卡在中心管的下端外壁沟槽内;胶塞导管(9)连接在膨胀管(4)的下端;胶塞导管(9)下端螺纹连接下连接管(11),下连接管(11)的下端有螺纹;阻挡环(10)固定于下连接管(11)的内部台肩上,阻挡环(10)上部中心孔的直径与密封胶塞(8)下端外径相同,阻挡环(10)下部中心孔的直径小于密封胶塞(8)下端外径。
2.根据权利要求1所述的液压膨胀式尾管悬挂器,其特征是:膨胀管(4)的外侧至少有一个环形凸起(12),环形凸起(12)的截面为梯形,环形凸起(12)外径与膨胀管(4)的端部直径相同。
3.根据权利要求1或2所述的液压膨胀式尾管悬挂器,其特征是:在膨胀管(4)外壁上套有橡胶圈。
4.根据权利要求1或2所述的液压膨胀式尾管悬挂器,其特征是:在膨胀管(4)外壁上套有金属与橡胶组合密封圈。
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