CN106285553B - 一种尾管悬挂器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种尾管悬挂器，包括上接头，下接头，伞式护肩，胶筒，双室缸体，卡瓦装置，坐封坐卡剪钉，定位销，中央锲子，中心管，弹性椎体，弹簧销组合，锁环，四氟调整片和椎体，所述的上接头的一侧安装卡瓦装置；所述的下接头的一侧安装伞式护肩；所述的伞式护肩具体采用两个；所述的胶筒安装在所述的伞式护肩中间；所述的双室缸体上部设置坐封坐卡剪钉和定位销；所述的中央锲子安装在中心管的外侧。本发明通过中央锲子，卡瓦装置，伞式护肩和弹簧销组合，有利于增大悬挂力，增强密封性，提高安全保障，延长使用寿命，便于市场推广和应用。

Description

一种尾管悬挂器

技术领域

本发明属于石油开采领域技术领域，尤其涉及一种水平井裸眼完井分段压裂、酸化改造工具管柱。

背景技术

水平井分段压裂，酸化改造工具和方法取决于完井方式及工程习惯，不动管柱方式主要适用于水平裸眼井，该类管柱主要由封隔器和滑套喷砂器构成，且由尾管悬挂器挂在直井段的套管上，压裂完成后，该类管柱直接作为生产管柱；不动管柱方式也可应用于水平套管井，但对于水平套管井，还可采取桥塞射孔完成，水力喷砂拖动管柱方式。这些工具和方法各有利弊，实际都在应用中。

中国专利公开号为CN101514613A，发明创造的名称为一种尾管悬挂器，包括：上接头，中心管，卡瓦，锁块，活塞，坐封剪钉，活塞套，密封圈，下接头，其特征在于：上接头与中心管连接，活塞装在活塞套内，然后套入到中心管上，中心管在活塞与下接头之间设计了进液孔，上接头的椎体斜面下面是卡瓦，用锁块连接在中心管上，中心管下端与下接头之间采用43/4锥度管螺纹连接，所述的上接头，其中下端为一椎体斜面，便于卡瓦在活塞的推动下，经椎体斜面撑开。

从使用尾管悬挂器的工程实践中发现，现有尾管悬挂器的主要缺陷有二，其一是悬挂力不够，厂家推荐的悬挂力是60吨，其实是小于实际需要的，这是因为尾管悬挂器通过其卡瓦与套管咬合产生悬挂力，用来克服数千米管柱的重力及压裂时泵压对管柱的张力，举个常见例子，如果管柱使用的是31/2"外加厚油管，壁厚是9.52mm，那么单位长度名义重量是19.27kg/m，对于3000m井深的直井或水平井直井段，则管柱重量是57.8吨；又如果通径是伞76mm，在井口施加70MPa压力压裂时，那么泵压对管柱的张力应该是31.7吨，二力相加达89.5吨。所以说，现有悬挂器的卡瓦部分有待改进。其二是密封力不够，曾经在压裂施工中发现，油管环空的压力逐渐升高，最后达到管内压力，使压裂不能正常进行。因此，发明一种尾管悬挂器显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种尾管悬挂器，以解决现有尾管悬挂器中存在着悬挂力和密封力不够，安全可靠性低，使用寿命短的的问题。一种尾管悬挂器，包括上接头，下接头，伞式护肩，胶筒，双室缸体，卡瓦装置，坐封坐卡剪钉，定位销，中央楔子，中心管，弹性椎体，弹簧销组合，锁环，四氟调整片和椎体，所述的上接头的一侧安装卡瓦装置；所述的下接头的一侧安装伞式护肩；所述的伞式护肩具体采用两个；所述的胶筒安装在所述的伞式护肩中间；所述的双室缸体上部设置坐封坐卡剪钉和定位销；所述的中央锲子安装在中心管的外侧；所述的中心管包括中心管凸台；所述的弹性椎体具体采用两个，所述的弹性椎体分别安装在中央楔子的两侧；所述的弹簧销组合安装在锁环的外侧；所述的四氟调整片安装在中央楔子与弹性椎体之间；所述的椎体安装在卡瓦装置的两侧。

所述的伞式护肩包括盘座，滑柱，伞股，伞幅，收拢弹簧和铰链，所述的盘座内安装滑柱；所述的伞股通过收拢弹簧贴附在胶筒的表面；所述的伞股通过铰链与滑柱相连；所述的伞幅安装在伞股的上部。

所述的卡瓦装置包括下卡瓦，上卡瓦，隔板，拉簧和预留沟槽，所述的上卡瓦或者下卡瓦外侧安装拉簧；所述的隔板具体采用两个，所述的隔板安装在上卡瓦或者下卡瓦与弹性椎体之间；所述的拉簧安装在预留沟槽中。

所述的弹性椎体具体采用表面带有豁口的弹性金属套，有利于限制上卡瓦和下卡瓦的移动。

所述的隔板具体采用黄铜环形板，低摩阻性，有利于屏蔽上卡瓦和下卡瓦的径向力，保持弹性锥体的定位位置。

所述的中心管凸台具体采用高度为1毫米至5毫米环形凸台，所述的中心管凸台两侧设有斜牙一对，上卡瓦和下卡瓦移动被弹性锥体限制，而弹性锥体又被中心管突台限制，由此上卡瓦和下卡瓦只能垂直咬合中心管，不会在中心管表面滑动；同时便于弹性椎体定位。

所述的椎体的半锥角小于15度，角度较小，由此上卡瓦和下卡瓦可获得较大的径向推力。

所述的上卡瓦(62)或者下卡瓦(61)的接触长度大于60mm，增大咬合面，获得较大的径向推力。

所述的卡瓦装置或者胶筒具体采用三套液压伺服系统，在上卡瓦和下卡瓦动作的同时，启动中央楔子，每个执行机构的受力、位移都可以准确计算和控制，这就保障了每个执行机构实现其应该发挥的功能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：由于本发明的一种尾管悬挂器广泛应用于石油开采领域。同时，本发明的有益效果为：

1.本发明伞式护肩的设置，胶筒不再受剪切力的伤害，工作压差由伞股承担，可以承受较大的工作压差。

2.本发明的卡瓦装置的设置，增大咬合面，获得较大的径向推力。

3.本发明的中央楔子的设置，保证悬挂器轴向移动时，中央楔子发生旋转，增大径向尺度，给出巨大阻力，从而产生高悬挂力。

4.本发明的弹簧销组合的设置，防止意外解封解卡，增强安全保障，使悬挂器长期有效。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的卡瓦装置结构示意图。

图3是本发明的伞式护肩结构示意图。

图4是本发明的中央楔子结构示意图。

图5是本发明的弹性锥体结构示意图。

图中：1-上接头，2-下接头，3-伞式护肩，31-盘座，32-滑柱，33-伞股，34-伞幅，35-收拢弹簧，36-铰链，4-胶筒，5-双室缸体，6-卡瓦装置，61-下卡瓦，62-上卡瓦，63-隔板，64-拉簧，65-预留沟槽，7-坐封坐卡剪钉，8-定位销，9-中央楔子，10-中心管，11-弹性椎体，12-弹簧销组合，13-锁环，14-四氟调整片，15-椎体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

如附图1至附图5所示,本发明提供一种尾管悬挂器，包括上接头1，下接头2,伞式护肩3,胶筒4,双室缸体5,卡瓦装置6,坐封坐卡剪钉7,定位销8,中央楔子9,中心管10,弹性椎体11，弹簧销组合12,锁环13,四氟调整片14和椎体15,所述的上接头1的一侧安装卡瓦装置6；所述的下接头2的一侧安装伞式护肩3；所述的伞式护肩3具体采用两个；所述的胶筒4安装在伞式护肩3中间；所述的双室缸体5上部设置坐封坐卡剪钉7和定位销8；所述的中央楔子9安装在中心管10的外侧；所述的中心管10包括中心管凸台101；所述的弹性椎体11具体采用两个，所述的弹性椎体11分别安装在中央楔子9的两侧；所述的弹簧销组合12安装在锁环13的外侧；所述的四氟调整片14安装在中央楔子9与弹性椎体11之间；所述的椎体15安装在卡瓦装置6的两侧。

所述的伞式护肩3包括盘座31，滑柱32,伞股33,伞幅34,收拢弹簧35和铰链36,所述的盘座31内安装滑柱32；所述的伞股33通过收拢弹簧35贴附在胶筒4的表面；所述的伞股33通过铰链36与滑柱32相连；所述的伞幅34安装在伞股33的上部。

所述的卡瓦装置6包括下卡瓦61，上卡瓦62,隔板63,拉簧64和预留沟槽65,所述的上卡瓦62或者下卡瓦61外侧安装拉簧64；所述的隔板63具体采用两个，所述的隔板63安装在上卡瓦62或者下卡瓦61与弹性椎体11之间；所述的拉簧64安装在预留沟槽65中。

所述的弹性椎体11具体采用表面带有豁口的弹性金属套，有利于限制上卡瓦62和下卡瓦61的移动。

所述的隔板63具体采用黄铜环形板，低摩阻性，有利于屏蔽上卡瓦62和下卡瓦61的径向力，保持弹性锥体11的定位位置。

所述的中心管凸台101具体采用高度为1毫米至5毫米环形凸台，所述的中心管凸台101两侧设有斜牙一对，上卡瓦62和下卡瓦61移动被弹性锥体11限制，而弹性锥体11又被中心管突台101限制，由此上卡瓦62和下卡瓦61只能垂直咬合中心管10,不会在中心管10表面滑动；同时便于弹性椎体11定位。

所述的椎体16的半锥角小于15度，角度较小，由此上卡瓦62和下卡瓦61可获得较大的径向推力。

所述的上卡瓦(62)或者下卡瓦(61)的接触长度大于60mm，增大咬合面，获得较大的径向推力。

所述的卡瓦装置6或者胶筒4具体采用三套液压伺服系统，在上卡瓦62和下卡瓦61动作的同时，启动中央楔子9,每个执行机构的受力、位移都可以准确计算和控制，这就保障了每个执行机构实现其应该发挥的功能。

工作原理：

本发明是通过弹性锥体11配合中心管10上的中心管凸台101使中央楔子9垂直的咬合在中心管上，由于中央楔子9的锥面部垫有四氟调整片14,当悬挂器发生轴向移动时，中央楔子9会发生旋转，增大径向尺度，悬挂器在轴向移动给出了巨大的阻力，显然增大了悬挂力；胶筒4两端的保护装置采用一种独创的伞式护肩3,它由盘座31、滑柱32、伞股33和伞幅34组成，滑柱32插在盘座31中，可在盘座31中上下滑动，伞股33用铰链36与滑柱32相连，伞股33中穿入收拢弹簧35,伞幅34用来填补伞股33张开时的空隙，胶筒4不变形时，伞股33在收拢弹簧35的作用下贴附在胶筒4的锥面上，胶筒4变形时，伞股33张开，伞股33提拉滑柱32,伞幅34相应张开，填补伞股33的空隙，在这种伞式护肩3的保护下，胶筒4不再受剪切力的伤害，可以承受较大的压差。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种尾管悬挂器，其特征在于，该尾管悬挂器包括上接头(1)，下接头(2)，伞式护肩(3)，胶筒(4)，双室缸体(5)，卡瓦装置(6)，坐封坐卡剪钉(7)，定位销(8)，中央楔子(9)，中心管(10)，弹性椎体(11)，弹簧销组合(12)，锁环(13)，四氟调整片(14)和椎体(15)，所述的上接头(1)的一侧安装卡瓦装置(6)；所述的下接头(2)的一侧安装伞式护肩(3)；所述的伞式护肩(3)具体采用两个；所述的胶筒(4)安装在伞式护肩(3)的中间；所述的双室缸体(5)上部设置坐封坐卡剪钉(7)和定位销(8)；所述的中央楔子(9)安装在中心管(10)的外侧；所述的中心管(10)包括中心管凸台(101)；所述的弹性椎体(11)具体采用两个，所述的弹性椎体(11)分别安装在中央楔子(9)的两侧；所述的弹簧销组合(12)安装在锁环(13)的外侧；所述的四氟调整片(14)安装在中央楔子(9)与弹性椎体(11)之间；所述的椎体(15)安装在卡瓦装置(6)的两侧。

2.如权利要求1所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的伞式护肩(3)包括盘座(31)，滑柱(32)，伞股(33)，伞幅(34)，收拢弹簧(35)和铰链(36)，所述的盘座(31)内安装滑柱(32)；所述的伞股(33)通过收拢弹簧(35)贴附在胶筒(4)的表面；所述的伞股(33)通过铰链(36)与滑柱(32)相连；所述的伞幅(34)安装在伞股(33)的上部。

3.如权利要求1所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的卡瓦装置(6)包括下卡瓦(61)，上卡瓦(62)，隔板(63)，拉簧(64)和预留沟槽(65)，所述的上卡瓦(62)或者下卡瓦(61)外侧安装拉簧(64)；所述的隔板(63)具体采用两个，所述的隔板(63)安装在上卡瓦(62)或者下卡瓦(61)与弹性椎体(11)之间；所述的拉簧(64)安装在预留沟槽(65)中。

4.如权利要求1所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的弹性椎体(11)具体采用表面带有豁口的弹性金属套。

5.如权利要求3所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的隔板(63)具体采用黄铜环形板。

6.如权利要求1所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的中心管凸台(101)具体采用高度为1毫米至5毫米环形凸台。

7.如权利要求1所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的椎体(15)的半锥角小于15度。

8.如权利要求3所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的上卡瓦(62)或者下卡瓦(61)的接触长度大于60mm。

9.如权利要求1所述的尾管悬挂器，其特征在于，所述的卡瓦装置(6)或者胶筒(4)具体采用三套液压伺服系统。