CN106930719A - 可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及封隔式尾管悬挂器技术领域，是一种可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器；其包括本体、卡瓦悬挂总成、锥套、胶筒封隔总成、芯筒和止退筒；在本体上由上至下依次安装有卡瓦悬挂总成、锥套、胶筒封隔总成和芯筒，卡瓦悬挂总成固定安装在本体上；卡瓦悬挂总成包括能径向伸缩的卡瓦；卡瓦的下部内呈上窄下宽的倒锥形并与本体之间形成锥槽；本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过将剪切销钉二剪断，胶筒封隔总成和卡瓦悬挂总成解除约束，释放空间，胶筒封隔总成解封复位，卡瓦悬挂总成解卡，此时，再将本尾管悬挂器从井内提出，更加安全简便；成功率更高，保证固井作业的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及封隔式尾管悬挂器技术领域，是一种可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器。
背景技术
在固井作业中，使用封隔式尾管悬挂器以实现悬挂尾管和密封油套环空的目的；这样可节约大量的套管、水泥和施工费用，减轻钻机的负荷，降低施工压力，保护油气层；但使用封隔式尾管悬挂器在固井施工过程中，因井下出现复杂或异常状况，封隔式尾管悬挂器容易发生中途座挂的情况，因其不具备解封、解卡功能，只能采用硬拔或磨洗的方式，这种方式不但成功率低，而且给施工带来很大的风险。
发明内容
本发明提供了一种可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决尾管悬挂器因不具备解封、解卡功能,中途座挂后取出难的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，包括本体通过、卡瓦悬挂总成、锥套通过、胶筒封隔总成、芯筒通过和止退筒；在本体通过上由上至下依次安装有卡瓦悬挂总成、锥套通过、胶筒封隔总成和芯筒通过，卡瓦悬挂总成固定安装在本体通过上；卡瓦悬挂总成包括能径向伸缩的卡瓦通过；卡瓦通过的下部内呈上窄下宽的倒锥形并与本体通过之间形成锥槽通过；锥套通过通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉一通过固定安装在本体通过上，锥套通过的上部设有上窄下宽的锥台通过，锥台通过的上部插入锥槽通过内，且锥台通过的外锥面与锥槽通过的内锥面相匹配；胶筒封隔总成套装在本体通过的中部外，胶筒封隔总成的上端与锥套通过的下端固定连接在一起；芯筒通过通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉二通过固定安装在本体通过的下部；在胶筒封隔总成下端外固定有仅能单方向上行的止退筒，止退筒通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉三通过固定在芯筒通过外；芯筒通过上端、胶筒封隔总成下端、本体通过和止退筒之间形成压腔通过通过，在本体通过的下部设有与压腔通过通过相通的进液孔通过通过；剪切销钉二通过的剪断强度大于剪切销钉一通过的剪断强度，剪切销钉一通过的剪断强度大于剪切销钉三通过的剪断强度。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述本体的下部外可圆周分布有至少一个解封导向槽，与解封导向槽对应的芯筒下部圆周固定安装有的导向限位件，导向限位件的内端位于解封导向槽内。
上述止退筒可包括衬套、开口倒齿环和下接头；在芯筒的中下部外设有坐封导向槽，在坐封导向槽的上部外设有倒齿并形成止退移动段；衬套套装在芯筒外，衬套的上端固定在胶筒封隔总成的下端外，芯筒上端、胶筒封隔总成下端、本体和衬套之间形成压腔；在衬套的下部设有向内突起的并能卡入坐封导向槽内的限位内环台，在限位内环台的下部设有倒齿环安装槽，开口倒齿环固定安装在倒齿环安装槽内；开口倒齿环的内端面上设有与倒齿能够相互啮合的止退棘齿；开口倒齿环通过止退棘齿卡在止退移动段下端。
上述倒齿环安装槽可为上窄下宽的阶梯槽，开口倒齿环安装在阶梯槽的上窄径段内；在阶梯槽的下宽径段内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有能将开口倒齿环顶紧限位在上窄径段内的下接头；下接头通过剪切销钉三与坐封导向槽下部的芯筒固定连接在一起。
上述卡瓦悬挂总成可包括卡瓦、卡瓦套筒和弹性件；在锥套的上方的本体外设有卡瓦限位上锥台，卡瓦限位上锥台与锥台之间形成环形的卡瓦安装槽，在卡瓦安装槽内圆周固定安装有至少三个卡瓦，在每个卡瓦外固定有呈上下间隔分布的至少两个卡爪；在卡瓦限位上锥台、卡瓦和锥套的锥台外套有卡瓦套筒，卡瓦套筒的下端内设有卡台并卡在锥台的底部，卡瓦套筒的上端固定在卡瓦限位上锥台上方的本体上；在卡瓦套筒上设有与卡爪对应的窗口；在每个卡瓦上的相邻卡爪之间的凹槽内安装有弹性件，弹性件的外端顶在卡瓦套筒上。
上述弹性件可采用弧形弹片；弧形弹片的中间凸起部顶在本体上，弧形弹片的两端抵在卡瓦套筒上；或/和，卡瓦套筒的上侧内可设有螺纹，并通过螺纹固定安装有螺纹套，螺纹套的下端抵在卡瓦限位上锥台上；螺纹套上部通过至少一个呈圆周分布的紧钉一固定在本体上。
上述胶筒封隔总成包括上连接套、胶筒、下连接套和支撑环；在胶筒的上端固定有上连接套，在上连接套的上端设有内螺纹槽，并通过螺纹与锥套之间固定连接在一起；在胶筒的下端固定有下连接套，在下连接套的下部外设有螺纹，并通过螺纹与衬套上端固定连接在一起，芯筒上端、下连接套下端、本体和衬套之间形成压腔；在胶筒的中部内固定安装有支撑环。
上述进液孔上方的下连接套与本体之间可固定安装有至少一道密封圈；在压腔上方的衬套与下连接套之间固定安装有至少一道密封圈；在压腔下方的本体与芯筒之间固定安装有至少一道密封圈；在压腔下方的芯筒与衬套之间固定安装有至少一道密封圈。
上述本体的上部内可设有T形环槽；或/和，本体的下侧外可设有螺纹。
本发明结构合理而紧凑，使用方便；通过将剪切销钉二剪断，胶筒封隔总成和卡瓦悬挂总成解除约束，释放空间，胶筒封隔总成解封复位，卡瓦悬挂总成解卡，此时，再将本尾管悬挂器从井内提出，更加安全简便；成功率更高，保证固井作业的顺利进行。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的上半部分主视结构示意图。
附图2为本发明最佳实施例的下半部分主视结构示意图。
附图3为附图1中A-A向剖视结构示意图。
附图4为附图2中Ⅰ处的放大结构示意图。
附图中的编码分别为：1为本体，2为锥套，3为芯筒，4为卡瓦，5为锥槽，6为剪切销钉一，7为锥台，8为剪切销钉二，9为剪切销钉三，10为压腔，11为进液孔，12为解封导向槽，13为导向限位件，14为坐封导向槽，15为倒齿，16为衬套，17为限位内环台，18为止退棘齿，19为下接头，20为卡瓦限位上锥台，21为卡爪，22为卡瓦套筒，23为卡台，24为弹性件，25为胶筒，26为上连接套，27为下连接套，28为支撑环，29为密封圈，30为T形环槽，31为螺纹套，32为紧钉一，33为开口倒齿环。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图 1、2、3、4所示，该可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器包括本体1、卡瓦悬挂总成、锥套2、胶筒封隔总成、芯筒3和止退筒；在本体1上由上至下依次安装有卡瓦悬挂总成、锥套2、胶筒封隔总成和芯筒3，卡瓦悬挂总成固定安装在本体1上；卡瓦悬挂总成包括能径向伸缩的卡瓦4；卡瓦4的下部内呈上窄下宽的倒锥形并与本体1之间形成锥槽5；锥套2通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉一6固定安装在本体1上，锥套2的上部设有上窄下宽的锥台7，锥台7的上部插入锥槽5内，且锥台7的外锥面与锥槽5的内锥面相匹配；胶筒封隔总成套装在本体1的中部外，胶筒封隔总成的上端与锥套2的下端固定连接在一起；芯筒3通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉二8固定安装在本体1的下部；在胶筒封隔总成下端外固定有仅能单方向上行的止退筒，止退筒通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉三9固定在芯筒3外；芯筒3上端、胶筒封隔总成下端、本体1和止退筒之间形成压腔10，在本体1的下部设有与压腔10相通的进液孔11；剪切销钉二8的剪断强度大于剪切销钉一6的剪断强度，剪切销钉一6的剪断强度大于剪切销钉三9的剪断强度。利用丢手工具将本尾管悬挂器及套管柱下入井内的过程中，发生中途座挂时，剪切销钉一6与剪切销钉三9被剪断，止退筒和锥套2上移，导致胶筒封隔总成及卡瓦悬挂总成分别座封、坐挂在中途井段上；此时，为取出中途座挂的本尾管悬挂器，可通过加大吨位上提丢手工具，使本尾管悬挂器受井壁的反向作用，卡瓦4向下依次推动锥套2、胶筒封隔总成、止退筒和芯筒3，将剪切销钉二8剪断，胶筒封隔总成从坐封状态解封复位，卡瓦4因空间释放而解卡恢复原位，在解封、解卡后，本尾管悬挂器便可快速的从井内提出；整个操作过程相较于硬拔或磨洗的方式，施工难度低，操作安全简便，且成功率更高，保证固井作业的顺利进行。其中，止退筒具备止退功能，保证胶筒封隔总成及卡瓦悬挂总成有效持续的座封和坐挂。
可根据实际需要，对上述可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器作进一步优化或/和改进：
如附图2所示，在本体1的下部外圆周分布有至少一个解封导向槽12，与解封导向槽12对应的芯筒3下部圆周固定安装有的导向限位件13，导向限位件13的内端位于解封导向槽12内。导向限位件13在解除本尾管悬挂器中途座挂的过程中，对芯筒3的移动具有移动导向的作用。
如附图2所示，止退筒包括衬套16、开口倒齿环33和下接头19；在芯筒3的中下部外设有坐封导向槽14，在坐封导向槽14的上部外设有倒齿15并形成止退移动段；衬套16套装在芯筒3外，衬套16的上端固定在胶筒封隔总成的下端外，芯筒3上端、胶筒封隔总成下端、本体1和衬套16之间形成压腔10；在衬套16的下部设有向内突起的并能卡入坐封导向槽14内的限位内环台17，在限位内环台17的下部设有倒齿环安装槽，开口倒齿环33固定安装在倒齿环安装槽内；开口倒齿环33的内端面上设有与倒齿15能够相互啮合的止退棘齿18；开口倒齿环33通过止退棘齿18卡在止退移动段下端。本尾管悬挂器在座挂过程中，剪切销钉三9在被剪断后，受压力作用，衬套16、开口倒齿环33和下接头19随着胶筒封隔总成及卡瓦悬挂总成的轴向压缩而上移，开口倒齿环33沿着芯筒3的止退移动段向上移动；待胶筒封隔总成和卡瓦悬挂总成压缩到位后，开口倒齿环33与止退移动段在该位置止退棘齿18相互啮合，保证胶筒封隔总成及卡瓦悬挂总成有效持续的座封和坐挂，稳定可靠。
如附图2所示，为方便开口倒齿环33的安装，倒齿环安装槽为上窄下宽的阶梯槽，开口倒齿环33安装在阶梯槽的上窄径段内；在阶梯槽的下宽径段内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有能将开口倒齿环33顶紧限位在上窄径段内的下接头19；下接头19通过剪切销钉三9与坐封导向槽14下部的芯筒3固定连接在一起。
如附图1所示，卡瓦悬挂总成包括卡瓦4、卡瓦套筒22和弹性件24；在锥套2的上方的本体1外设有卡瓦限位上锥台20，卡瓦限位上锥台20与锥台7之间形成环形的卡瓦安装槽，在卡瓦安装槽内圆周固定安装有至少三个卡瓦4，在每个卡瓦4外固定有呈上下间隔分布的至少两个卡爪21；在卡瓦限位上锥台20、卡瓦4和锥套2的锥台7外套有卡瓦套筒22，卡瓦套筒22的下端内设有卡台23并卡在锥台7的底部，卡瓦套筒22的上端固定在卡瓦限位上锥台20上方的本体1上；在卡瓦套筒22上设有与卡爪21对应的窗口；在每个卡瓦4上的相邻卡爪21之间的凹槽内安装有弹性件24，弹性件24的外端顶在卡瓦套筒22上。本尾管悬挂器在坐挂时，工作液压力经锥套2的锥台7施加给卡瓦4，由于受力面为倾斜面，使卡瓦4受到向上和向外的两个作用分力，同时卡瓦限位上锥台20也施加给卡瓦4向下和向外的两个反作用分力，向上的作用力和向下的反作用力抵消后，卡瓦4仅仅受到向外的作用力，使得卡瓦4径向向外移动，卡爪21从窗口伸出并顶在井壁上；解卡时，丢手工具上提的作用力会向内压卡瓦4，在剪切销钉二8剪断后，支撑卡瓦4的作用力消失，胶筒封隔总成带动锥套2下行，卡瓦4解卡；这样的卡瓦悬挂总成能够有效的实现坐挂和解卡，满足使用需求。
如附图1所示，弹性件24采用弧形弹片；弧形弹片的中间凸起部顶在本体1上，弧形弹片的两端抵在卡瓦套筒22上。
如附图1所示，为便于卡瓦悬挂总成的拆装，卡瓦套筒22的上侧内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有螺纹套31，螺纹套31的下端抵在卡瓦限位上锥台20上；螺纹套31上部通过至少一个呈圆周分布的紧钉一32固定在本体1上。
如附图1、2所示，胶筒封隔总成包括上连接套26、胶筒25、下连接套27和支撑环28；在胶筒25的上端固定有上连接套26，在上连接套26的上端设有内螺纹槽，并通过螺纹与锥套2之间固定连接在一起；在胶筒25的下端固定有下连接套27，在下连接套27的下部外设有螺纹，并通过螺纹与衬套16上端固定连接在一起，芯筒3上端、下连接套27下端、本体1和衬套16之间形成压腔10；在胶筒25的中部内固定安装有支撑环28。本尾管悬挂器在座封时，工作液压力推动下连接套27上行的同时，挤压胶筒25，使胶筒25向外隆起并抵在井壁上，实现座封；满足使用需求。
如附图2所示，在进液孔11上方的下连接套27与本体1之间固定安装有至少一道密封圈29；在压腔10上方的衬套16与下连接套27之间固定安装有至少一道密封圈29；在压腔10下方的本体1与芯筒3之间固定安装有至少一道密封圈29；在压腔10下方的芯筒3与衬套16之间固定安装有至少一道密封圈29。密封圈29起到增加接触面密封性的作用；避免从进液孔11进入到压腔10内的油液从接触面的缝隙处外溢。
如附图1所示，为方便丢手工具与本尾管悬挂器连接，本体1的上部内设有T形环槽30。
如附图2所示，为方便本尾管悬挂器与套管柱连接，本体1的下侧外设有螺纹。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的座封和坐挂过程：利用本尾管悬挂器对尾管进行悬挂时，首先利用丢手工具将尾管悬挂器及套管柱下入至预定位置；通过向管柱内打压，工作液经进液孔11进入到压腔10内，工作液压力施加给胶筒封隔总成和止退筒向上的推力，剪切销钉三9剪断，继续打压，胶筒封隔总成座封；再继续打压，剪切销钉一6剪断，锥套2上移，在锥台7的斜锥面作用下，卡瓦4径向伸出并顶紧在井壁上，实现本尾管悬挂器座封和坐挂；
本发明最佳实施例的解封和解卡过程：在未解除丢手工具的情况下，加大吨位上提丢手工具，受井壁反向作用，卡瓦4向下依次推动上连接套26下行，并挤压胶筒25，压缩后的胶筒25再向下依次推动下连接套27和衬套16，因开口倒齿环33限位，该推力同时作用于芯筒3，芯筒3受推使剪切销钉二8剪断，此时解除约束释放空间，胶筒25复位解封，卡瓦4恢复原位，解除本尾管悬挂器的坐挂。
Claims (10)
1.一种可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于包括本体通过、卡瓦悬挂总成、锥套通过、胶筒封隔总成、芯筒通过和止退筒；在本体通过上由上至下依次安装有卡瓦悬挂总成、锥套通过、胶筒封隔总成和芯筒通过，卡瓦悬挂总成固定安装在本体通过上；卡瓦悬挂总成包括能径向伸缩的卡瓦通过；卡瓦通过的下部内呈上窄下宽的倒锥形并与本体通过之间形成锥槽通过；锥套通过通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉一通过固定安装在本体通过上，锥套通过的上部设有上窄下宽的锥台通过，锥台通过的上部插入锥槽通过内，且锥台通过的外锥面与锥槽通过的内锥面相匹配；胶筒封隔总成套装在本体通过的中部外，胶筒封隔总成的上端与锥套通过的下端固定连接在一起；芯筒通过通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉二通过固定安装在本体通过的下部；在胶筒封隔总成下端外固定有仅能单方向上行的止退筒，止退筒通过至少一个呈圆周分布的剪切销钉三通过固定在芯筒通过外；芯筒通过上端、胶筒封隔总成下端、本体通过和止退筒之间形成压腔通过通过，在本体通过的下部设有与压腔通过通过相通的进液孔通过通过；剪切销钉二通过的剪断强度大于剪切销钉一通过的剪断强度，剪切销钉一通过的剪断强度大于剪切销钉三通过的剪断强度。
2.根据权利要求1所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于本体的下部外圆周分布有至少一个解封导向槽，与解封导向槽对应的芯筒下部圆周固定安装有的导向限位件，导向限位件的内端位于解封导向槽内。
3.根据权利要求1或2所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于止退筒包括衬套、开口倒齿环和下接头；在芯筒的中下部外设有坐封导向槽，在坐封导向槽的上部外设有倒齿并形成止退移动段；衬套套装在芯筒外，衬套的上端固定在胶筒封隔总成的下端外，芯筒上端、胶筒封隔总成下端、本体和衬套之间形成压腔；在衬套的下部设有向内突起的并能卡入坐封导向槽内的限位内环台，在限位内环台的下部设有倒齿环安装槽，开口倒齿环固定安装在倒齿环安装槽内；开口倒齿环的内端面上设有与倒齿能够相互啮合的止退棘齿；开口倒齿环通过止退棘齿卡在止退移动段下端。
4.根据权利要求3所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于倒齿环安装槽为上窄下宽的阶梯槽，开口倒齿环安装在阶梯槽的上窄径段内；在阶梯槽的下宽径段内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有能将开口倒齿环顶紧限位在上窄径段内的下接头；下接头通过剪切销钉三与坐封导向槽下部的芯筒固定连接在一起。
5.根据权利要求1或2或4所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于卡瓦悬挂总成包括卡瓦、卡瓦套筒和弹性件；在锥套的上方的本体外设有卡瓦限位上锥台，卡瓦限位上锥台与锥台之间形成环形的卡瓦安装槽，在卡瓦安装槽内圆周固定安装有至少三个卡瓦，在每个卡瓦外固定有呈上下间隔分布的至少两个卡爪；在卡瓦限位上锥台、卡瓦和锥套的锥台外套有卡瓦套筒，卡瓦套筒的下端内设有卡台并卡在锥台的底部，卡瓦套筒的上端固定在卡瓦限位上锥台上方的本体上；在卡瓦套筒上设有与卡爪对应的窗口；在每个卡瓦上的相邻卡爪之间的凹槽内安装有弹性件，弹性件的外端顶在卡瓦套筒上。
6.根据权利要求3所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于卡瓦悬挂总成包括卡瓦、卡瓦套筒和弹性件；在锥套的上方的本体外设有卡瓦限位上锥台，卡瓦限位上锥台与锥台之间形成环形的卡瓦安装槽，在卡瓦安装槽内圆周固定安装有至少三个卡瓦，在每个卡瓦外固定有呈上下间隔分布的至少两个卡爪；在卡瓦限位上锥台、卡瓦和锥套的锥台外套有卡瓦套筒，卡瓦套筒的下端内设有卡台并卡在锥台的底部，卡瓦套筒的上端固定在卡瓦限位上锥台上方的本体上；在卡瓦套筒上设有与卡爪对应的窗口；在每个卡瓦上的相邻卡爪之间的凹槽内安装有弹性件，弹性件的外端顶在卡瓦套筒上。
7.根据权利要求6所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于弹性件采用弧形弹片；弧形弹片的中间凸起部顶在本体上，弧形弹片的两端抵在卡瓦套筒上；或/和，卡瓦套筒的上侧内设有螺纹，并通过螺纹固定安装有螺纹套，螺纹套的下端抵在卡瓦限位上锥台上；螺纹套上部通过至少一个呈圆周分布的紧钉一固定在本体上。
8.根据权利要求7所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于胶筒封隔总成包括上连接套、胶筒、下连接套和支撑环；在胶筒的上端固定有上连接套，在上连接套的上端设有内螺纹槽，并通过螺纹与锥套之间固定连接在一起；在胶筒的下端固定有下连接套，在下连接套的下部外设有螺纹，并通过螺纹与衬套上端固定连接在一起，芯筒上端、下连接套下端、本体和衬套之间形成压腔；在胶筒的中部内固定安装有支撑环。
9.根据权利要求8所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于进液孔上方的下连接套与本体之间固定安装有至少一道密封圈；在压腔上方的衬套与下连接套之间固定安装有至少一道密封圈；在压腔下方的本体与芯筒之间固定安装有至少一道密封圈；在压腔下方的芯筒与衬套之间固定安装有至少一道密封圈。
10.根据权利要求1或2或4或6或7或8或9所述的可解封、解卡型封隔式尾管悬挂器，其特征在于本体的上部内设有T形环槽；或/和，本体的下侧外设有螺纹。
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