CN108979576B - 永久式尾管悬挂器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永久式尾管悬挂器，其包括：本体，其具有液流通道，本体上开设有进液孔；多个卡瓦，沿本体的圆周方向间隔设置，多个卡瓦能径向移动地套设在本体的上部；活塞机构，套设在本体的中部，活塞机构具有相连接的活塞套和外筒，活塞套能密封移动地套设在本体上，活塞套位于进液孔的上方；芯轴，夹设在外筒与本体之间，芯轴位于进液孔的下方，芯轴与外筒之间设有止退环，止退环的外侧连接于外筒，止退环的内侧能轴向移动地锁止于芯轴；固定套，套接在本体的下部，固定套连接于芯轴并与外筒的下端通过至少一个剪切销钉相连。本发明的永久式尾管悬挂器，其操作简便，且可靠性高，能够保证井下完井工艺的有效实施。

Description

永久式尾管悬挂器

技术领域

本发明涉及油气田完井作业尾管悬挂器技术领域，尤其涉及一种永久式尾管悬挂器。

背景技术

完井作业是衔接钻井与采油作业的重要技术手段，同时，完井又是风险极大的井下作业，因此，完井作业的成功与否，将直接导致一口井的成败。特别是目前，随着页岩气、致密油等非常规油气田勘探的不断深入，人们对于进行该类油气藏开发的研究也在不断加强。对于该类油气藏的开发，进行压裂完井也是必不可少的技术手段。不管是常规油气藏的完井还是非常规油气藏油气井的完井作业，在进行压裂过程中，一个不可或缺的技术手段就是利用悬挂器进行底部尾管的悬挂作业。同时，在尾管固井作业中，采用尾管悬挂器进行底部尾管的有效悬挂，是决定尾管固井技术能否顺利实施的重要技术保证。因此，悬挂器是完井作业中必不可少的技术手段，尾管悬挂器的重要性可见一斑。

目前常用的尾管悬挂器存在结构复杂、不易操作、可靠性差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种永久式尾管悬挂器，其操作简便，且可靠性高，能够保证井下完井工艺的有效实施。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种永久式尾管悬挂器，包括：

本体，其具有液流通道，所述本体上开设有进液孔；

多个卡瓦，沿所述本体的圆周方向间隔设置，所述多个卡瓦能径向移动地套设在所述本体的上部；

活塞机构，套设在所述本体的中部，所述活塞机构具有相连接的活塞套和外筒，所述活塞套能密封移动地套设在所述本体上，所述活塞套位于所述进液孔的上方；

芯轴，夹设在所述外筒与所述本体之间，所述芯轴位于所述进液孔的下方，所述芯轴与所述外筒之间设有止退环，所述止退环的外侧连接于所述外筒，所述止退环的内侧能轴向移动地锁止于所述芯轴；

固定套，套接在所述本体的下部，所述固定套连接于所述芯轴并与所述外筒的下端通过至少一个剪切销钉相连。

在本发明的实施方式中，所述卡瓦包括相连接的上卡瓦和下卡瓦，所述上卡瓦具有多个上卡瓦齿，所述下卡瓦具有多个下卡瓦齿，所述上卡瓦齿的朝向与所述下卡瓦齿的朝向相反。

在本发明的实施方式中，所述本体上套设有锥套，所述锥套的上部形成有外锥形面，所述锥套的下端与所述活塞套相连；所述本体的上部形成有倒锥形面，所述卡瓦的上端设有与所述倒锥形面相配合的第一斜面，所述卡瓦的下端设有与所述外锥形面相配合的第二斜面。

在本发明的实施方式中，所述第一斜面和所述第二斜面的倾斜角度均为4.7°～15°。

在本发明的实施方式中，所述本体上套接有卡瓦套，所述锥套的上端形成有能与所述卡瓦套卡设的凸出部；所述卡瓦套上沿圆周方向设有多个卡瓦槽，各所述卡瓦槽均包括上下间隔设置的上槽和下槽，各所述卡瓦的所述上卡瓦能径向移动地穿设在所述上槽内，各所述卡瓦的所述下卡瓦能径向移动地穿设在所述下槽内。

在本发明的实施方式中，所述本体的下部套设有固定环，所述芯轴的下端抵接在所述固定环上。

在本发明的实施方式中，所述止退环的内侧设有多个倒齿，所述芯轴的外侧设有与所述多个倒齿相配合的多个锁齿。

在本发明的实施方式中，在所述液流通道内注入压力液的状态下，所述压力液经所述进液孔后形成推动所述活塞套轴向向上移动的推力，所述多个卡瓦在所述锥套的作用下径向向外伸出。

在本发明的实施方式中，所述活塞套与所述外筒之间、以及所述活塞套与所述本体之间均密封设有多个密封圈。

在本发明的实施方式中，所述固定套通过多个紧固销钉固定连接于所述本体的下部。

本发明的永久式尾管悬挂器的特点及优点是：该永久式尾管悬挂器具有结构简单、安全可靠以及现场操作方便等优点，本发明通过地面打压即可实现井下尾管的永久性可靠悬挂，保证完井作业的有效进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的永久式尾管悬挂器的半剖视图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为图1的B-B向剖视图。

图4为本发明的永久式尾管悬挂器坐封后的半剖视图。

图5为图4的C-C向剖视图。

附图标号说明：1、本体；11、液流通道；12、进液孔；13、套管母扣；14、套管公扣；15、倒锥形面；2、卡瓦；21、上卡瓦；211、上卡瓦齿；22、下卡瓦；221、下卡瓦齿；23、第一斜面；24、第二斜面；3、活塞机构；31、活塞套；311、密封圈；312、密封圈；32、外筒；321、剪切销钉；4、芯轴；5、固定套；51、紧固销钉；6、止退环；61、倒齿；7、卡瓦套；71、卡瓦槽；711、上槽；712、下槽；8、锥套；81、外锥形面；82、凸出部；9、固定环；10、套管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供了一种永久式尾管悬挂器，包括本体1、多个卡瓦2、活塞机构3、芯轴4和固定套5，其中：本体1具有液流通道11，所述本体1上开设有进液孔12；多个卡瓦2沿所述本体1的圆周方向间隔设置，所述多个卡瓦2能径向移动地套设在所述本体1的上部；活塞机构3套设在所述本体1的中部，所述活塞机构3具有相连接的活塞套31和外筒32，所述活塞套31能密封移动地套设在所述本体1上，所述活塞套31位于所述进液孔12的上方；芯轴4夹设在所述外筒32与所述本体1之间，所述芯轴4位于所述进液孔12的下方，所述芯轴4与所述外筒32之间设有止退环6，所述止退环6的外侧连接于所述外筒32，所述止退环6的内侧能轴向移动地锁止于所述芯轴4；固定套5套接在所述本体1的下部，所述固定套5连接于芯轴4并与所述外筒32的下端通过至少一个剪切销钉321相连。

具体是，本体1大体呈圆柱筒形，其上端设有套管母扣13，以便与上部管柱连接，本体1的下端设有套管公扣14，以便与下部管柱连接。本体1具有液流通道11，且在本体1的侧壁上开设有进液孔12，该进液孔12与液流通道11相连通。

多个卡瓦2沿本体1的圆周方向间隔设置在本体1的上部，在本发明中，如图5所示，本体1的上部等间隔设置有四个卡瓦2，当然，在其它的实施方式中，本体1上可等间隔设置三个、五个或更多个卡瓦2，在此不做限制。在本实施例中，本体1的上部套接有卡瓦套7，卡瓦套7的上端通过螺纹连接于本体1，多个卡瓦2能卡设在卡瓦套7上并能自卡瓦套7径向向外伸出。

在本发明的一实施例中，该卡瓦2包括相连接的上卡瓦21和下卡瓦22，该上卡瓦21与下卡瓦22可一体成型，该上卡瓦21具有多个上卡瓦齿211，该下卡瓦22具有多个下卡瓦齿221，该上卡瓦齿211的朝向与下卡瓦齿221的朝向相反。如图1所示，该上卡瓦21的多个上卡瓦齿211朝向本体1的下方倾斜设置，该下卡瓦22的多个下卡瓦齿221朝向本体1的上方倾斜设置；当然，在另外的实施例中，该上卡瓦21的多个上卡瓦齿211可朝向本体1的上方倾斜设置，该下卡瓦22的多个下卡瓦齿221可朝向本体1的下方倾斜设置，只要该上卡瓦齿211的朝向与该下卡瓦齿221的朝向相反即可。采用此设计结构的卡瓦2，能够保证永久式尾管悬挂器与套管10的轴向锁定稳固。

在本实施例中，该卡瓦套7上沿圆周方向设有多个卡瓦槽71，卡瓦槽71的数量与卡瓦2的数量相同，本实施例中卡瓦套7上设有四个卡瓦槽71。各卡瓦槽71均包括上下间隔设置的上槽711和下槽712，各卡瓦2的上卡瓦21能径向移动地穿设在上槽711内，各卡瓦2的下卡瓦22能径向移动地穿设在下槽712内。

进一步的，本体1上套设有锥套8，锥套8的上部形成有外锥形面81，本体1的上部形成有倒锥形面15，卡瓦2的上端内侧设有与倒锥形面15相配合的第一斜面23，卡瓦2的下端内侧设有与外锥形面81相配合的第二斜面24。当锥套8沿本体1的轴向向上移动时，锥套8的外锥形面81会顶抵卡瓦2的第二斜面24，使卡瓦2逐渐远离本体1径向向外伸出，此时卡瓦2的第一斜面23会在倒锥形面15上滑动。在本实施例中，该第一斜面23和第二斜面24的倾斜角度θ均为4.7°～15°。

在本发明中，该锥套8的上端形成有能与卡瓦套7卡设的凸出部82，该外锥形面81即设置在该凸出部82上。

活塞机构3套设在本体1的中部，该活塞机构3具有相连接的活塞套31和外筒32。其中，该活塞套31能轴向密封移动地套设在本体1上，该活塞套31位于进液孔12的上方；在本实施例中，活塞套31的上端螺纹连接于锥套8的下端；活塞套31与本体1之间通过多个密封圈311进行密封形成动密封，该密封圈311可为O型密封圈，以使得活塞套31在本体1上轴向移动的过程中，能时刻保持与本体1外壁的密封状态，防止漏液的发生。外筒32套设在本体1的外部，其上端螺纹连接于活塞套31的下端，外筒32与活塞套31之间通过多个密封圈312进行密封形成静密封，该密封圈312可为O型密封圈，该些静密封圈312用于密封活塞套31与外筒32之间的间隙；外筒32的下端通过至少一个剪切销钉321与固定套5相连，在本实施例中，如图2所示，外筒32与固定套5之间通过六个剪切销钉321相连，六个剪切销钉321沿本体1的圆周方向等间隔设置，当然，在其他的实施例中，剪切销钉321的数量可为三个、四个、五个或更多个，其数量可根据本体1内的液压力的大小进行调整，在此不做限制。

止退环6螺纹连接在外筒32的下部内壁上，且在外筒32与本体1之间夹设有芯轴4，该芯轴4套设在本体1上且位于进液孔12的下方，在本发明中，芯轴4的外侧设有多个锁齿，该止退环6的内侧设有多个倒齿61，该些倒齿61能与锁齿卡设配合，当外筒32带着止退环6轴向上移时，止退环6的多个倒齿61会与芯轴4的多个锁齿相卡设，该些倒齿61能沿多个锁齿轴向上移，但不会后退，也即止退环6能沿芯轴4上移，而不能沿芯轴4下移。该止退环6可有效防止地面泄压后卡瓦2收缩导致的解卡现象。

在本发明中，本体1的下部套设有固定环9，该芯轴4的下端抵接在固定环9上。在本实施例中，本体1的下部开设有环凹槽，该固定环9由两个对扣在一起的半环组成，两个半环放置在所述环凹槽内并对扣在一起。

固定套5套设在本体1的下部，其上端螺纹连接在芯轴4的下端，并通过多个剪切销钉321连接在外筒32的下端，固定套5的下端通过多个紧固销钉51固定连接于本体1。如图3所示，该固定套5通过六个紧固销钉51连接于本体1，六个紧固销钉51沿本体1的圆周方向等间隔设置，当然，在其他的实施方式中，紧固销钉51的数量也可为三个、四个、五个或更多个，在此不做限制。

该永久式尾管悬挂器的工作过程如下：该永久式尾管悬挂器做为完井管串的一部分安装在完井管串上，整个完井管串按照设计位置下入到设计井深位置，当下入管柱作业完成后，地面投入密封球并坐落至球座，此时地面进行打压作业。在打压作业时，高压流体通过本体1的液流通道11流入进液孔12进入工具内部，在高压流体的作用下，多个剪切销钉321被剪断，高压流体驱动活塞套31、外筒32和止退环6轴向向上运动，从而驱动锥套8驱使多个卡瓦2沿着工具径向向外伸出并牢牢卡在外层的套管10内壁处，也即，在液流通道11内注入压力液的状态下，该压力液经进液孔12流入本体1、活塞套31、芯轴4和外筒32之间形成液缸中，之后随着压力液的压力不断增大，多个剪切销钉321被剪断，活塞套31在压力液的作用下轴向向上移动，从而多个卡瓦2在锥套8的作用下径向向外伸出。当打压作业完成后，由于止退环6与芯轴4通过倒齿啮合，同时止退环6与外筒32之间通过锯齿形螺纹啮合连接，因此，有效防止了在泄压过程中，多个卡瓦2解封的可能，保证了工具对尾管的永久悬挂。

本发明的永久式尾管悬挂器，具有结构简单、安全可靠以及现场操作方便等优点，本发明通过地面打压即可实现井下尾管的永久性可靠悬挂，保证完井作业的有效进行。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种永久式尾管悬挂器，其特征在于，包括：

本体，其具有液流通道，所述本体上开设有进液孔；

多个卡瓦，沿所述本体的圆周方向间隔设置，所述多个卡瓦能径向移动地套设在所述本体的上部；

活塞机构，套设在所述本体的中部，所述活塞机构具有相连接的活塞套和外筒，所述活塞套能密封移动地套设在所述本体上，所述活塞套位于所述进液孔的上方；

芯轴，夹设在所述外筒与所述本体之间，所述芯轴位于所述进液孔的下方，所述芯轴与所述外筒之间设有止退环，所述止退环的外侧连接于所述外筒，所述止退环的内侧能轴向移动地锁止于所述芯轴；

固定套，其下端通过多个紧固销钉套接固定在所述本体的下部，其上端螺纹连接于所述芯轴的下端并与所述外筒的下端通过至少一个剪切销钉相连。

2.如权利要求1所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述卡瓦包括相连接的上卡瓦和下卡瓦，所述上卡瓦具有多个上卡瓦齿，所述下卡瓦具有多个下卡瓦齿，所述上卡瓦齿的朝向与所述下卡瓦齿的朝向相反。

3.如权利要求2所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述本体上套设有锥套，所述锥套的上部形成有外锥形面，所述锥套的下端与所述活塞套相连；所述本体的上部形成有倒锥形面，所述卡瓦的上端设有与所述倒锥形面相配合的第一斜面，所述卡瓦的下端设有与所述外锥形面相配合的第二斜面。

4.如权利要求3所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述第一斜面和所述第二斜面的倾斜角度均为4.7°～15°。

5.如权利要求3所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述本体上套接有卡瓦套，所述锥套的上端形成有能与所述卡瓦套卡设的凸出部；所述卡瓦套上沿圆周方向设有多个卡瓦槽，各所述卡瓦槽均包括上下间隔设置的上槽和下槽，各所述卡瓦的所述上卡瓦能径向移动地穿设在所述上槽内，各所述卡瓦的所述下卡瓦能径向移动地穿设在所述下槽内。

6.如权利要求1所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述本体的下部套设有固定环，所述芯轴的下端抵接在所述固定环上。

7.如权利要求1所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述止退环的内侧设有多个倒齿，所述芯轴的外侧设有与所述多个倒齿相配合的多个锁齿。

8.如权利要求5所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，在所述液流通道内注入压力液的状态下，所述压力液经所述进液孔后形成推动所述活塞套轴向向上移动的推力，所述多个卡瓦在所述锥套的作用下径向向外伸出。

9.如权利要求1所述的永久式尾管悬挂器，其特征在于，所述活塞套与所述外筒之间、以及所述活塞套与所述本体之间均密封设有多个密封圈。

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