CN112761561A - 一种用于尾管的悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于尾管的悬挂装置，包括上接头、中心管、锥体、卡瓦机构和下接头。其中，上接头和下接头分别与中心管连接，锥体和卡瓦机构均套设在中心管上。上接头上设有预固定的连接座，连接座和锥体连接，锥体与卡瓦机构连接。锥体能够随连接座沿轴向移动。卡瓦机构上远离锥体的一端设有防转隔环，防转隔环套设在中心管上。本发明提供的用于尾管的悬挂装置：结构简单紧凑、具有良好的钻除性能和可靠性。

Description

一种用于尾管的悬挂装置

技术领域

本发明涉及石油天然气完井技术领域，具体涉及一种用于尾管的悬挂装置。

背景技术

现场中有些井口由于井壁出砂和坍塌等原因，尾管起出困难，给后续施工带来困难，甚至可能造成事故。使用易钻除的尾管可以在这类井中施工，需要时可以安全钻除，从而为后续修井提供了条件，但目前尚没有用于易钻除尾管的易钻式尾管悬挂器。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、具有良好的钻除性能和可靠性的用于尾管的悬挂装置。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于尾管的悬挂装置，包括上接头、中心管、锥体、卡瓦机构和下接头。其中，上接头和下接头分别与中心管连接，锥体和卡瓦机构均套设在中心管上。上接头上设有预固定的连接座，连接座和锥体连接，锥体与卡瓦机构连接。锥体能够随连接座沿轴向移动。卡瓦机构上远离锥体的一端设有防转隔环，防转隔环套设在中心管上。

根据本发明的用于尾管的悬挂装置，将连接座与上接头预固定，可以起到防止悬挂器提前坐挂的作用，从而提高悬挂器的可靠性。通过设置防转隔环能够防止卡瓦座在坐挂或者钻除时发生转动，因此能够有效提高悬挂装置的钻除性能。并且，由于整个悬挂装置主体由上接头、中心管和下接头连接组成，其余零部件均套设在上接头或中心管上，因此整个装置的结构简单紧凑。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的用于尾管的悬挂装置，在一个优选的实施方式中，卡瓦机构上靠近防转隔环的其中一端面设有键，防转隔环的端面对应设有开槽。

通过键与槽配合的连接形式，不仅进一步保证结构简单紧凑，还能够进一步确保防止卡瓦座在坐挂或者钻除时发生转动。

进一步地，在一个优选的实施方式中，连接座与锥体之间设有锁紧装置，锁紧装置能够随连接座沿轴向移动。

通过锁紧机构，能够确保卡瓦在锥体的推动作用下被推出坐挂后保持锁定状态，同时还可以传递尾管的悬挂作用力到卡瓦上。

具体地，在一个优选的实施方式中，锁紧装置包括锁套和锁环。其中，锁套内表面能够与锁环外表面形成配合，锁套分别与连接座和锥体连接。

这种结构形式的锁紧装置能够极其方便地安装在中心管上，并且尽可能的确保整个悬挂装置的结构紧凑，同时还便于与连接座和锥体的连接配合。

具体地，在一个优选的实施方式中，锁套通过连接套与锥体连接。

通过连接套将锁套和锥体互相连接的结构形式，在确保便于实现锥体轴向移动的过程中，能够尽可能的简化结构和使得悬挂装置的结构紧凑。

进一步地，在一个优选的实施方式中，锁套内表面设有锯齿形内螺纹，锁环外表面设有锯齿形外螺纹。

通过螺纹配合的形式，结构简单紧凑，能够使得锁紧机构的尺寸减小，降低整个装置的壁厚，从而能够获得较大的内通径，装配简单便捷。

进一步地，在一个优选的实施方式中，锁环内表面和中心管外表面对应设有能够互相啮合的锯齿形螺纹。

锁环内部锯齿形螺纹与中心管外表面锯齿形螺纹啮合，外部锯齿形螺纹与锁套内表面锯齿形螺纹互相配合，在坐封过程中可以实现单向运动，锁紧到位后不会发生回退，因此保证了锁紧装置的可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，卡瓦机构与下接头之间设有自膨胀挡砂环。

自膨胀挡砂环采用聚氨酯泡沫作为骨架材料，通过配入一定比例的热熔胶，形成了体积可压缩的复合泡沫结构，自膨胀挡砂环下入井下并达到触发条件后，挡砂环中的自充填复合聚氨酯泡沫开始膨胀并最终紧贴井壁或套管，从而有效阻挡地层砂运移。

具体地，在一个优选的实施方式中，卡瓦机构包括与锥体形成配合的卡瓦座和若干均匀布置在卡瓦座上的卡瓦齿，卡瓦座套设在中心管上。

卡瓦齿均匀布置在卡瓦座上能够保证卡瓦的承载能力。

具体地，在一个优选的实施方式中，卡瓦机构由合金材料制成。

卡瓦机构采用合金材料，在保证卡瓦悬挂力学性能的同时兼顾钻除性能，从而能够进一步使得整个悬挂装置易于钻除。

具体地，在一个优选的实施方式中，锥体内表面开槽，与中心管外表面的凸键配合，能够防止锥体在坐挂或者钻除时转动，从而进一步提高悬挂装置的可钻除性。

具体地，在一个优选的实施方式中，连接座与上接头采用剪钉预固定。

采用连接座和剪钉进行预固定，结构简单紧凑，便于实现打压过程中销钉座沿轴向移动带动锥体移动使得卡瓦机构张开咬合在套管壁上。

相比现有技术，本发明的优点在于：结构简单紧凑、具有良好的钻除性能和可靠性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的用于尾管的悬挂装置的整体结构；

图2示意性显示了本发明实施例的防转隔环的整体结构；

图3示意性显示了本发明实施例的卡瓦座的整体结构；

图4示意性显示了本发明实施例的锁环的整体结构。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的用于尾管的悬挂装置10的整体结构。图2示意性显示了本发明实施例的防转隔环7的整体结构。图3示意性显示了本发明实施例的卡瓦座41的整体结构。图4示意性显示了本发明实施例的锁环92的整体结构。

如图1所示，本发明实施例的用于尾管的悬挂装置10，包括上接头1、中心管2、锥体3、卡瓦机构4和下接头5。其中，上接头1和下接头5分别与中心管2连接，锥体3和卡瓦机构4均套设在中心管2上。上接头1上设有预固定的连接座6，连接座6和锥体3连接，锥体3与卡瓦机构4连接。锥体3能够随连接座6沿轴向移动。卡瓦机构4上远离锥体3的一端设有防转隔环7，防转隔环7套设在中心管2上。具体地，上接头1通过螺纹与中心管2连接，防转隔环7通过螺纹与中心管2连接。根据本发明实施例的用于尾管的悬挂装置，通过液压坐挂工具下入、可实现液压坐挂和丢手。将连接座与上接头预固定，可以起到防止悬挂器提前坐挂的作用，从而使得悬挂器的工作工程安全可靠。通过设置防转隔环能够防止卡瓦座在坐挂或者钻除时发生转动，因此能够有效提高悬挂装置的钻除性能。并且，由于整个悬挂装置主体由上接头、中心管和下接头连接组成，其余零部件均套设在上接头或中心管上，因此整个装置的结构简单紧凑。

具体地，如图1所示，在本实施例中，卡瓦机构4包括与锥体3形成配合的卡瓦座41和若干均匀布置在卡瓦座41上的卡瓦齿42，卡瓦座41套设在中心管2上。优选地，卡瓦座41沿中心管2圆周方向均匀分布，卡瓦齿42的其中一端嵌入卡瓦座内。卡瓦齿均匀布置在卡瓦座上能够保证各卡瓦齿施加在卡瓦座上的力更加均衡，从而提高卡瓦座应力的均匀程度并减少卡瓦座受应力的复杂程度，因此进一步提高了卡瓦机构的承压能力。优选地，在本实施例中，卡瓦机构4由合金材料制成。优选地，卡瓦齿42采用硬质合金材料，均匀布置在卡瓦座上保证卡瓦的承载能力。卡瓦座41采用高强度铝合金材质。卡瓦座采用可钻除铝合金材料，在保证卡瓦悬挂力学性能的同时兼顾钻除性能，从而能够进一步使得整个悬挂装置易于钻除。

具体地，在本实施例中，如图1所示，锥体3内表面开槽，与中心管2外表面的凸键配合，能够防止锥体3在坐挂或者钻除时转动，从而进一步提高悬挂装置的可钻除性。具体地，在本实施例中，连接座6与上接头1采用剪钉8预固定。采用连接座和剪钉进行预固定，结构简单紧凑，便于实现打压过程中连接座沿轴向移动带动锥体移动使得卡瓦机构张开咬合在套管壁上。

进一步地，如图2和图3所示，在本实施例中，卡瓦座41上靠近防转隔环7的端面上设有槽103，防转隔环7的端面对应设有键104。通过键与槽配合的连接形式，不仅进一步保证结构简单紧凑，还能够进一步确保防止卡瓦座在坐挂或者钻除时发生转动。具体地，如图2所示，防转隔环7为圆环形结构，并且沿防转隔环7的圆周方向均匀设有导流孔71。进一步地，在防转隔环的外周上，设有沿轴向延伸的开槽72，一方面可以起到增加过流面积的作用，另一方面可以避免应力集中，延长使用寿命。

如图1所示，进一步地，在本实施例中，连接座6与锥体3之间设有锁紧装置9，锁紧装置9能够随连接座6沿轴向移动。通过锁紧机构，能够确保卡瓦在锥体的推动作用下被推出坐挂后保持锁定状态，同时还可以传递尾管的悬挂作用力到卡瓦上。具体地，在本实施例中，锁紧装置9包括锁套91和锁环92。其中，锁套91内表面能够与锁环92外表面形成配合。锁套91分别与连接座6和锥体3连接。这种结构形式的锁紧装置能够极其方便地安装在中心管上，并且尽可能的确保整个悬挂装置的结构紧凑，同时还便于与连接座和锥体的连接配合

进一步地，如图1所示，在本实施例中，锁套91内表面设有锯齿形内螺纹，锁环92外表面设有锯齿形外螺纹。通过螺纹配合的形式，结构简单紧凑，能够使得锁紧机构的尺寸减小，降低整个装置的壁厚，从而能够获得较大的内通径，装配简单便捷。进一步地，在本实施例中，锁环92内表面和中心管2外表面对应设有能够互相啮合的锯齿形螺纹。锁环内部锯齿形螺纹与中心管外表面锯齿形螺纹啮合，外部锯齿形螺纹与锁套内表面锯齿形螺纹互相配合，通过对锁环内外锯齿螺纹设计确定的螺距和牙高尺寸，可以在坐封过程中实现卡瓦单向运动，锁紧到位后不会发生回退，因此保证了锁紧装置的可靠性。并且，锁环的内外表面分别设置锯齿形螺纹与中心管和锁套连接，去掉连接螺母，使得结构得到了简化，进而使得锁紧机构的尺寸减小，在保证足够机械强度的前提下能够尽可能降低整个装置壁厚。具体地，在本实施例中，如图4所示，锁环92为带有一个开口的圆环形结构，在增加锁环的弹性的同时便于锁环的安装和拆卸，并且结构简单，便于生产制造。

优选地，在本实施例中，锁套91通过连接套101与锥体3连接。通过连接套将锁套和锥体互相连接的结构形式，在确保便于实现锥体轴向移动的过程中，能够尽可能的简化结构和使得悬挂装置的结构紧凑。用于尾管的悬挂装置10坐挂时，连接座6沿轴向移动，剪断剪钉8，推动锁套91移动。锁套91内表面的锯齿形螺纹与锁环92外表面的锯齿形螺纹相配合形成锁紧装置9。坐挂时，锥体3轴向移动，推动卡瓦机构4张开咬合在套管壁上。

如图1所示，进一步地，在本实施例中，卡瓦机构4与下接头5之间设有自膨胀挡砂环102。自膨胀挡砂环采用聚氨酯泡沫作为骨架材料，通过配入确定比例的热熔胶，形成了体积可压缩的复合泡沫结构。自膨胀挡砂环在室温下固化后粘结强度高，可有效约束泡沫形状。当环境温度临近热熔胶熔点，粘结力急剧下降，可释放被压缩泡沫，实现体积恢复。自膨胀挡砂环下入井下并达到触发条件后，挡砂环中的自充填复合聚氨酯泡沫开始膨胀并最终充满悬挂装置与地层井壁或者生产套管内壁间的环空。在油气井生产过程中，自膨胀挡砂环始终处于过盈膨胀状态，紧紧贴住裸眼井壁或套管内壁，从而有效阻挡地层砂运移。根据生产需要，可将自充填挡砂环的长度调整变化，如果长度较大时也可考虑分段固定。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的用于尾管的悬挂装置：结构简单紧凑、具有良好的钻除性能和可靠性。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于尾管的悬挂装置，其特征在于，包括上接头、中心管、锥体、卡瓦机构和下接头；其中，

所述上接头和所述下接头分别与所述中心管连接，所述锥体和所述卡瓦机构均套设在所述中心管上；

所述上接头上设有预固定的连接座，所述连接座和所述锥体连接，所述锥体与所述卡瓦机构连接；

所述锥体能够随所述连接座沿轴向移动；

所述卡瓦机构上远离所述锥体的一端设有防转隔环，所述防转隔环套设在所述中心管上。

2.根据权利要求1所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述卡瓦机构上靠近所述防转隔环的其中一端面设有键，所述防转隔环的端面对应设有开槽。

3.根据权利要求1或2所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述连接座与所述锥体之间设有锁紧装置，所述锁紧装置能够随所述连接座沿轴向移动。

4.根据权利要求3所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述锁紧装置包括锁套和锁环；其中，

所述锁套内表面能够与所述锁环外表面形成配合，所述锁套分别与所述连接座和所述锥体连接。

5.根据权利要求4所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述锁套通过连接套与所述锥体连接。

6.根据权利要求4或5所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述锁套内表面设有锯齿形内螺纹，所述锁环外表面设有锯齿形外螺纹。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述锁环内表面和所述中心管外表面对应设有能够互相啮合的锯齿形螺纹。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述卡瓦机构与所述下接头之间设有自膨胀挡砂环。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述卡瓦机构包括与所述锥体形成配合的卡瓦座和若干均匀布置在所述卡瓦座上的卡瓦齿，所述卡瓦座套设在所述中心管上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于尾管的悬挂装置，其特征在于，所述卡瓦机构由硬质合金材料制成。

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