CN115199225B - 窄间隙封隔式尾管悬挂装置、固井设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及窄间隙封隔式尾管悬挂装置、固井设备及方法。封隔式尾管悬挂装置包括：纵向延伸的筒状本体；以及悬挂模块。悬挂模块包括：纵向延伸的锥套，所述锥套固定套设在所述筒状本体之外，所述锥套构造有沿纵向方向延伸的卡瓦槽，所述卡瓦槽的侧壁形成纵向延伸的卡瓦引导台阶，所述卡瓦引导台阶构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向内倾斜；卡瓦，所述卡瓦与所述卡瓦引导台阶相接合；以及卡瓦驱动组件，所述卡瓦驱动组件构造为用于驱动所述卡瓦沿着所述卡瓦引导台阶纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状本体径向向外伸出。

Description

窄间隙封隔式尾管悬挂装置、固井设备及方法

技术领域

本发明涉及油气井固完井技术领域，特别是涉及一种用于大尺寸窄间隙的封隔式尾管悬挂装置。本发明还涉及一种包括该装置的尾管固井设备。本发明还涉及一种使用上述尾管固井设备进行固井的工作方法。

背景技术

近年来，全球的油气井勘探开发不断由常规走向非常规，由深井走向超深井。因此，油气井的结构越来越复杂。例如，在深海环境中的高温高压开发井中，井下的周向空间非常受限。在下入尾管固井设备时，会形成大尺寸、窄间隙的环境。并且，这类井具有泥浆密度高、安全窗口窄、温度高、含气量大等特点。这就对井中的尾管固井设备的整体强度和封隔式尾管悬挂装置的环空封隔能力以及悬挂能力提出了更高的要求。

尾管悬挂器大体上分为液压式尾管悬挂器和机械式尾管悬挂器两种类型。

常规的液压式尾管悬挂器一般都需要多层管柱组合在一起来形成液压结构。然而，这就导致悬挂器的径向尺寸必然较大。如果要应用在大尺寸、窄间隙的环境中，尺寸排布比较困难，并且会降低工具的整体强度。例如，在尾管悬挂器规格为φ340mm×φ298mm的情况下，使其抗外挤能力不足10MPa。这不能满足现场施工的需求。

常规的机械式尾管悬挂器需要采用转动管柱、卡瓦径向弹开的动作方式来进行坐挂。在大尺寸、窄间隙的深水井中，这种动作方式的局限性很大，因此也难以适用。

另外，常规的悬挂结构通常是在筒状主体与卡瓦之间套设可活动式的锥套。通过锥套的纵向移动来推动卡瓦径向向外移动以实现坐挂。常规的封隔结构也具有类似的形式，通过设置在密封套与筒状主体之间的锥套的移动来实现坐封。为了确保各个结构的强度和有效性，必须确保各个结构具有足够的尺寸。因此，这种常规的悬挂结构和封隔结构也难以适用于窄间隙的环境。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种封隔式尾管悬挂装置，包括其的固井设备以及相应的共聚方法，以适用于大尺寸、窄间隙的井下环境。

根据本发明的第一方面，提出了一种封隔式尾管悬挂装置，包括：纵向延伸的筒状本体；以及悬挂模块。所述悬挂模块包括：纵向延伸的锥套，所述锥套固定套设在所述筒状本体之外，所述锥套构造有沿纵向方向延伸的卡瓦槽，所述卡瓦槽的侧壁形成纵向延伸的卡瓦引导台阶，所述卡瓦引导台阶构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向内倾斜；卡瓦，所述卡瓦与所述卡瓦引导台阶相接合；以及卡瓦驱动组件，所述卡瓦驱动组件构造为用于驱动所述卡瓦沿着所述卡瓦引导台阶纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状本体径向向外伸出。

在上述装置中，卡瓦直接设置在筒状本体外侧。在卡瓦槽的侧壁上形成卡瓦引导台阶。卡瓦能在卡瓦驱动组件的作用下进行纵向和径向的移动。与现有技术中的在卡瓦和筒状本体之间设置锥套并使锥套移动的方案相比，本发明的装置的这种结构能够有效减小悬挂模块的尺寸，从而有利于在大尺寸、窄间隙的井下环境内进行应用。

在一个实施例中，所述卡瓦驱动组件包括：纵向延伸的弹簧套，所述弹簧套套设在所述筒状本体外，并位于所述锥套上方，所述卡瓦的上端与所述弹簧套相连，在所述弹簧套内设置有弹簧容纳槽，所述弹簧容纳槽的上端由所述弹簧套形成顶壁，所述弹簧容纳槽的下端延伸贯穿所述弹簧套；以及弹簧，所述弹簧沿纵向延伸并容纳于所述弹簧容纳槽内，所述弹簧的上端抵在由所述弹簧套形成的顶壁上，所述弹簧的下端抵在所述锥套上；在第一状态下，所述弹簧套相对于所述锥套暂时性固定，所述弹簧在所述弹簧套与所述锥套之间纵向压缩；在第二状态下，所述弹簧推动所述弹簧套纵向向上移动，以驱动所述卡瓦沿着所述锥套上的卡瓦引导面纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状本体径向向外伸出。

在一个实施例中，所述筒状本体包括卡瓦安装段以及连接在所述卡瓦安装段上方的活塞安装段，所述活塞安装段的外径大于所述卡瓦安装段的外径，在所述活塞安装段与所述卡瓦安装段之间形成有纵向朝下的本体台阶面；所述卡瓦驱动机构还包括：设置在所述活塞安装段内的活塞安装孔，所述活塞安装孔构造为通孔，所述活塞安装孔的上端连通到所述筒状本体的内侧，所述活塞安装孔的下端在所述本体台阶面处连通到所述筒状本体的外侧；坐挂驱动活塞，所述坐挂驱动活塞设置在所述活塞安装孔内，并能在受到来自所述活塞安装孔的上端的压力时从所述活塞安装孔的下端伸出去；以及设置在所述筒状本体的卡瓦安装段外的卡瓦驱动杆，所述卡瓦驱动杆的上端与所述活塞安装孔的下端相对设置，所述卡瓦驱动杆的下端插到所述弹簧套与所述筒状本体之间，在所述卡瓦驱动杆构造有径向向内延伸的第一限位凸起，在所述筒状本体的外侧构造有径向向外延伸的第二限位凸起；其中，在第一状态下，所述卡瓦驱动杆与所述弹簧套通过坐挂剪钉连接，所述第一限位凸起的上表面与所述第二限位凸起的下表面相抵，以实现所述弹簧套相对于所述锥套的暂时性固定；其中，在第二状态下，所述坐挂驱动活塞从所述活塞安装孔的下端伸出去并推动所述卡瓦驱动杆纵向向下移动，以剪断所述坐挂剪钉，允许所述弹簧推动所述弹簧套纵向向上移动。

在一个实施例中，在所述卡瓦驱动杆的下端构造有沿径向方向延伸到所述卡瓦驱动杆的外侧壁的锁块接收孔，在所述弹簧套的上端构造有沿径向方向延伸到所述弹簧套的内侧壁的锁块配合槽；所述坐挂驱动组件还包括设置在所述弹簧套与所述筒状主体之间的防提前坐挂机构。所述防提前坐挂机构包括：锁块；挡环，所述挡环固定套设在所述筒状主体外；以及坐挂传压套，所述坐挂传压套套设在所述卡瓦驱动杆的下端与所述弹簧套的上端之间，并在纵向上支撑在所述锁块和挡环之间；在第一状态下，所述锁块的外侧容纳于所述锁块配合槽内，所述锁块的内侧受到所述卡瓦驱动杆的支撑，所述锁块位于所述锁块接收孔的下方，使得来自所述弹簧套的纵向向上的力相比于传递给所述坐挂剪钉更优先传递给所述锁块，通过所述坐挂传压套和挡环而传递给所述筒状主体；在第二状态下，所述卡瓦驱动杆纵向向下移动，使得所述锁块接收孔与所述锁块相对，所述锁块径向向内落入所述锁块接收孔并脱离所述锁块配合槽，以允许所述弹簧推动所述弹簧套纵向向上移动。

在一个实施例中，所述活塞安装段和所述弹簧套的外周相对于所述卡瓦驱动杆的外周在径向上更加凸出。

在一个实施例中，在所述活塞安装孔内设置有破裂盘，所述破裂盘位于所述坐挂驱动活塞的上端与所述活塞安装孔的上端之间，所述破裂盘构造为在所述筒状主体的内侧的压力超过坐挂阈值压力时破裂，以允许所述坐挂驱动活塞受到来自所述活塞安装孔的上端的压力并从所述活塞安装孔的下端延伸出去。

在一个实施例中，所述筒状主体构造有倾斜段，所述倾斜段的外侧壁构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向外倾斜。所述封隔式尾管悬挂装置还包括封隔模块。所述封隔模块包括：套设在所述筒状主体外的坐封传压套，所述坐封传压套的上端与回接筒相连；连接在所述坐封传压套下端的变形支撑套，所述变形支撑套包括在周向上围绕所述筒状主体彼此间隔开布置的多个纵向延伸的支撑条；以及连接在所述变形支撑套下端的膨胀密封套，所述膨胀密封套在周向上完整地围绕所述筒状主体；其中，当所述回接筒推动所述坐封传压套纵向向下移动时，所述密封膨胀套沿着所述倾斜段纵向向下移动，以发生径向向外的膨胀并与所述筒状主体和外层套管密封配合。

根据本发明的第二方面，提出了一种固井工具，包括：送入工具；与所述送入工具可拆卸式连接的上述封隔式尾管悬挂装置；以及连接在所述封隔式尾管悬挂装置中的筒状主体的下端的尾管。

在一个实施例中，在所述尾管内设置有憋压球座，通过在所述憋压球座处憋压来激活所述悬挂模块进行坐挂。

根据本发明的第三方面，提出了一种固井方法，所述固井方法可使用上述固井设备来进行。

在一个实施例中，所述固井方法包括以下步骤：将所述固井设备送入到井筒内；通过在所述尾管内憋压来激活所述封隔式尾管悬挂装置中的悬挂模块来进行坐挂；所述送入工具与所述封隔式尾管悬挂装置拆卸开，并进行固井；上提所述送入工具，并使用所述送入工具下压所述封隔式尾管悬挂装置中的回接筒，以驱动所述封隔式尾管悬挂装置中的封隔模块来进行坐封。

附图说明

在下文中参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的一个实施方案的固井设备的结构示意图；

图2显示了根据本发明的一个实施方案的封隔式尾管悬挂装置的结构示意图；

图3和图4分别显示了图2中的封隔式尾管悬挂装置的一部分的结构示意图；

图5显示了图2中的封隔式尾管悬挂装置的一部分的示意性立体图；

图6显示了图2中的封隔式尾管悬挂装置的一部分的结构示意图；

图7和图8分别显示了图2中的封隔式尾管悬挂装置的一部分的示意性立体图，其中图8以半透明的形式显示了弹簧套，以便于显示设置在弹簧套内侧的各个结构的关系；

图9显示了图8中的弹簧套的结构示意图；

图10和图11显示了图2中的封隔式尾管悬挂装置处于悬挂状态的结构示意图。

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

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

在本文中，“上”、“下”等用语是相对于装置的使用状态而言的。在没有特别说明的情况下，“上”指的是相对靠近井口的一侧，而“下”指的是相对靠近井底的一侧。在横向布置的附图中，左侧为相对为“上”的一侧，右侧为相对为“下”的一侧。

在图1中显示了本发明的固井设备1000的一个实施例。固井装置1000主要包括送入工具100、封隔式尾管悬挂装置200和尾管(未显示)。送入工具100的下端插入到封隔式尾管悬挂装置200内。送入工具100设置有用于与封隔式尾管悬挂装置可拆卸式连接的连接部120。送入工具100还设置有坐封挡块110。在图1所示的送入状态下，该坐封挡块110收在封隔式尾管悬挂装置200内。坐封挡块110的结构是本领域的技术人员所熟知的，在此不加赘述。尾管连接在封隔式尾管悬挂装置200的下端。

如图1和图2所示，封隔式尾管悬挂装置200包括沿纵向方向延伸的筒状主体230。在筒状主体230的上端通过螺纹连接有连接套220。连接套220与上述连接部120可拆卸式连接。例如，连接套220与连接部120反向螺纹连接。在需要送入工具100与封隔式尾管悬挂装置200分离时，可通过转动送入工具100来实现连接套220与连接部120的分离。

如图2所示，在筒状主体230的外侧设置有密封元件270。回接筒210(图1示出，图2未示出)包围连接套220沿纵向方向延伸，并且其下端与筒状主体230固定相连(例如，通过螺纹)。此时，密封元件270设置在筒状主体230与回接筒210之间，以实现它们之间的密封。

图3显示了密封元件270的一个实施例的具体结构。如图3所示，密封元件270包括O型密封圈274，以及依次设置在该O型密封圈274的上下两侧的挡片272、V型密封圈273、挡片272和卡环271。卡环271嵌入到筒状主体230的外侧壁上，以实现密封元件270相对于筒状主体230的固定。

封隔式尾管悬挂装置200还包括封隔模块240。图4和图5详细显示了封隔模块240的一个实施例。封隔模块240包括套设在筒状主体230外的坐封传压套241。上述回接筒210也可以与坐封传压套241的上端螺纹连接，并与设置在筒状主体230外的密封元件270(如图3所示，其设置在坐封传压套241上方)密封配合。该坐封传压套241可以通过坐封剪钉242与筒状主体230相连。封隔模块240还包括连接在坐封传压套241下端的变形支撑套243。如图5所示，变形支撑套243包括在周向上围绕筒状主体230彼此间隔开的多个纵向延伸的支撑条。变形支撑套243由可变形且具有一定支撑能力的材料(例如，可变形金属)制成。封隔模块240还包括连接在变形支撑套243下端的密封膨胀套244。筒状主体230构造有倾斜段231。该倾斜段231的外侧壁构造为沿纵向从上到下的方向逐渐向外倾斜。如图5所示，密封膨胀套244在周向上完整地包围筒状主体230的倾斜段231。如图4所示，在密封膨胀套244的内侧和外侧分别构造有密封件245和246。密封件245和246可分别用于在密封膨胀套244与外层套管之间以及密封膨胀套244与筒状主体230之间形成密封，以利于实现封隔作用。作为替代，密封膨胀套244也可以整体由橡胶制成，或整体包覆有橡胶层。

此外，在坐封传压套241与筒状主体230之间可以设置防退件247，使得坐封传压套241仅能纵向向下移动而不能向上移动。这可以避免封隔模块240非预期地解封。

基于上述封隔模块240的相关结构，在坐封剪钉242剪断后，可驱使坐封传压套241向下移动，并由此带动变形支撑套243和密封膨胀套244一起向下移动。在此过程中，在倾斜段231的倾斜的外侧面的作用下，密封膨胀套244径向向外膨胀，进行坐封。这种结构的变形能力强，能够有效实现坐封。同时，这种结构还能尽可能地减小结构的径向尺寸。

另外，还如图1和图2所示，封隔式尾管悬挂装置200还包括悬挂模块250。该悬挂模块250设置在封隔模块240的下方。封隔模块250包括沿纵向方向延伸并套设在筒状主体230外的锥套251。该锥套251构造有沿纵向方向延伸的卡瓦槽252。在图1所示的实施例中，该卡瓦槽252的上端延伸贯穿锥套251的上端。卡瓦槽252的侧壁形成纵向延伸的卡瓦引导台阶253，使得该卡瓦引导台阶253的表面是大体上径向向外的。另外，卡瓦引导台阶253构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向内倾斜。

悬挂模块250还包括卡瓦255。卡瓦255设置在卡瓦槽252内，并与卡瓦引导台阶253相接合。由此，当卡瓦255沿着卡瓦引导台阶253沿纵向移动时，卡瓦255同时会发生径向方向上的移动。

悬挂模块250还包括设置在卡瓦255和锥套251上方的卡瓦驱动组件260。图6至图9具体显示了该卡瓦驱动组件260的结构。如图6和图7所示，卡瓦驱动组件260包括套设在筒状主体230外并设置在锥套251上方的弹簧套264。如图8和图9所示，在弹簧套264的壁内设置有弹簧容纳槽264D。弹簧容纳槽264D可以为盲孔的形式，其上端由弹簧套264形成顶壁，下端延伸贯穿弹簧套264。在该弹簧套264内设置有纵向延伸的弹簧269。弹簧269为压缩弹簧，其上端抵在由弹簧套264形成的弹簧容纳槽264D的顶壁，下端延伸到弹簧套264之外，并抵在下方的锥套251的上端面处。当弹簧套264的下端与锥套251的上端相接触时，弹簧269处于压缩状态。优选地，弹簧269在装配到位之后始终处于压缩状态。如图6和图7所示，卡瓦255具有纵向向上延伸的卡瓦连接杆254，卡瓦连接杆254的上端铰接在弹簧套264上。由此，当弹簧套264在弹簧264的弹性释放作用下，纵向向上移动时，卡瓦能被带动而沿锥套251的卡瓦引导台阶253发生移动。

上述弹簧套264可由两个半圆环结构件扣合在筒状本体230上再通过高强度铆钉固定在一起而形成。

如图6所示，筒状本体230包括外径较大的活塞安装段232，以及连接在该活塞安装段232之下的卡瓦安装段233。如图2所示，该活塞安装段232连接在倾斜段231的下方。与活塞安装段232相比，卡瓦安装段233的外径相对较小。由此，可以在卡瓦安装段233与活塞安装段232的连接处形成纵向朝下的本体台阶面。在活塞安装段232内形成有作为通孔的活塞安装孔234。该活塞安装孔234的上端连通道筒状本体230的内侧，下端则由上述本体台阶面处连通道筒状本体230的外侧。如图6所示，该活塞安装孔234可以形成为斜孔，以便于加工。

卡瓦驱动组件260还包括设置在上述活塞安装孔234内的坐挂驱动活塞261。坐挂驱动活塞261与活塞安装孔234的内壁密封式滑动配合，并由此能沿活塞安装孔234移动至从活塞安装孔234的下端伸出。

卡瓦驱动组件260还包括设置在卡瓦安装段233外侧的、沿纵向延伸的卡瓦驱动杆263。如图6和图7所示，该卡瓦驱动杆263的上端与活塞安装孔234的下端相对设置，使得从活塞安装孔234内伸出的卡瓦驱动活塞261能够推动卡瓦驱动杆263。卡瓦驱动杆263的下端插到弹簧套264与筒状本体230之间，并与弹簧套264通过坐挂剪钉265相连。卡瓦驱动杆263的下端内侧构造有限位槽。限位槽的上端由纵向朝下的第三限位台阶263B构成，下端由径向向内延伸的第一限位凸起263A构成。筒状主体230的外侧构造有径向向外延伸插入到该限位槽内的第二限位凸起233A。

由此，在未进行坐挂的第一状态下，通过第二限位凸起233A与第一限位凸起263A的配合可以限制卡瓦驱动杆263相对于筒状主体230的位置，再通过坐挂剪钉265就可以限制弹簧套264相对于筒状主体230的位置。

在进行坐挂的第二状态下，坐挂驱动活塞261推动卡瓦驱动杆263向下移动，以剪断坐挂剪钉265，从而允许弹簧套264在弹簧269的作用下向上移动。

如图6所示，在活塞安装孔234内还设置有破裂盘262。该破裂盘262设置在坐挂驱动活塞261的上端与活塞安装孔234的上端之间。由此，在筒状主体230的内侧的压力较低时，由于破裂盘262的作用，坐挂驱动活塞261不会伸出。这能避免井内的压力波动造成坐挂驱动活塞261的非预期伸出以及由此而造成的非预期的坐挂。在筒状主体230的内侧的压力超过坐挂阈值压力时，破裂盘262破裂，从而允许坐挂驱动活塞261受到来自活塞安装孔234的上端的压力，并从所活塞安装孔234的下端延伸出去推动卡瓦驱动杆263。

在本发明中，可以在尾管中设置憋压球座。通过在该憋压球座中进行憋压，可以实现筒状主体230的内侧的压力升高到坐挂阈值压力。

在井下的实际工作环境中，难免存在磕碰的情况。针对此，如图6所示，卡瓦驱动杆263的上方的活塞安装段262和下方的弹簧套264都相对于卡瓦驱动杆263更加径向向外凸出。由此，可保护卡瓦驱动杆263免于磕碰，进而避免卡瓦驱动杆263发生非预期的纵向移动而发生提前坐挂。

另外，为了避免弹簧套264发生非预期的纵向移动，卡瓦驱动组件还包括防提前坐挂机构。该防提前坐挂机构包括锁块268。在图6所示的第一状态下，锁块268在径向上夹在卡瓦驱动杆263与弹簧套264之间。在弹簧套264的内侧壁上设置有径向向外凹陷的锁块配合槽264C。在该状态下，锁块268的外侧伸入到该锁块配合槽264C内，从而使得弹簧套264能够将纵向力传递给锁块268。防提前坐挂机构还包括设置在锁块268上方的挡环266，以及设置在挡环266和锁块268之间的坐挂传压套267。如图8所示，挡环266绕过卡瓦驱动杆263并与内侧的筒状主体230固定相连。坐挂传压套267支撑在锁块268和挡环266之间以进行纵向力的传递。由此，当弹簧套264受到非预期的纵向力时，该力可以通过锁块268传递给坐挂传压套267，并由此传递给挡环266，再传递给筒状主体230。这能够避免纵向力传递给坐挂剪钉265而造成提前坐挂。

应当理解的是，在第一状态下，卡瓦驱动杆263上的用于与坐挂剪钉265配合的孔可在纵向上相对于坐挂剪钉265存在间隙，以进一步避免坐挂剪钉265被非预期地剪断。

另外，如图6和图8所示，锁块268可以嵌设在坐挂传压套267的径向贯穿孔267C内。这种设置更有利于锁块268的定位。

另外，还如图6所示，锁块268与弹簧套264的锁块配合槽264C为斜面配合。由此，弹簧套264能在具有移动倾向时向锁块268传递径向向内的推力。在卡瓦驱动杆263的插入到弹簧套264与筒状主体230之间的下端上构造有沿径向方向延伸到卡瓦驱动杆263的外侧壁的锁块接收孔263C。在图6所示的优选实施例中，该锁块接收孔263C为径向通孔。

在图6所示的第一状态下，该锁块接收孔263C位于锁块268的上方。在需要进行坐挂时，参见图11所示的第二状态，卡瓦驱动杆263受到坐挂驱动活塞261的推动以向下移动(此时坐挂剪钉265剪断)。由于挡环266是与筒状主体230固定相连的，所以挡块266、坐挂传压套267和锁块268保持不动。当卡瓦驱动杆263移动至锁块接收孔263C与锁块268对齐时，锁块268被弹簧套264推到锁块接收孔263C中并由此脱离锁块配合槽264C。此时，弹簧套264不再受到限制，可以向上移动。

在本发明的上述封隔式尾管悬挂装置200中，封隔模块240和悬挂模块250设置在同一筒状主体230上。这可以避免螺纹等连接部分造成的强度降低问题和密封失效风险，从而能增强工具的整体强度和密封效果。

在本发明的上述封隔式尾管悬挂装置200中，悬挂模块250中的坐挂驱动活塞261设置在筒状主体230的内部，并且与卡瓦驱动杆263形成如图7所示的相对于筒状主体230局部布置的杆对杆式的结构，而非现有技术中常规的包围整个筒状主体的形式。这有利于提高封隔式尾管悬挂装置200的整体强度，增强抗外挤和抗内压强度以及压力等级，同时还有利于减小径向尺寸。

下面将结合附图和上文中描述的结构来对本发明的固井方法进行详细说明。

首先，将组装好的固井设备下入到井中。当下入到适当的位置时，停止继续下入。在此过程中，封隔式尾管悬挂装置200的封隔模块240未坐封，悬挂模块250也未坐挂，处于第一状态。此时，如图6至图8所示，弹簧套264的下端与锥套251的上端相接触。弹簧269处于压缩状态。锁块268处于锁块配合槽264C中，能避免坐挂剪钉265提前剪断，实现防提前坐挂的作用。

然后，向固井设备内投入憋压球，使该憋压球在尾管中的憋压球座处憋压。当憋压使得筒状主体230内的压力超过坐挂阈值压力时，活塞安装孔234内的破裂盘262破裂，使得压力推动坐挂驱动活塞261伸出活塞安装孔234的下端，并纵向向下推动卡瓦驱动杆263。此时，如图11所示，坐挂剪钉265剪断，允许卡瓦驱动杆263纵向向下移动。当卡瓦驱动杆263上的锁块接收孔263C与锁块268相对时，锁块268离开锁块配合槽264C并进入到锁块接收孔263C中。此时，如图10所示，弹簧套264可以在弹簧269的作用下纵向向上移动，并由此带动卡瓦沿着卡瓦引导台阶253纵向向上移动，并相应地径向向外移动，直到卡瓦255与井内的外层套管2000相接合而实现坐挂。

此后，旋转送入工具100，使其与封隔式尾管悬挂装置200分离。由此，可进行常规的固井作业。

在固井作业结束之后，上提送入工具100，使得坐封挡块110提出尾管悬挂装置200的回接筒210。此时，坐封挡块110会径向向外扩张。

再次下压送入工具100，可通过坐封挡块110而向下推动回接筒210，并由此，向下推动坐封传压套241(图4)，直到坐封剪钉242剪断。坐封传压套241带动变形支撑套243和密封膨胀套244一起向下移动。在此过程中，密封膨胀套244沿着倾斜段231的外侧面相应地径向向外移动，直到密封膨胀套244同时与筒状主体230和外层套管2000密封接合而实现坐封。

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 (9)

1.一种封隔式尾管悬挂装置，包括：

纵向延伸的筒状主体；以及

悬挂模块，所述悬挂模块包括：

纵向延伸的锥套，所述锥套固定套设在所述筒状主体之外，所述锥套构造有沿纵向方向延伸的卡瓦槽，所述卡瓦槽的侧壁形成纵向延伸的卡瓦引导台阶，所述卡瓦引导台阶构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向内倾斜；

卡瓦，所述卡瓦与所述卡瓦引导台阶相接合；以及

卡瓦驱动组件，所述卡瓦驱动组件构造为用于驱动所述卡瓦沿着所述卡瓦引导台阶纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状主体径向向外伸出，其中，所述卡瓦驱动组件包括：

纵向延伸的弹簧套，所述弹簧套套设在所述筒状主体外，并位于所述锥套上方，所述卡瓦的上端与所述弹簧套相连，在所述弹簧套内设置有弹簧容纳槽，所述弹簧容纳槽的上端由所述弹簧套形成顶壁，所述弹簧容纳槽的下端延伸贯穿所述弹簧套；以及

弹簧，所述弹簧沿纵向延伸并容纳于所述弹簧容纳槽内，所述弹簧的上端抵在由所述弹簧套形成的顶壁上，所述弹簧的下端抵在所述锥套上；

在第一状态下，所述弹簧套相对于所述锥套暂时性固定，所述弹簧在所述弹簧套与所述锥套之间纵向压缩；

在第二状态下，所述弹簧推动所述弹簧套纵向向上移动，以驱动所述卡瓦沿着所述锥套上的卡瓦引导面纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状主体径向向外伸出，

所述筒状主体包括卡瓦安装段以及连接在所述卡瓦安装段上方的活塞安装段，所述活塞安装段的外径大于所述卡瓦安装段的外径，在所述活塞安装段与所述卡瓦安装段之间形成有纵向朝下的主体台阶面；

所述卡瓦驱动组件还包括：

设置在所述活塞安装段内的活塞安装孔，所述活塞安装孔构造为通孔，所述活塞安装孔的上端连通到所述筒状主体的内侧，所述活塞安装孔的下端在所述主体台阶面处连通到所述筒状主体的外侧；

坐挂驱动活塞，所述坐挂驱动活塞设置在所述活塞安装孔内，并能在受到来自所述活塞安装孔的上端的压力时从所述活塞安装孔的下端伸出去；以及

设置在所述筒状主体的卡瓦安装段外的卡瓦驱动杆，所述卡瓦驱动杆的上端与所述活塞安装孔的下端相对设置，所述卡瓦驱动杆的下端插到所述弹簧套与所述筒状主体之间，在所述卡瓦驱动杆构造有径向向内延伸的第一限位凸起，在所述筒状主体的外侧构造有径向向外延伸的第二限位凸起；

其中，在第一状态下，所述卡瓦驱动杆与所述弹簧套通过坐挂剪钉连接，所述第一限位凸起的上表面与所述第二限位凸起的下表面相抵，以实现所述弹簧套相对于所述锥套的暂时性固定；

其中，在第二状态下，所述坐挂驱动活塞从所述活塞安装孔的下端伸出去并推动所述卡瓦驱动杆纵向向下移动，以剪断所述坐挂剪钉，允许所述弹簧推动所述弹簧套纵向向上移动。

2.根据权利要求1所述的封隔式尾管悬挂装置，其特征在于，在所述卡瓦驱动杆的下端构造有沿径向方向延伸到所述卡瓦驱动杆的外侧壁的锁块接收孔，在所述弹簧套的上端构造有沿径向方向延伸到所述弹簧套的内侧壁的锁块配合槽；

所述卡瓦驱动组件还包括设置在所述弹簧套与所述筒状主体之间的防提前坐挂机构，所述防提前坐挂机构包括：

锁块；

挡环，所述挡环固定套设在所述筒状主体外；以及

坐挂传压套，所述坐挂传压套套设在所述卡瓦驱动杆的下端与所述弹簧套的上端之间，并在纵向上支撑在所述锁块和挡环之间；

在第一状态下，所述锁块的外侧容纳于所述锁块配合槽内，所述锁块的内侧受到所述卡瓦驱动杆的支撑，所述锁块位于所述锁块接收孔的下方，使得来自所述弹簧套的纵向向上的力相比于传递给所述坐挂剪钉更优先传递给所述锁块，通过所述坐挂传压套和挡环而传递给所述筒状主体；

在第二状态下，所述卡瓦驱动杆纵向向下移动，使得所述锁块接收孔与所述锁块相对，所述锁块径向向内落入所述锁块接收孔并脱离所述锁块配合槽，以允许所述弹簧推动所述弹簧套纵向向上移动。

3.根据权利要求1所述的封隔式尾管悬挂装置，其特征在于，所述活塞安装段和所述弹簧套的外周相对于所述卡瓦驱动杆的外周在径向上更加凸出。

4.根据权利要求1所述的封隔式尾管悬挂装置，其特征在于，在所述活塞安装孔内设置有破裂盘，所述破裂盘位于所述坐挂驱动活塞的上端与所述活塞安装孔的上端之间，所述破裂盘构造为在所述筒状主体的内侧的压力超过坐挂阈值压力时破裂，以允许所述坐挂驱动活塞受到来自所述活塞安装孔的上端的压力并从所述活塞安装孔的下端延伸出去。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的封隔式尾管悬挂装置，其特征在于，所述筒状主体构造有倾斜段，所述倾斜段的外侧壁构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向外倾斜；

所述封隔式尾管悬挂装置还包括封隔模块，所述封隔模块包括：

套设在所述筒状主体外的坐封传压套，所述坐封传压套的上端与回接筒相连；

连接在所述坐封传压套下端的变形支撑套，所述变形支撑套包括在周向上围绕所述筒状主体彼此间隔开布置的多个纵向延伸的支撑条；以及

连接在所述变形支撑套下端的膨胀密封套，所述膨胀密封套在周向上完整地围绕所述筒状主体；

其中，当所述回接筒推动所述坐封传压套纵向向下移动时，所述密封膨胀套沿着所述倾斜段纵向向下移动，以发生径向向外的膨胀并与所述筒状主体和外层套管密封配合。

6.一种固井设备，包括：

送入工具；

与所述送入工具可拆卸式连接的根据权利要求1到5中任一项所述的封隔式尾管悬挂装置；以及

连接在所述封隔式尾管悬挂装置中的筒状主体的下端的尾管。

7.根据权利要求6所述的固井设备，其特征在于，在所述尾管内设置有憋压球座，通过在所述憋压球座处憋压来激活所述悬挂模块进行坐挂。

8.一种固井方法，所述固井方法使用根据权利要求6或7所述的固井设备来进行。

9.根据权利要求8所述的固井方法，其特征在于，所述固井方法包括以下步骤：

将所述固井设备送入到井筒内；

通过在所述尾管内憋压来激活所述封隔式尾管悬挂装置中的悬挂模块来进行坐挂；

所述送入工具与所述封隔式尾管悬挂装置拆卸开，并进行固井；

上提所述送入工具，并使用所述送入工具下压所述封隔式尾管悬挂装置中的回接筒，以驱动所述封隔式尾管悬挂装置中的封隔模块来进行坐封。