CN201106425Y - 液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器 - Google Patents

液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器 Download PDF

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CN201106425Y CNU2007201904422U CN200720190442U CN201106425Y CN 201106425 Y CN201106425 Y CN 201106425Y CN U2007201904422 U CNU2007201904422 U CN U2007201904422U CN 200720190442 U CN200720190442 U CN 200720190442U CN 201106425 Y CN201106425 Y CN 201106425Y
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任荣权
王辉
张燕萍
王军
王建利
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液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器,应用于石油固井施工中。特征是:送入接头下端外壁与膨胀管左旋螺纹连接;送入接头下端内壁与中心管螺纹连接。中心管下端采用剪钉固定有密封胶塞。密封胶塞的内径比中心管的内径小8-20毫米。胀塞在中心管和膨胀管之间的环形空间内;胶塞导管连接在膨胀管的下端;胶塞导管下端螺纹连接下连接管;阻挡环坐放于下连接管的内部台肩上。阻挡环下部中心孔的直径小于密封胶塞下端外径。在下连接管的下端外壁上均匀分布固定有至少两个锁簧机构。效果是:采用液压或机械方法,使尾管串牢固悬挂在井下套管内壁。提高尾管固井成功率,保障井下安全,提高固井质量。适用于深井和大位移水平井。

Description

液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器技术领域:本实用新型涉及石油固井技术领域,特别涉及一种用于尾管固井的 尾管悬挂器,是一种液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器。背景技术:尾管悬挂固井技术可以减少固井套管重叠,节约套管;减少注水泥 压力;简化井身结构,解决深井、复杂井的固井问题。目前,尾管悬挂器的种类很多,根据悬挂尾管的操作方法不同,现 有尾管悬挂器分为机械式和液压式两种。机械式尾管悬挂器的操作方法 一般是上提下放或者旋转悬挂器将尾管悬挂在外层套管上。其特点是, 操作简单,节省时间,但其结构对井下条件要求较高。液压式尾管悬挂 器是依靠液压的作用使尾管悬挂在上层套管上。其特点是适用范围大, 不受井斜和尾管长度的限制,但其操作复杂,费时间。单一操作方法的 尾管悬挂器,施工中一旦出现意外不能座挂或座挂失败,必须将整个井 内管柱提出,更换尾管悬挂器后,再下入井底进行施工,尤其在斜井、 水平井、大位移水平井、多底分支井这样复杂的情况时,从井内提出管 柱的操作复杂,浪费时间。中国专利公告号CN2159452Y提供了一种随位自动悬挂尾管装置,是一种典型的卡瓦式随位自动脱挂尾管悬挂器,其采用卡瓦与套管内壁进 行悬挂。该尾管悬挂器座挂后,尾管内部的通径小,不利于后续作业, 并且在下入尾管悬挂器和注水泥的过程中尾管不能旋转,固井质量不好。 现有膨胀式尾管悬挂器结构较复杂。US7225880B2是一种膨胀式尾 管悬挂器,其利用液压力胀开膨胀管,使膨胀管与套管进行悬挂。该尾管悬挂器采用从上向下胀开膨胀管的方式,结构复杂。 实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器, 完成尾管悬挂固井,当时用液压方法操作失效,不能胀开膨胀管时,可 依靠机械方法进行膨胀管膨胀作业。并克服卡瓦式尾管悬挂器采用卡瓦 座挂,座挂不可靠,座挂后通径变小;克服膨胀式尾管悬挂器采用从上 向下胀开膨胀管的方式,结构复杂的不足。
本实用新型的技术解决方案:液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器, 主要由送入接头、水泥胶塞、中心管、膨胀管、胀塞、剪钉、密封胶塞、 胶塞导管、阻挡环和下连接管组成。其特征是:送入接头上端有螺纹, 能与送入管柱连接。送入接头下端外壁与膨胀管之间采用左旋螺纹连接; 送入接头下端内壁与中心管螺纹连接。中心管下端通过剪钉固定有一个 密封胶塞。密封胶塞的内径比中心管的内径小8—20毫米。胀塞在中心 管和膨胀管之间的环形空间内的下端,施工时胀塞自下向上胀开膨胀管。 胀塞与中心管之间动密封配合,胀塞能在中心管上面滑动;胶塞导管连 接在膨胀管的下端;胶塞导管下端螺纹连接下连接管,下连接管的下端 有螺纹,能与套管串连接; 一个阻挡环固定于下连接管的内部台肩上。 阻挡环上部中心孔的直径与密封胶塞下端外径相同,阻挡环下部中心孔 的直径小于密封胶塞下端外径。在下连接管的下端外壁上均匀分布固定 有至少两个锁簧机构,下连接管的下端有外螺纹,下连接管下端能连接 需要在井下悬挂的尾管串。
所述的锁簧机构包括挡板、锁块和弹簧,挡板焊接在下连接管上; 锁块形状为"L"形的钢板,锁块的下平面为一斜面;弹簧为圆柱螺旋压 縮弹簧,锁簧机构嵌入下连接管外壁上。为了使膨胀管与套管悬挂更牢固,膨胀管的外侧至少有一个环形凸 起,环形凸起的截面为梯形,环形凸起外径与膨胀管的端部直径相同。膨胀管外壁直接与套管内壁密封;也可以采用橡胶密封,即在膨胀 管外壁上套有橡胶圈;或者在膨胀管外壁上套有金属与橡胶组合密封圈, 采用金属与橡胶组合密封。胀塞的两个端为锥面。膨胀管和胀塞的结构采用的是固井用膨胀管和胀塞的结构,使用方 法与膨胀管固井方法相同,本领域技术人员熟悉,不详细介绍。本实用新型的有益效果:本实用新型的上述结构设计有较大的改进,打破传统固井尾管悬挂方式,采用液压或/和机械方法,推动胀塞自下向 上胀开膨胀管,膨胀管膨胀后,使尾管串牢固悬挂在井下套管内壁。当 液压系统失灵,悬挂失效不能胀开膨胀管时,可以改换机械拉拔固井管 柱的方法,推动胀塞自下向上胀开膨胀管,进行膨胀管膨胀作业。提高 尾管固井成功率,保障井下安全,提高固井质量。结构简单,座挂、座封可靠;操作方便;采用金属接触座挂、座封,座挂、座封质量好;采 用左扣悬挂尾管串下入方式,适用于大质量尾管串,在深井和大位移水 平井中应用优势明显。附图说明图1是本实用新型液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器结构剖面示意图。图2是锁簧机构的结构剖面示意图。图中,l.送入接头,2.水泥胶塞,3.中心管,4.膨胀管,5.胀塞, 6.剪钉,7.密封胶塞,8.胶塞导管,9.阻挡环,IO.下连接管,ll.套管, 12.套管接箍,13.锁簧机构,14.挡板,15.锁块,16.弹簧,17.环形凸起。
具体实施方式
实施例l:参阅附图l。以一个规格为95/8"—7"的机械液压双作用 膨胀式尾管悬挂器为例,进行具体说明。
送入接头1最大外径为210毫米。中心管3长度为1355毫米,内径 为82毫米,外径为120毫米。膨胀管4长度为1400毫米。膨胀管4的 外侧有两道环形凸起17。环形凸起17的截面为梯形,厚度为5毫米。 环形凸起17外部边沿的直径与膨胀管4的最大直径相同。
送入接头1上部有螺纹,能使机械液压双作用膨胀式尾管悬挂器连 接在送入管柱的下端,将机械液压双作用膨胀式尾管悬挂器送入井下悬 挂的位置。送入接头1下端外壁与膨胀管4左旋螺纹连接;在膨胀管4 外壁上套有金属与橡胶组合密封圈。送入接头1下端内壁与中心管3螺 纹连接。中心管3下端通过剪钉6固定有一个密封胶塞7。密封胶塞7 的内径比中心管3的内径小12毫米。
胀塞5的厚度为300毫米,最大外径为192毫米,胀塞5两端有锥 面。胀塞5套在中心管3上,胀塞5在中心管3和膨胀管4之间的环形 空间内的下端,胀塞5与中心管3之间动密封配合,胀塞5能在中心管 3上面滑动;胶塞导管8连接在膨胀管4的下端;胶塞导管8下端螺纹 连接下连接管10,下连接管10的下端有螺纹; 一个阻挡环9固定于下 连接管10的内部台肩上。阻挡环9上部中心孔的直径与密封胶塞7下端 外径相同,阻挡环9下部中心孔的直径小于密封胶塞7下端外径。
在下连接管10的下端外壁上均匀分布固定有4个锁簧机构13。挡 板14、锁块15和弹簧16组成一个锁簧机构13。上下挡板14焊接在下 连接管10外壁上;两块挡板14之间有一个锁块15,锁块15形状为"L" 形的钢板,锁块15的下平面为一个斜面;弹簧16为圆柱螺旋压縮弹簧,锁簧机构13嵌入下连接管10外壁上。下连接管10的下端有外螺纹。 膨胀管4的外侧有2道环形凸起17,环形凸起17的截面为梯形, 凸起高度为5毫米。环形凸起17外径与膨胀管4的端部直径相同。
简述本实用新型的工作过程,有助于理解本实用新型。当本实用新 型随着尾管串下到预定位置时,下连接管10上的锁簧机构13卡到套管 11下端的预先下入的套管接箍12卡槽内,这时当上提整个送入管柱的 时候,下连接管IO与套管接箍12无相对运动。当尾管串下到设计位置 后,将设计好一定量的水泥注入到送入管柱后,马上投入水泥胶塞2。 继续泵入完井液,完井液推动水泥胶塞2向下运动,在密封胶塞7处碰 压,剪断剪钉6,水泥胶塞2和密封胶塞7组成的复合胶塞在完井液的 推动下继续下行,同时刮去尾管内壁上残留的水泥,至阻挡环9处二次 碰压。此时,顺时针旋转送入管柱,旋开送入接头与膨胀管之间连接的 左旋螺纹。再次憋压,在管柱内增加完井液压力的同时,上提送入管柱。 在完井液液压力和上提管柱机械力共同作用下推动胀塞5、中心管3和 送入接头1 一起向上运动,胀开膨胀管4,上层套管11内壁接触和胀合, 形成了金属与金属的坚固而可靠的密封,实现尾管串的座挂,同时丢手。 丢手后,提出胀塞5、中心管3和送入接头1,使用常规钻井工具可以继 续钻进。

Claims (6)

1、一种液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器,主要由送入接头(1)、水泥胶塞(2)、中心管(3)、膨胀管(4)、胀塞(5)、剪钉(6)、密封胶塞(7)、胶塞导管(8)、阻挡环(9)和下连接管(10)组成,其特征是:送入接头(1)上端有螺纹,送入接头(1)下端外壁与膨胀管(4)之间采用左旋螺纹连接;送入接头(1)下端内壁与中心管(3)螺纹连接,中心管(3)下端通过剪钉(6)固定有一个密封胶塞(7),密封胶塞(7)的内径比中心管(3)的内径小8-20毫米,胀塞(5)在中心管(3)和膨胀管(4)之间的环形空间内的下端,胀塞(5)与中心管(3)之间动密封配合,胀塞(5)能在中心管(3)上面滑动;胶塞导管(8)连接在膨胀管(4)的下端;胶塞导管(8)下端螺纹连接下连接管(10),下连接管(10)的下端有螺纹;一个阻挡环(9)固定于下连接管(10)的内部台肩上,阻挡环(9)上部中心孔的直径与密封胶塞(7)下端外径相同,阻挡环(9)下部中心孔的直径小于密封胶塞(7)下端外径,在下连接管(10)的下端外壁上均匀分布固定有至少两个锁簧机构(13),下连接管(10)的下端有外螺纹。
2、 根据权利要求1所述的液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器,其特 征是:所述的锁簧机构(13)包括挡板(14)、锁块(15)和弹簧(16),挡板 (14)焊接在下连接管(10)上;锁块(15)形状为"L"形的钢板,锁块(15) 的下平面为一斜面;弹簧(16)为圆柱螺旋压縮弹簧,锁簧机构(13)嵌入 下连接管(10)外壁上。
3、 根据权利要求1所述的液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器,其特 征是:膨胀管(4)的外侧至少有一个环形凸起(17),环形凸起(17)的截面 为梯形,环形凸起(17)外径与膨胀管(4)的端部直径相同。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的液压机械双作用膨胀式尾管悬挂 器,其特征是:在膨胀管(4)外壁上套有橡胶圈。
5、 根据权利要求l、 2或3所述的液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器,其特征是:在膨胀管(4)外壁上套有金属与橡胶组合密封圈。
6、 根据权利要求l、 2或3所述的液压机械双作用膨胀式尾管悬挂器,其特征在于:胀塞(5)的两个端为锥面。
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