CN203008864U - 分支井用预开窗悬挂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分支井用预开窗悬挂器，包括送入工具总成、丢手总成、密封坐挂总成、硬轴总成、预开窗短节。本实用新型连接钻杆和尾管，承担尾管的重量，实现尾管下入，从机构上考虑不会中途坐挂，下到设计井深后，硬轴与重进斜向器配合，实现预开窗悬挂器定向，并实现预开窗悬挂器压力传递，实现悬挂器坐封和丢手，两种丢手机构，进一步提高悬挂器丢手的成功率，卡瓦有防转和锚定两种功能，一方面保证管柱固定不发生移动，另一方面保证预开窗部位对准主井眼，预开窗悬挂器配合专用的导引工具可以实现主井眼和分支井眼的选择性重入。

Description

分支井用预开窗悬挂器

技术领域

本实用新型涉及一种开窗分支井完井工艺中窗口连接的工具，特别是一种分支井用预开窗悬挂器。 

背景技术

目前TAML3-4级分支井完井中窗口连接多是下入套管完井后，重新下入工具对套管进行磨铣修正，沟通主井眼，造成主井眼或者分支井眼重入困难，有些4级分支井完井工艺中，分支井眼固井结束后，下入套铣工具将重合段套管套铣出来，分支井眼与主井眼没有机械连接，窗口稳定性不足。贝克休斯公司开发了一套可以挂在主井眼套管的壁挂式悬挂器，为窗口连接提供了可靠地机械连接，但是这种悬挂器悬挂力不足，需要在上端接一个悬挂器以承受尾管重量。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全、可靠、稳定、操作方便的分支井用预开窗悬挂器。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 

一种分支井用预开窗悬挂器，包括送入工具总成、丢手总成、密封坐挂总成、硬轴总成、预开窗短节。 

所述送入工具总成包括：上接头、回接筒、旋转短节、提拉短节、锁套、承压锁块、提拉套、内中心管、限位套、第一小胶筒和球座短节； 

所述丢手总成包括：滑键、丢手套、固定剪钉、支撑套、反扣套、丢手 活塞、丢手剪钉和丢手剪钉套； 

所述密封坐挂总成包括：上锥体、卡瓦备帽、卡瓦、卡瓦罩、下锥体、压帽、胶筒、隔环、上活塞、锁块、坐封剪钉、启动活塞、外中心管、下活塞、限位活塞、液缸和锁簧； 

硬轴总成包括：硬轴、尖引鞋、第二小胶筒和固定限位套管； 

所述上接头上端与钻柱螺纹连接，该上接头下部与花键套花键连接，所述回接筒套装在所述上接头上，该回接筒与花键套固定连接，所述上接头下端与所述旋转短节螺纹连接，所述旋转短节下端与提拉短节螺纹连接，该提拉短节通过所述承压锁块与所述锁套连接，所述旋转短节下端外部设有花键槽，该旋转短节与所述滑键花键连接，该滑键通过固定钉固定在所述丢手套上； 

所述卡瓦由4瓣组成，每瓣卡瓦有上齿和下齿两部分，纵齿和横齿交错布齿，所述卡瓦上下分别设置有所述上锥体和下锥体，该卡瓦嵌在所述上锥体和下锥体的燕尾槽内，所述上锥体与缸套螺纹连接，该缸套通过两块防转键固定在所述反扣套上，所述反扣套与外中心管螺纹连接，所述卡瓦嵌在所述卡瓦罩内； 

所述上活塞与下活塞螺纹连接，所述上活塞通过所述锁块锁定在外中心管上； 

所述丢手套下端设置有6瓣带左旋螺纹的螺纹爪，该丢手套通过所述固定剪钉与支撑套连接，该支撑套能被所述丢手活塞顶开； 

所述硬轴上端与所述球座短节螺纹连接，该硬轴的前端连接有所述尖引鞋，该尖引鞋上设有旁孔，所述旁孔两侧套装有两个所述第二小胶筒，该第二小胶筒通过所述固定限位套固定在所述尖引鞋上； 

所述预开窗短节安装在所述硬轴外，该预开窗短节的上端通过转换接头与所述外中心管螺纹连接且固定，该预开窗短节的下端通过变扣接头连接尾 管。 

优选的，所述承压锁块为4个。 

优选的，所述预开窗短节预置窗口小于该预开窗短节内径。 

本实用新型分支井用预开窗悬挂器的有益效果是： 

（1）具有液压丢手和反扣丢手两种丢手形式，保证丢手的可靠性； 

（2）具有防转和防蹿功能，使分支井眼完井工具可靠固定； 

（3）尖引鞋引导硬轴进入主井眼，并引导预开窗部位对准主井眼，定位和定向准确，保证主井眼重入的可靠性； 

（4）操作方便，可以实现一趟钻坐挂、坐封和丢手等操作； 

（5）预开窗悬挂器到位后硬轴胶筒与定位工具配合即可实现密封，无需投球，而且下入过程中无需灌浆，减少投球和灌浆风险。 

附图说明

图1a为本实用新型提供的分支井用预开窗悬挂器上部结构示意图； 

图1b为本实用新型提供的分支井用预开窗悬挂器中部结构示意图； 

图1c为本实用新型提供的分支井用预开窗悬挂器下部结构示意图。 

具体实施方式

从图1a至图1c所示的本实用新型实施方式可知： 

本实用新型分支井用预开窗悬挂器，包括送入工具总成、丢手总成、密封坐挂总成、硬轴总成、预开窗短节44 

送入工具总成包括：上接头1、回接筒2、旋转短节4、提拉短节8、锁套10、承压锁块18、提拉套23、内中心管30、限位套38、第一小胶筒39和球座短节42； 

丢手总成包括：滑键5、丢手套6、固定剪钉12、支撑套13、反扣套 14、丢手活塞16、丢手剪钉19和丢手剪钉套22； 

密封坐挂总成包括：上锥体20、卡瓦备帽21、卡瓦24、卡瓦罩25、下锥体26、压帽27、胶筒28、隔环29、上活塞31、锁块32、坐封剪钉33、启动活塞34、外中心管35、下活塞36、限位活塞37、液缸40和锁簧41； 

硬轴总成包括：硬轴45、尖引鞋48、第二小胶筒46和固定限位套管47； 

上接头1上端与钻柱螺纹连接，该上接头1下部与花键套3花键连接，旋转管柱时可以将扭矩传到花键套3带动整个悬挂器旋转，回接筒2套装在上接头1上，该回接筒2与花键套3固定连接，上接头1下端与旋转短节4螺纹连接，旋转短节4下端与提拉短节8螺纹连接，提拉短节8通过承压锁块18与锁套10连接，4个承压锁块18承受整个管柱重量,旋转短节4下端外部开有花键槽，旋转短节4与滑键5花键连接可以将扭矩传到滑键5上，滑键5通过固定钉固定在丢手套6上，反扣丢手时扭矩通过滑键5传递到丢手套6，实现反扣丢手。 

卡瓦24由4瓣组成，每瓣卡瓦24有上齿和下齿两部分，纵齿和横齿交错布齿，卡瓦24上下分别设置有上锥体20和下锥体26，卡瓦24嵌在上锥体20和下锥体26的燕尾槽内，上锥体20与缸套9螺纹连接，缸套9通过两块防转键15固定在反扣套14上防转，反扣套14与外中心管35螺纹连接，使卡瓦具有防转和双向锚定的功能，卡瓦24在嵌在卡瓦罩25内，下管柱过程中不会挂套管内壁造成阻卡。 

坐封的动力来自上活塞31和下活塞36组成的双级活塞，上活塞31与下活塞36螺纹连接，下入过程中上活塞31被锁块32锁定在外中心管35上，不会出现中途坐挂。 

丢手套6下端有6瓣带左旋螺纹的螺纹爪，丢手套6通过固定剪钉12与支撑套13连接，在支撑套13的支撑下，丢手套6螺纹爪可以承受整个管 柱的重量，液压丢手时，支撑套13被丢手活塞16顶开，失去支撑的螺纹爪在外力的作用下回缩，与反扣套14脱开。 

硬轴45上端与球座短节42螺纹连接，硬轴45前端连接尖引鞋48，尖引鞋48上开有旁孔，旁孔两侧套装有两个第二小胶筒46，第二小胶筒46通过固定限位套47固定在尖引鞋48上，下放过程中从旁孔处返泥浆，到位后，第二小胶筒46与重进斜向器内孔形成密封，悬挂器可以液压坐挂和丢手，丢手后硬轴45随着送入工具总成一起被起出，保证悬挂器通径。 

预开窗短节44套在硬轴45外，上端通过转换接头43与外中心管35螺纹连接并固定，下端通过变扣接头49连接尾管，下放过程中硬轴45被预开窗短节44包住，预开窗短节44随着尾管进入分支井眼，硬轴45本身刚度大，没有外力的情况下直接进入主井眼，尖引鞋48导引硬轴45进入重进斜向器内孔，随着管柱的下入，硬轴45进一步导引预开窗短节44窗口对正主井眼。 

预开窗短节44预置窗口小于预开窗套管短节内径，预置窗口对正主井眼后，可以外径实现小于窗口宽度的工具进入主井眼，外径大于窗口宽度小于预开窗套管短节内径的工具进入分支井眼。 

本实用新型连接钻杆和尾管，承担尾管的重量，实现尾管下入，从机构上考虑不会中途坐挂，下到设计井深后，硬轴与重进斜向器配合，实现预开窗悬挂器定向，并实现预开窗悬挂器压力传递，实现悬挂器坐封和丢手，两种丢手机构，进一步提高悬挂器丢手的成功率，卡瓦有防转和锚定两种功能，一方面保证管柱固定不发生移动，另一方面保证预开窗部位对准主井眼，预开窗悬挂器配合专用的导引工具可以实现主井眼和分支井眼的选择性重入。 

本实用新型的分支井用预开窗悬挂器的工作原理，首先按设计将预开窗悬挂器的预开窗短节44下连尾管，使用钻柱将预开窗悬挂器连同尾管一起下入井筒内，与预开窗悬挂器内中心管30相连的硬轴45的尖引鞋48开有 旁孔，可以过流，下入过程中无需进行灌浆，预开窗悬挂器下到设计位置以上5米时，进行陀螺仪定向，根据陀螺仪测定结果转动钻柱使预开窗位置对准主井眼，钻柱转动时将扭矩传递到上接头1上，上接头1通过花键槽带动花键套3转动，花键套3通过螺纹带动预开窗悬挂器转动，调整好预置窗口位置后继续下放钻柱，预开窗短节44在下部尾管的带动下进入分支井眼，硬轴45在自身的刚度和尖引鞋48的导引下从预置窗口出来进入主井眼的重进斜向器，管柱进一步往下走，硬轴45进一步导引预开窗短节44预置窗口对准主井眼，由于尖引鞋48外径较小可以进入预开窗悬挂器内孔，硬轴45外径大的一段无法进入重进斜向器里，硬轴45无法继续下移，指重表显示钻柱重量降低，判断预开窗悬挂器到位，尖引鞋48进入重进斜向器内孔后，第二小胶筒46与重进斜向器内孔实现密封，尖引鞋48旁孔被截流，连接泥浆泵打压，液体经过上接头1、旋转短节4、提拉短节8进入内中心管30，通过内中心管30的过液孔进入外中心管35，然后通过外中心管35进液孔后作用在坐封活塞34上，在液压的作用下，坐封活塞34剪断坐封剪钉33后下移，锁块32被液压顶开，液压推动上活塞31上移，同时在液压的作用下，下活塞36上移推动上活塞31挤压胶筒28使其膨胀坐封，胶筒28在膨胀的同时并带动上压帽27上移，上压帽27带动下锥体26上移，在下锥体26和上锥体20的作用下，卡瓦24张开锚定在外层套管上实现预开窗悬挂器坐挂，下活塞36上移的同时带动液缸40上移，液缸40内锁簧41锁在外中心管35上的螺纹上，防止胶筒28回缩和卡瓦24收回，继续打压，液压推动丢手活塞16剪断丢手剪钉19上移，并推动支撑套13剪断限位剪钉12上移，丢手套6失去支撑套13支撑，螺纹爪受力会向内收缩，使反扣螺纹脱扣实现丢手，丢手活塞16上移后，承压锁块18解除对提拉短节8的锁定，上提管柱时上接头1带动旋转短节4和提拉短节8上移，上接头1和花键套3解除花键连接，旋转短节4上移后，与滑键5形成花键连接，需要反扣丢 手时，转动钻柱，上接头1带动旋转短节4旋转，旋转短节4通过滑键5将扭矩传递到丢手套6上，使反扣丢手螺纹爪与反扣套14分离，实现反扣丢手。 

综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述实施例中，本领域的技术人员可以根据本实用新型的指导思想轻易提出其它实施方式，这些实施方式都包括在本实用新型的范围之内。 

Claims (3)

1.一种分支井用预开窗悬挂器，包括送入工具总成、丢手总成、密封坐挂总成、硬轴总成和预开窗短节（44）； 

所述送入工具总成包括：上接头（1）、回接筒（2）、旋转短节（4）、提拉短节（8）、锁套（10）、承压锁块（18）、提拉套（23）、内中心管（30）、限位套（38）、第一小胶筒（39）和球座短节（42）； 

所述丢手总成包括：滑键（5）、丢手套（6）、固定剪钉（12）、支撑套（13）、反扣套（14）、丢手活塞（16）、丢手剪钉（19）和丢手剪钉套（22）； 

所述密封坐挂总成包括：上锥体（20）、卡瓦备帽（21）、卡瓦（24）、卡瓦罩（25）、下锥体（26）、压帽（27）、胶筒（28）、隔环（29）、上活塞（31）、锁块（32）、坐封剪钉（33）、启动活塞（34）、外中心管（35）、下活塞（36）、限位活塞（37）、液缸（40）和锁簧（41）； 

所述硬轴总成包括：硬轴（45）、尖引鞋（48）、第二小胶筒（46）和固定限位套管（47）； 

其特征在于：所述上接头（1）上端与钻柱螺纹连接，该上接头（1）下部与花键套（3）花键连接，所述回接筒（2）套装在所述上接头（1）上，该回接筒（2）与花键套（3）固定连接，所述上接头（1）下端与所述旋转短节（4）螺纹连接，所述旋转短节（4）下端与提拉短节（8）螺纹连接，该提拉短节（8）通过所述承压锁块（18）与所述锁套（10）连接，所述旋转短节（4）下端外部设有花键槽，该旋转短节（4）与所述滑键（5）花键连接，该滑键（5）通过固定钉固定在所述丢手套（6）上； 

所述卡瓦（24）由4瓣组成，每瓣卡瓦（24）有上齿和下齿两部分，纵齿和横齿交错布齿，所述卡瓦（24）上下分别设置有所述上锥体（20）和下锥体（26），该卡瓦（24）嵌在所述上锥体（20）和下锥体（26）的燕尾槽 内，所述上锥体（20）与缸套（9）螺纹连接，该缸套（9）通过两块防转键（15）固定在所述反扣套（14）上，所述反扣套（14）与外中心管（35）螺纹连接，所述卡瓦（24）嵌在所述卡瓦罩（25）内； 

所述上活塞（31）与下活塞（36）螺纹连接，所述上活塞（31）通过所述锁块（32）锁定在外中心管（35）上； 

所述丢手套（6）下端设置有6瓣带左旋螺纹的螺纹爪，该丢手套（6）通过所述固定剪钉（12）与支撑套（13）连接，该支撑套（13）能被所述丢手活塞（16）顶开； 

所述硬轴（45）上端与所述球座短节（42）螺纹连接，该硬轴（45）的前端连接有所述尖引鞋（48），该尖引鞋（48）上设有旁孔，所述旁孔两侧套装有两个所述第二小胶筒（46），该第二小胶筒（46）通过所述固定限位套（47）固定在所述尖引鞋（48）上； 

所述预开窗短节（44）安装在所述硬轴（45）外，该预开窗短节（44）的上端通过转换接头（43）与所述外中心管（35）螺纹连接且固定，该预开窗短节（44）的下端通过变扣接头（49）连接尾管。 

2.根据权利要求1所述的分支井用预开窗悬挂器，其特征在于：所述承压锁块（18）为4个。 

3.根据权利要求1或2所述的分支井用预开窗悬挂器，其特征在于：所述预开窗短节（44）预置窗口小于该预开窗短节（44）内径。 

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