CN204627516U - 尾管封隔器坐封装置及封隔式尾管悬挂器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种本实用新型提供的一种尾管封隔器坐封装置，包括芯轴，依次套接在芯轴上的上接头和弹性坐封部件，弹性坐封部件包括可径向向外弹开的弹性套和用于对弹性套施加轴向弹力的弹性件。其中，弹性件与芯轴固定连接，弹性套抵接在上接头和弹性件之间。本实用新型的尾管封隔器坐封装置中通过对弹性坐封部件的结构进行设计，弹性坐封部件在弹性件的推动下能够顺利弹出，相比于现有技术中采用弹性件驱动挡块坐封方式的坐封装置，其能够避免因受岩屑影响而导致的阻碍挡块弹出的问题。同时，本实用新型中的弹性坐封部件还能够增大与回接筒的接触面积，减小了两者之间的接触应力，更好地保护了回接筒的端面。

Description

尾管封隔器坐封装置及封隔式尾管悬挂器

技术领域

本实用新型涉及石油固井工具，特别是尾管封隔器坐封装置及封隔式尾管悬挂器。

背景技术

目前现有的封隔式尾管悬挂器是在常规尾管悬挂器的基础上设计了顶部封隔器，在坐挂悬挂器、丢手和固井结束后，上提送入工具，利用送入工具上的坐封装置，采用机械方式坐封封隔器，以实现封隔环空的目的。尾管顶部封隔器的坐封装置在坐封前藏于回接筒内，固井结束后，坐封封隔器。上提送入工具时，坐封装置被提出回接筒，坐封装置的坐封挡块或卡爪弹开，随后下放钻具载荷作用在回接筒上，进而坐封封隔器。

目前大多数坐封装置一般采用弹簧驱动挡块的方式，坐封装置提出回接筒后，弹簧驱动挡块弹出，下压钻具载荷坐封封隔器。该现有的结构存在以下几点缺陷：弹簧受岩屑的影响较大，在岩屑较多时容易失效；挡块与回接筒接触面较小，当坐封载荷较大时，容易挤坏回接筒端面，影响下步施工的安全性；在水平井和大斜度井中，由于钻具摩擦阻力的作用，坐封封隔器时，钻具载荷很难传递到回接筒上。

针对上述技术存在的问题，在本领域中希望寻求一种新型尾管封隔器坐封装置，在受岩屑影响较大的情况下避免其使用失效，从而保证了整个坐封过程的安全性，以解决现有技术中的不足之处。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足之处，提出了一种新型尾管封隔器坐封装置。

根据本实用新型提供的一种尾管封隔器坐封装置，包括芯轴，依次套接在芯轴上的上接头和弹性坐封部件，弹性坐封部件包括可径向向外弹开的弹性套和用于对弹性套施加轴向弹力的弹性件。其中，弹性件与芯轴固定连接，弹性套抵接在上接头和弹性件之间。

本实用新型的尾管封隔器坐封装置中通过对弹性坐封部件的结构进行设计，弹性坐封部件在弹性件的推动下能够顺利弹出，相比于现有技术中采用弹性件驱动挡块坐封方式的坐封装置，其能够有效避免因受岩屑影响而导致的阻碍挡块弹出的情况发生。同时，本实用新型中的弹性坐封部件还能够增大与回接筒的接触面积，从而减小了两者之间的接触应力，更好地保护了回接筒的端面，保证下步施工的顺利进行。

在一些实施方案中，弹性套包括本筒体和由本筒体朝向上接头延伸的多个弹性卡爪，弹性卡爪至少部分与上接头的端面相抵接。由于本实用新型的尾管封隔器坐封装置在坐封前设置于回接筒内，当送入工具带动其上提出回接筒后，弹性卡爪径向向外弹开，同时与回接筒的端面卡接，继而进行后续坐封步骤。该弹性卡爪可在需要时顺利弹出回接筒，为后续坐封工作的顺利进行提供了保障。

在一些实施方案中，弹性卡爪包括延伸部和卡接部，卡接部设置成由延伸部的延伸端径向向外延伸的第一凸台。第一凸台作为弹性卡爪主要的承力部分，一方面用于与上接头端面抵接配合，另一方面在尾管封隔器坐封装置工作时，承受外部坐封载荷。

在一些实施方案中，第一凸台上径向向外延伸有第二凸台。第一凸台和第二凸台的连接处用于与外部回接筒的端面卡接，第二凸台大大地增加了弹性坐封部件与回接筒的接触面积，从而减小了在与回接筒接触处产生的接触应力，避免了回接筒端面在坐封载荷作用下发生变形。

在一些实施方案中，第二凸台上在靠近上接头的一端设置有倒角。该倒角的设置一方面可以起到减小弹性卡爪应力集中的作用，从而提高了弹性卡爪的强度，有助于延长其使用寿命，另一方面还减小了弹性卡爪从回接筒弹出过程中与回接筒内壁的摩擦力。

在一些实施方案中，本筒体的内壁上设置有径向向内延伸的第三凸台，芯轴的下游端径向向外延伸有第四凸台，并且弹性件位于第三凸台与第四凸台之间。弹性件优选设置为弹簧，仅需将弹簧设置在第三凸台与第四凸台之间便可完成其与弹性套之间的相互配合，无需额外对弹簧进行固定，使整个坐封装置结构安装更简单。

在一些实施方案中，上接头与弹性坐封部件之间还设置有可绕芯轴旋转的承托环，承托环内设置有轴承。该设置能够实现钻具边下压边旋转，该旋转可以克服钻杆和套管间的静摩擦力，减小钻杆弯曲并保证将坐封力充分传递到尾管顶部封隔器上，从而提高了坐封装置在水平井和大位移井内的适应性。

在一些实施方案中，承托环包括与芯轴相连的连接部和由连接部径向向外延伸的凸部，轴承位于连接部和凸部之间，弹性卡爪位于凸部和轴承之间。该凸部一方面与连接部配合用于容纳并支撑轴承，另一方面该凸部为弹性卡爪提供径向弹力，当弹性卡爪弹开后，该凸部还可防止弹性卡爪收缩，起到自锁的作用。另外，弹性卡爪位于凸部和轴承之间可使坐封装置的结构更紧凑。

在一些实施方案中，芯轴通过上接头与外部送入工具相连。尾管封隔器的坐封装置作为悬挂器送入工具的一部分，需要承载所有的尾管载荷。其中，芯轴通过上接头与送入工具相连，以便上提送入工具时将坐封装置提出回接筒，实现后续坐封步骤。

根据本实用新型提供的一种封隔式尾管悬挂器，包括上述尾管封隔器坐封装置。该封隔式尾管悬挂器包括顺次套接在一起的回接筒，封隔器总成和悬挂器总成，尾管封隔器坐封装置设置在回接筒内，其在需要时由送入工具提出回接筒。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)通过对弹性坐封部件的结构进行设计，由弹性件对弹性坐封部件提供轴向弹力，使其弹性坐封部件在脱离回接筒后可顺利弹出，其避免了外部岩屑的影响，大大提高了坐封装置工作的可靠性；

(2)弹性卡爪的结构设计增大了封隔器坐封装置与回接筒之间的接触面积，减小了接触应力，更好地保护了回接筒的端面，保证下步施工的顺利进行；

(3)通过设计轴承和轴承座的设计，可以实现一边旋转钻具，一边下压钻具载荷，在水平井或斜井内，减小了钻具的轴向摩擦阻力，提高了钻具的轴向下压载荷，解决了下压载荷很难以传递到回接筒上的难题，从而提高了坐封的可靠性。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是根据本实用新型的尾管封隔器坐封装置的结构示意图。

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实用新型作进一步说明。

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本实用新型的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本实用新型的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本实用新型的结构细节作超出于基本理解本实用新型所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本实用新型的几种形式。

图1显示了根据本实用新型提供的一种尾管封隔器坐封装置100的结构示意图。该装置100包括芯轴30，依次套接在芯轴30上的上接头50和弹性坐封部件70，弹性坐封部件70包括可径向向外弹开的弹性套72和用于对弹性套施加轴向弹力的弹性件71。其中，弹性件71与芯轴30固定连接，弹性套72抵接在上接头30和弹性件71之间。弹性套优选选择由合金钢制成，如由型号为35CrMo的合金钢制成。

本实用新型的尾管封隔器坐封装置100中通过对弹性坐封部件70的结构进行设计，弹性坐封部件70在弹性件71的推动下能够顺利弹出，相比于现有技术中采用弹簧驱动挡块坐封方式的坐封装置，其能够避免因受岩屑影响而导致的阻碍挡块弹出的问题。同时，本实用新型中的弹性坐封部件70还能够增大与回接筒的接触面积，减小了两者之间的接触应力，更好地保护了回接筒的端面，保证下步施工的顺利进行。

根据本实用新型，如图1所示，弹性套72包括本筒体721和由本筒体721朝向上接头50延伸的多个弹性卡爪722，弹性卡爪722至少部分与上接头50的端面相抵接。由于本实用新型的尾管封隔器坐封装置100在坐封前设置于回接筒内，当送入工具带动其上提出回接筒后，弹性卡爪722径向向外弹开，同时与回接筒的端面卡接，继而进行后续坐封步骤。该弹性卡爪722可在需要时顺利弹出回接筒，为后续坐封工作的顺利进行提供了保障。本实用新型中弹性套72上的每个弹性卡爪722都相当于一个简支梁，弹性卡爪722在受到外力作用后向内收缩，可以安装在回接筒内，从回接筒内提出时，弹性卡爪722又可以顺利弹开。

如图1所示的实施例中，弹性卡爪722包括延伸部7224和卡接部，卡接部设置成由延伸部7224的延伸端径向向外延伸的第一凸台7211。延伸部7224优选设置成具有良好弹性并且受力更均匀的条状。第一凸台7211作为弹性卡爪722主要的承力部分，一方面用于与上接头50端面抵接配合，另一方面在尾管封隔器坐封装置100工作时，承受外部坐封载荷。

优选地，第一凸台7211上径向向外延伸有第二凸台7222。第一凸台7211和第二凸台7222的连接处用于与外部回接筒的端面卡接，其大大地增加了弹性坐封部件70与回接筒的接触面积，从而减小了在与回接筒接触处产生的接触应力，避免了回接筒端面在坐封载荷作用下发生变形。

还优选地，第二凸台7222上在靠近上接头50的一端设置有倒角7223。该倒角7223的设置一方面可以起到减小弹性卡爪722应力集中的作用，从而提高了弹性卡爪722的强度，有助于延长其使用寿命，另一方面减小弹性卡爪从回接筒弹出过程中与回接筒内壁的摩擦力。

如图1所示的实施例中，本筒体721的内壁上设置有径向向内延伸的第三凸台7211，芯轴30的下游端径向向外延伸有第四凸台31，并且弹性件71位于第三凸台7211与第四凸台31之间。弹性件71优选设置为弹簧，仅需将弹簧设置在第三凸台7211与第四凸台31之间便可完成对其自身的固定，同时与弹性套71相互配合，达到良好的使用效果。

根据本实用新型，上接头50与弹性坐封部件70之间还设置有可绕芯轴旋转的承托环90，承托环90内设置有轴承91。该设置能够实现钻具边下压边旋转，当坐封装置100承受轴向载荷时，该旋转可以克服钻杆和套管间的静摩擦力，减小钻杆弯曲并保证将坐封力充分传递到尾管顶部封隔器上，从而提高了坐封装置100在水平井和大位移井内的适应性。

优选地，承托环90包括与芯轴相连的连接部和由连接部径向向外延伸的凸部92，轴承91位于连接部和凸部92之间，弹性卡爪722位于凸部92和轴承91之间。该凸部92一方面与连接部配合用于容纳并支撑轴承91，另一方面凸部92能够阻止弹性卡爪722收缩，当弹性卡爪722受轴向载荷时，载荷作用在轴承91上。另外，弹性卡爪722位于凸部92和轴承91之间，可使坐封装置100的结构更紧凑。

根据本实用新型，芯轴30通过上接头50与外部送入工具相连。尾管封隔器的坐封装置100作为悬挂器送入工具的一部分，需要承载所有的尾管载荷。其中，芯轴30通过上接头50与送入工具相连，以便上提送入工具时将坐封装置100提出回接筒，实现后续坐封步骤。

根据本实用新型提供的一种封隔式尾管悬挂器，包括上述尾管封隔器坐封装置100。该封隔式尾管悬挂器包括顺次套接在一起的回接筒，封隔器总成和悬挂器总成，尾管封隔器坐封装置100设置在回接筒内，其在需要时由送入工具提出回接筒。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本实用新型。虽然已经根据示例性实施例对本实用新型进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本实用新型的范围和精神的范围中，可以对本实用新型进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不仅限于这里公开的细节；相反，本实用新型可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (10)

1.一种尾管封隔器坐封装置，其特征在于，包括：

芯轴，

依次套接在所述芯轴上的上接头和弹性坐封部件，所述弹性坐封部件包括可径向向外弹开的弹性套和用于对所述弹性套施加轴向弹力的弹性件，

其中，所述弹性件与所述芯轴固定连接，所述弹性套抵接在所述上接头和所述弹性件之间。

2.根据权利要求1所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述弹性套包括本筒体和由所述本筒体朝向所述上接头延伸的多个弹性卡爪，所述弹性卡爪至少部分与所述上接头的端面相抵接。

3.根据权利要求2所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述弹性卡爪包括延伸部和卡接部，所述卡接部设置成由所述延伸部的延伸端径向向外延伸的第一凸台。

4.根据权利要求3所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述第一凸台上径向向外延伸有第二凸台。

5.根据权利要求4所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述第二凸台上在靠近所述上接头的一端设置有倒角。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述本筒体的内壁上设置有径向向内延伸的第三凸台，所述芯轴的下游端径向向外延伸有第四凸台，并且所述弹性件位于所述第三凸台与所述第四凸台之间。

7.根据权利要求1或2所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述上接头与所述弹性坐封部件之间还设置有可绕所述芯轴旋转的承托环，所述承托环内设置有轴承。

8.根据权利要求7所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述承托环包括与所述芯轴相连的连接部和由所述连接部径向向外延伸的凸部，所述轴承位于所述连接部和所述凸部之间，所述弹性卡爪位于所述凸部和所述轴承之间。

9.根据权利要求1或2所述的尾管封隔器坐封装置，其特征在于，所述芯轴通过所述上接头与外部送入工具相连。

10.一种封隔式尾管悬挂器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的尾管封隔器坐封装置。