CN212508170U - 一种免倒扣尾管悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的免倒扣尾管悬挂装置，包括密封球、送入体、锥体和悬挂体，所述送入体穿过所述锥体通过钢球脱手机构固定在所述悬挂体内部，在所述钢球脱手机构上方的所述送入体的管壁上设有下液压通道；以便于下活塞推动卡瓦进行坐挂；钢球回收装置内部设有球座密封套，外表面覆盖所述下液压通道和脱手孔。用于和密封球配合密封加压的球座密封套与钢球回收装置并联设置，结构简单而紧凑，且将传统尾管悬挂中的脱手、密封球与球座密封环脱开即两个动作合为一个动作，减少施工工艺，降低施工难度，增加施工可靠性。尾管注水泥施工后，封隔器通过管柱内憋压自动坐封，避免了尾管外的水泥与悬挂器以上的套管连通，保证全井试压合格。

Description

一种免倒扣尾管悬挂装置

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻采固井技术领域，特别是一种免倒扣尾管悬挂装置。

背景技术

随着石油工业的发展，油气井的深度不断增加，斜井、水平井、大位移水平井、多底分枝井日益增多。在这些油气井的完井过程中，为了提高固井质量、延长油井寿命、便于采取增产措施，常常用尾管悬挂器进行固井。传统的尾管悬挂器固井过程为，通过钻具将尾管悬挂器和悬挂在尾管悬挂器下端的尾管下放到指定位置，然后采用倒扣脱手的方式将尾管悬挂在技术套管，最后取出钻具和送入体。由于传统的尾管悬挂器采用倒扣脱手的方式悬挂尾管，经常会出现脱不开手问题，造成严重事故，甚至会出现全井报废的情况。

为此研制有“液压自动脱开式尾管悬挂器”(见期刊《石油钻采工艺》2001年(第23卷)第4期)，随位自动脱挂尾管悬挂器(ZL93228591.0)和旋转尾管悬挂器CN2908761，以“液压自动脱开式尾管悬挂器”为例，如图1所示为液压自动脱开式尾管悬挂器结构示意图，该尾管悬挂器包括回接筒1、送入体2、上锥体3、上卡瓦4、上活塞5、缸套6、内套7、下活塞8、球座密封环9、下锥体10、下卡瓦11、悬挂体12、钢球回收装置13、复合胶塞14、密封接头15和微台阶接头16。回接筒1用于尾管的回接，它通过螺纹与上锥体3相连接。上卡瓦4通过螺钉与板簧固定在一起，板簧又通过螺钉与板簧座连接，固定在上锥体3的锥面下面。缸套6用第一销钉固定在上锥体3下面的外圆柱面上，与上活塞5、下活塞8一起组成坐挂机构。上锥体3下端用螺纹与悬挂体12相连接，悬挂体12通过钢球18与送入体2连接，组成悬挂机构和脱手机构。悬挂体12下端通过螺纹与尾管直接刚性连接。液压自动脱开式尾管悬挂器工作过程是：当液压自动脱开式尾管悬挂器随着管柱下到设定位置，并做好施工前准备后，即可投密封球19入管内，当密封球19靠重力作用或管内流体推动，到达球座密封环9后，会切断管通道，此时若继续管内注液使其内部压力升高，当压力达到给定值时剪断第一销钉17，使密封球19和球座密封环9下移，进而露出液压孔17，继续起压，管内高压液体通过打开的液压孔通道使上活塞5和下活塞8移动，进而推动上卡瓦4上行，上卡瓦4在上锥体3的锥面作用下外扩，最后与技术套管的内孔牢固连接，即实现坐挂。此时密封球19和球座密封环9下移，至钢球回收装置13。坐挂后，管内压力继续升高推动密封球19、球座密封环9和钢球回收装置13向下移动，钢球回收装置13移动到位后，送入体2与悬挂体12等组成的悬挂机构失去平衡，而使钢球18运动，掉入钢球回收装置13，并使送入体2与悬挂体12分离，也就是与送入体2相连的钻具与尾管实现了分离，工程上叫“脱手”。

管内压力继续上升，使密封球19与球座密封环9脱开，密封球9掉入复合胶塞14的筛管内。从而形成管内循环通道。进而可以进行尾管注水泥施工。注水泥施工后，向内投入复合胶塞14的内胶塞，最后清水或泥浆顶替。

这种液压自动脱开式尾管悬挂器的球座密封环9和钢球回收装置13为两个独立的串联形式零件，结构复杂，结构尺寸大，结构不紧凑。且上述结构进行尾管悬挂时，需要坐挂、脱手、球座密封环9和密封球19脱开共三个动作，由于动作多，增加了施工动作和难度，降低了可靠性。且这种随位自动脱挂尾管悬挂器进行尾管注水泥施工后，尾管外的水泥与悬挂器以上的套管连通，若尾管处的地层破裂，或者尾管外的水泥固井质量差，极易造成全井试压不合格。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的提供一种结构简单、安装方便、易于检测的免倒扣尾管悬挂器，能够在实现随位悬挂、自动免倒扣脱挂的同时，实现尾管的自由上下活动和旋转，且使用过程中不用钻水泥塞，还能实现悬挂体的自动封隔功能。

本实用新型技术方案如下：

一种免倒扣尾管悬挂器，包括密封球、送入体、锥体和悬挂体，所述锥体下端通过螺纹连接于所述悬挂体，所述送入体穿过所述锥体，并通过钢球脱手机构固定在所述悬挂体内部，所述钢球脱手机构包括设于所述悬挂体和所述送入体之间的脱手孔内的钢球、通过第一销钉固定于所述送入体内表面的钢球回收装置，且在所述钢球脱手机构上方的所述送入体的管壁上设有下液压通道；在所述下液压通道位置，由里至外依次设有下活塞和下缸套，所述下活塞的上端活动连接有卡瓦，所述卡瓦通过螺钉与板簧固定在一起，所述板簧又通过螺钉与板簧座连接，所述板簧座固定在所述锥体的锥面下面；所述下缸套通过第二销钉固定在悬挂体的外圆柱面上；所述钢球回收装置的外表面覆盖所述下液压通道和所述脱手孔；所述钢球回收装置内部设有球座密封套，所述球座密封套的内表面为密封球座；位于所述送入体下方的所述悬挂体的内表面放置有复合胶塞的外胶塞，所述悬挂体的下端外表面设有锥形台阶，以便于尾管的自由上下活动和旋转。

作为优选，所述锥体的锥面上方的外表面设有用于放置上液压封隔机构的凹槽，所述上液压封隔机构包括封隔体、通过第三销钉连接于所述锥体外表面的上缸套和设于所述上缸套和所述封隔体之间的上活塞，在所述上活塞的顶部位置，所述锥体设有与所述连通所述凹槽的上液压通道。

作为优选，免倒扣尾管悬挂器还包括设于所述悬挂体下端的密封接头，所述密封接头用于刚性连接尾管。

本实用新型相对于现有技术优势在于：本实用新型所述的免倒扣尾管悬挂器，用于和密封球配合密封加压的球座密封套与钢球回收装置并联设置，结构简单而紧凑，且将传统尾管悬挂中的脱手、密封球与球座密封环脱开即两个动作合为一个动作，减少施工工艺，降低施工难度，增加施工可靠性。尾管注水泥施工后，封隔器通过管柱内憋压自动坐封，避免了尾管外的水泥与悬挂器以上的套管连通，保证全井试压合格。

附图说明

图1为液压自动脱开式尾管悬挂器结构示意图；

图2为本实用新型所述的免倒扣尾管悬挂器的结构示意图。

附图标记列示如下：1-回接筒，2-送入体，3-上锥体，4-上卡瓦，5-上活塞，6-缸套，7-内套，8-下活塞，9-球座密封环，10-下锥体，11-下卡瓦，12-悬挂体，13-钢球回收装置，14-复合胶塞，15-密封接头，16-微台阶接头，17-液压孔，18-钢球，19-密封球；

2’-送入体，3’-封隔体，4’-上缸套，5’-上活塞，6’-下缸套，7’-上液压通道，8’-下活塞，9'-球座密封套，10’-锥体，11’-卡瓦，12’-悬挂体，13’-钢球回收装置，14’-复合胶塞，15’-脱手孔，18’-钢球，19’-密封球，20’-下液压通道。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图1-2和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。

实施例1

一种免倒扣尾管悬挂器，包括密封球19’、送入体2’、锥体10’和悬挂体12’，所述锥体10’下端通过螺纹连接于所述悬挂体12’，所述悬挂体12’的下端不通过螺纹刚性连接尾管，所述送入体2’穿过所述锥体10’，并通过钢球脱手机构固定在所述悬挂体12’内部，所述钢球脱手机构包括设于所述悬挂体12’和所述送入体2’之间的脱手孔15’内的钢球18’、通过第一销钉固定于所述送入体2’内表面的钢球回收装置13’，

且在所述钢球脱手机构上方的所述送入体2’的管壁上设有下液压通道20’；在所述下液压通道20’位置，由里至外依次设有下活塞8’和下缸套6’，所述下活塞8’的上端活动连接有卡瓦11’，所述卡瓦11’通过螺钉与板簧固定在一起，所述板簧又通过螺钉与板簧座连接，所述板簧座固定在所述锥体10’的锥面下面，与卡瓦11’一起运动；所述下缸套6’通过第二销钉固定在悬挂体12’的外圆柱面上。所述下缸套6’、卡瓦11’和下活塞8’一起组成坐挂机构。

所述钢球回收装置13’的外表面覆盖所述下液压通道20’和所述脱手孔15’；所述钢球回收装置13’内部设有球座密封套9’，所述球座密封套9’的内表面为密封球座；所述球座密封套9’通过销钉固定在钢球回收装置13’的内表面，所述钢球回收装置13’通过销钉固定在送入体2’的内管壁。

位于所述送入体2’下方的所述悬挂体12’的内表面放置有复合胶塞14’的外胶塞，所述悬挂体12’的下端外表面设有锥形台阶,以便于尾管的自由上下活动和旋转。

当免倒扣尾管悬挂器随着管柱下到予定位置，并做好施工前准备后，即可投密封球19’入管内，当密封球19’靠重力作用或管内流动推力，到达球座密封套9’后，切断管通道，当继续管内注液而使压力升高，当压力达到予定值剪断钢球回收装置13’和送入体2’之间的销钉，使球座密封套9’和钢球回收装置13’下移，继续起压，管内高压液体通过打开的下液压通道20’使下活塞8’运动，推动卡瓦11’上行，卡瓦11’在锥面作用下外扩，最后与技术套管内孔牢固连接，这时，尾管通过螺纹刚性连接在悬挂体12’下面，而悬挂体12’通过锥体10’和卡瓦11’将尾管悬挂在技术套管的内壁上，这是所谓尾管的坐挂。

坐挂后，管内压力继续升高推动钢球回收装置13’移动，钢球回收装置13’移动到位后，送入体2’与悬挂体12’之间的悬挂机构失去平衡，而使钢球18’运动，使送入体2’与悬挂体12’分离，也就是送入钻具与尾管实现了分离，工程上叫“脱手”。管内压力继续上升，使密封球19’与球座密封套9’脱开，密封球19’下移至筛管。从而又形成管内循环通道。可以进行尾管注水泥施工。注水泥施工后，投入复合胶塞14’的内胶塞，最后清水或泥浆顶替。

实施例2

与上述实施例不同的是，所述锥体10’的锥面上方的外表面设有用于放置上液压封隔机构的凹槽，所述上液压封隔机构包括封隔体3’、通过第三销钉组连接于所述锥体10’外表面的上缸套4’和设于所述上缸套4’和所述封隔体3’之间的上活塞5’，在所述上活塞5’的顶部位置，所述锥体10’设有与连通所述凹槽的上液压通道7’。

尾管注水泥施工后，送入体2’上提一段距离，继续起压，管内高压液体通过打开的上液压通道7’使上活塞5’运动，推动封隔体3’压缩变形，保证锥体10’和技术套管之间的封隔体3’上下环空有效密封，实现自动封隔功能。自动封隔后，送入体2’继续带压上提，冲洗悬挂体12’的喇叭口，将其以上的水泥冲洗干净，实现不钻水泥塞。

作为优选，免倒扣尾管悬挂器还包括设于所述悬挂体下端的密封接头。所述密封接头用于刚性连接尾管。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (3)

1.一种免倒扣尾管悬挂装置，其特征在于，包括密封球、送入体、锥体和悬挂体，所述锥体下端通过螺纹连接于所述悬挂体，所述送入体穿过所述锥体，并通过钢球脱手机构固定在所述悬挂体内部，所述钢球脱手机构包括设于所述悬挂体和所述送入体之间的脱手孔内的钢球、通过第一销钉固定于所述送入体内表面的钢球回收装置，且在所述钢球脱手机构上方的所述送入体的管壁上设有下液压通道；在所述下液压通道位置，由里至外依次设有下活塞和下缸套，所述下活塞的上端活动连接有卡瓦，所述卡瓦通过螺钉与板簧固定在一起，所述板簧又通过螺钉与板簧座连接，所述板簧座固定在所述锥体的锥面下面；所述下缸套通过第二销钉固定在悬挂体的外圆柱面上；所述钢球回收装置的外表面覆盖所述下液压通道和所述脱手孔；所述钢球回收装置内部设有球座密封套，所述球座密封套的内表面为密封球座；位于所述送入体下方的所述悬挂体的内表面放置有复合胶塞的外胶塞，所述悬挂体的下端外表面设有锥形台阶。

2.根据权利要求1所述的免倒扣尾管悬挂装置，其特征在于，所述锥体的锥面上方的外表面设有用于放置上液压封隔机构的凹槽，所述上液压封隔机构包括封隔体、通过第三销钉连接于所述锥体外表面的上缸套和设于所述上缸套和所述封隔体之间的上活塞，在所述上活塞的顶部位置，所述锥体设有与所述连通所述凹槽的上液压通道。

3.根据权利要求1或2所述的免倒扣尾管悬挂装置，其特征在于，还包括设于所述悬挂体下端的密封接头，所述密封接头用于刚性连接尾管。

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