CN212716504U - 侧钻井尾管悬挂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种侧钻井尾管悬挂装置，包括坐挂于套管中的尾管悬挂器，尾管悬挂器的下端悬挂有尾管，尾管的下部设有球座短节，球座短节的下端与下方的尾管相旋接，球座短节的上端旋接有胶塞密封筒，胶塞密封筒的上端与上方的尾管相旋接，胶塞密封筒的内壁设有多道可锁定尾管胶塞裙边的密封筒止退环槽；尾管胶塞的中心设有贯通的尾管胶塞中心管，尾管胶塞中心管的内径大于钢球的直径，尾管胶塞中心管的上端旋接有连接座，连接座的承插口与钻杆胶塞下端的插接头相适配。球座短节的上端固定安装有密封座，密封座中心孔下端固定有球座。该侧钻井尾管悬挂装置可以防止胶塞上浮，避免钻灰，提高尾管固井质量，减少了无效工作量，提高钻井效率。

Description

侧钻井尾管悬挂装置

技术领域

本实用新型涉及一种尾管悬挂器，尤其涉及一种侧钻井尾管悬挂装置，属于侧钻固井工具技术领域。

背景技术

油田生产后期，由于套管损坏等因素造成原井无法开采，打加密井或更新井开采会使采油成本大幅上升。在原井套管和已有的地面设施开窗侧钻可以降低成本，保证油田稳产、上产。

侧钻至预定深度后，新井眼中下小套管俗称尾管至预定深度，尾管的上端通过尾管悬挂器坐挂在原井套管中，尾管下部设有球座，且球座位于油层的下方，球座的下方设有浮箍，浮箍的下方设有浮鞋。

浮箍的作用是注水泥时用来控制胶塞的下行位置，使浮箍与浮鞋之间有一段水泥塞，并容纳套管内壁附着的杂质等，同时可作为防止水泥回流的备用，从而保证尾管与井眼之间的固井质量。浮鞋位于尾管的最下端，起引鞋和回压凡尔的作用，基本作用就是用来防止注水泥时水泥浆倒返的。

尾管固井时，通过在管柱内注入水泥浆，使用胶塞驱替水泥浆至井眼与套管之间，其中小胶塞在上将钻杆内的水泥浆向下推，大胶塞在下将尾管内的水泥浆向下推；运用浮箍和浮鞋球座反向密封，使顶替至环空的水泥浆不能倒流，经过一定的时间后，水泥浆凝固形成水泥环，将油气水层分隔开。

因为井下情况复杂，不可预计因素较多，卸压后常有底部浮箍与浮鞋不密封的现象发生，造成部分水泥浆返流，将胶塞向上浮起，跟水泥浆一起返高，球座上方也凝固有一段水泥柱。造成下一步钻灰工序的难度提高，工作量加大，影响尾管外周的固井质量，且很难判断尾管内外是否隔断密封。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种侧钻井尾管悬挂装置，可以防止胶塞上浮，避免钻灰，提高尾管固井质量，减少了无效工作量，提高钻井效率。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种侧钻井尾管悬挂装置，包括坐挂于套管中的尾管悬挂器，所述尾管悬挂器的下端悬挂有向新井眼底部延伸的尾管，所述尾管的下部设有球座短节，所述球座短节的下端与下方的尾管相旋接，所述球座短节的上端旋接有胶塞密封筒，所述胶塞密封筒的上端与上方的尾管相旋接，所述胶塞密封筒的内壁设有多道可锁定尾管胶塞裙边的密封筒止退环槽；尾管胶塞的中心设有贯通的尾管胶塞中心管，尾管胶塞中心管的内径大于钢球的直径，尾管胶塞中心管的上端旋接有连接座，所述连接座的承插口与钻杆胶塞下端的插接头相适配。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：尾管的顶部通过尾管悬挂器悬挂在原套管中，尾管悬挂器为液压式驱动，尾管悬挂器的上端旋接有钻杆扣与上方的钻杆连接，尾管胶塞通过剪钉预先悬挂在尾管悬挂器下部的小套管短节中。投入钢球后，钢球落在球座上坐封憋压，钻井液升压至9-12MPa，使尾管悬挂器坐挂在原套管中，继续升压至17-18MPa，将球座的剪钉剪断，将钻杆胶塞即小胶塞放入钻杆中，钻井液推动钻杆胶塞下行，将钻杆内的水泥浆向下推出，水泥浆从尾管胶塞的中心孔中通过。当钻杆胶塞下行并穿过尾管悬挂器的中心孔后，钻杆胶塞下部的插接头插入尾管胶塞上方连接座的承插口中，产生小碰压，将尾管胶塞的剪钉剪断，两胶塞结合并锁定在一起共同下行，尾管胶塞的中心孔被封闭，钻井液推动尾管胶塞下行，将尾管中的水泥浆继续向下挤压，水泥浆继续穿过浮箍和浮鞋，从尾管下端口进入尾管与井眼之间的环空中，并沿环空上行；当尾管胶塞抵靠到球座时停止下行，大碰压后卸压，注浆完成；此时尾管胶塞完全进入胶塞密封筒中，尾管胶塞的裙边嵌入密封筒止退环槽中。球座所在的位置即为尾管内的水泥顶部，球座上方即为油层。注浆完成卸压后，依靠尾管下部浮箍和浮鞋的反向密封作用防止尾管底部及环空的水泥浆向上返流。如果浮箍和浮鞋没有能够实现完全密封，胶塞将承受来自下方水泥浆的压力，由于本实用新型在球座上方设置了胶塞密封筒，将尾管胶塞牢牢锁定，使其不能上浮，使碰压后的尾管胶塞实现二次利用。在浮箍与浮鞋两道密封的基础上，又增加了胶塞密封筒与尾管胶塞之间的密封，形成三重密封，在压注水泥工序结束后确保胶塞不会上浮，提高了尾管内外隔断密封的可靠性，基本杜绝因尾管不密封导致水泥浆回返的情况发生，避免了长井段钻灰的可能，既提高了固井质量，又减少了无效工作量，节约大量的钻井时间。

作为本实用新型的改进，球座短节上端的内台阶上固定安装有密封座，密封座的上端面通过密封座卡簧固定在球座短节中，所述密封座的中心孔下端通过球座剪钉固定有承接钢球的球座。密封座与球座短节的内壁之间实现静密封，密封座卡簧和球座短节的内台阶实现密封座的轴向固定；投入钢球后，钢球落在球座上坐封，产生的憋压可以使尾管顶部的尾管悬挂器实现坐挂。需要压注水泥时，加大憋压值将球座剪钉剪断，球座落下，将水泥浆的下行通道打开。

作为本实用新型的进一步改进，所述球座的下方间隔一段距离设有球座挡板，所述球座挡板上设有多个通孔；球座挡板的上端抵靠在球座短节的内台阶上，球座挡板的下端通过挡板卡簧固定在球座短节的内壁。球座挡板上的通孔是钻井液或水泥浆保持畅通，球座落下后被球座挡板挡住，避免落入下方的尾管中。

作为本实用新型的进一步改进，尾管胶塞设有五道裙边且分别嵌入对应的密封筒止退环槽中。五道裙边同时嵌入对应的五道密封筒止退环槽中，产生的止退力巨大，可承受很大的上浮力。

作为本实用新型的进一步改进，所述钻杆胶塞的插接头下端呈半球形，插接头的中部设有上细下粗的锥形缩径段，所述锥形缩径段套装有设有开口的弹性卡环，所述弹性卡环的内壁为上小下大的锥面，所述弹性卡环的外壁为圆柱面；所述连接座的承插口中段设有供弹性卡环嵌入的环形凹槽。钻杆胶塞的插接头插入连接座的承插口中时，弹性卡环收缩在锥形缩径段，当插接头在连接座中插接到位后，弹性卡环在自身弹性作用下恢复并嵌入连接座的环形凹槽中，插接头即被锁定，实现钻杆胶塞与尾管胶塞的固定结合。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型侧钻井尾管悬挂装置尾管上部的结构示意图。

图2为图1下端的放大图。

图3为球座及胶塞密封筒承接尾管胶塞前的结构示意图。

图4为球座及胶塞密封筒承接尾管胶塞后的结构示意图。

图中：1.钻杆扣；2.尾管悬挂器；2a.小套管短节；3.胶塞密封筒；3a.密封筒止退环槽；4.球座短节；4a.密封座；4b.密封座卡簧；4c.球座；4d.球座剪钉；4e.球座挡板；4f.挡板卡簧；4g.钢球；5.钻杆胶塞；5a.插接头；5b.弹性卡环；6.尾管胶塞；6a.尾管胶塞中心管；6b.连接座。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型的侧钻井尾管悬挂装置包括坐挂于套管中的尾管悬挂器2，尾管悬挂器2的下端悬挂有向新井眼底部延伸的尾管，尾管的下部设有球座短节4，球座短节4的下端与下方的尾管相旋接，球座短节4的上端旋接有胶塞密封筒3，胶塞密封筒3的上端与上方的尾管相旋接，胶塞密封筒3的内壁设有多道可锁定尾管胶塞裙边的密封筒止退环槽3a；尾管胶塞6的中心设有贯通的尾管胶塞中心管6a，尾管胶塞中心管6a的内径大于钢球4g的直径，尾管胶塞中心管6a的上端旋接有连接座6b，连接座6b的承插口与钻杆胶塞5下端的插接头5a相适配。

球座短节4上端的内台阶上固定安装有密封座4a，密封座4a的上端面通过密封座卡簧4b固定在球座短节4中，密封座4a的中心孔下端通过球座剪钉4d固定有承接钢球4g的球座4c。密封座4a与球座短节4的内壁之间实现静密封，密封座卡簧4b和球座短节4的内台阶实现密封座4a的轴向固定；投入钢球4g后，钢球4g落在球座4c上坐封，产生的憋压可以使尾管顶部的尾管悬挂器2实现坐挂。需要压注水泥时，加大憋压值将球座剪钉4d剪断，球座4c落下，将水泥浆的下行通道打开。

球座4c的下方间隔一段距离设有球座挡板4e，球座挡板4e上设有多个通孔；球座挡板4e的上端抵靠在球座短节4的内台阶上，球座挡板4e的下端通过挡板卡簧4f固定在球座短节4的内壁。球座挡板4e上的通孔是钻井液或水泥浆保持畅通，球座4c落下后被球座挡板4e挡住，避免落入下方的尾管中。

通常尾管胶塞6有五道裙边，尾管胶塞6的五道裙边分别嵌入对应的密封筒止退环槽3a中，产生的止退力巨大，可承受很大的上浮力。

钻杆胶塞5的插接头5a下端呈半球形，插接头5a的中部设有上细下粗的锥形缩径段，锥形缩径段套装有设有开口的弹性卡环5b，弹性卡环5b的内壁为上小下大的锥面，弹性卡环5b的外壁为圆柱面；连接座6b的承插口中段设有供弹性卡环5b嵌入的环形凹槽。钻杆胶塞5的插接头5a插入连接座6b的承插口中时，弹性卡环5b收缩在锥形缩径段，当插接头5a在连接座6b中插接到位后，弹性卡环5b在自身弹性作用下恢复并嵌入连接座6b的环形凹槽中，插接头5a即被锁定，实现钻杆胶塞5与尾管胶塞6的固定结合。

尾管的顶部通过尾管悬挂器2悬挂在原套管中，尾管悬挂器2为液压式驱动，尾管悬挂器2的上端旋接有钻杆扣1与上方的钻杆连接，尾管胶塞6通过剪钉预先悬挂在尾管悬挂器2下部的小套管短节2a中。投入钢球4g后，钢球4g落在球座4c上坐封憋压，钻井液升压至9-12MPa，使尾管悬挂器2坐挂在原套管中，继续升压至17-18MPa，将球座4c的剪钉剪断，将钻杆胶塞5即小胶塞放入钻杆中，钻井液推动钻杆胶塞5下行，将钻杆内的水泥浆向下推出，水泥浆从尾管胶塞6的中心孔中通过。

当钻杆胶塞5下行并穿过尾管悬挂器2的中心孔后，钻杆胶塞5下部的插接头5a插入尾管胶塞6上方连接座6b的承插口中，产生小碰压，将尾管胶塞6的剪钉剪断，两胶塞结合并锁定在一起共同下行，尾管胶塞6的中心孔被封闭，钻井液推动尾管胶塞6下行，将尾管中的水泥浆继续向下挤压，水泥浆继续穿过浮箍和浮鞋，从尾管下端口进入尾管与井眼之间的环空中，并沿环空上行；当尾管胶塞6抵靠到球座4c时停止下行，大碰压后卸压，注浆完成；此时尾管胶塞6完全进入胶塞密封筒3中，尾管胶塞6的裙边嵌入密封筒止退环槽3a中。

球座4c所在的位置即为尾管内的水泥顶部，球座4c上方即为油层。注浆完成卸压后，依靠尾管下部浮箍和浮鞋的反向密封作用防止尾管底部及环空的水泥浆向上返流。如果浮箍和浮鞋没有能够实现完全密封，胶塞将承受来自下方水泥浆的压力，由于在球座4c上方设置了胶塞密封筒3，将尾管胶塞6牢牢锁定，使其不能上浮，使碰压后的尾管胶塞6实现二次利用。在浮箍与浮鞋两道密封的基础上，又增加了胶塞密封筒3与尾管胶塞6之间的密封，形成三重密封，在压注水泥工序结束后确保胶塞不会上浮，提高了尾管内外隔断密封的可靠性，基本杜绝因尾管不密封导致水泥浆回返的情况发生，避免了长井段钻灰的可能，既提高了固井质量，又减少了无效工作量，节约大量的钻井时间。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，非因此局限本实用新型的专利保护范围。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (5)

1.一种侧钻井尾管悬挂装置，包括坐挂于套管中的尾管悬挂器，所述尾管悬挂器的下端悬挂有向新井眼底部延伸的尾管，所述尾管的下部设有球座短节，所述球座短节的下端与下方的尾管相旋接，其特征在于：所述球座短节的上端旋接有胶塞密封筒，所述胶塞密封筒的上端与上方的尾管相旋接，所述胶塞密封筒的内壁设有多道可锁定尾管胶塞裙边的密封筒止退环槽；尾管胶塞的中心设有贯通的尾管胶塞中心管，尾管胶塞中心管的内径大于钢球的直径，尾管胶塞中心管的上端旋接有连接座，所述连接座的承插口与钻杆胶塞下端的插接头相适配。

2.根据权利要求1所述的侧钻井尾管悬挂装置，其特征在于：球座短节上端的内台阶上固定安装有密封座，密封座的上端面通过密封座卡簧固定在球座短节中，所述密封座的中心孔下端通过球座剪钉固定有承接钢球的球座。

3.根据权利要求2所述的侧钻井尾管悬挂装置，其特征在于：所述球座的下方间隔一段距离设有球座挡板，所述球座挡板上设有多个通孔；球座挡板的上端抵靠在球座短节的内台阶上，球座挡板的下端通过挡板卡簧固定在球座短节的内壁。

4.根据权利要求1所述的侧钻井尾管悬挂装置，其特征在于：尾管胶塞设有五道裙边且分别嵌入对应的密封筒止退环槽中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的侧钻井尾管悬挂装置，其特征在于：所述钻杆胶塞的插接头下端呈半球形，插接头的中部设有上细下粗的锥形缩径段，所述锥形缩径段套装有设有开口的弹性卡环，所述弹性卡环的内壁为上小下大的锥面，所述弹性卡环的外壁为圆柱面；所述连接座的承插口中段设有供弹性卡环嵌入的环形凹槽。

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