CN201110143Y - 一种液压尾管悬挂器 - Google Patents

Abstract

一种液压尾管悬挂器，涉及一种油田套管内开窗侧钻用小尺寸液压尾管悬挂器的结构技术领域。包括上接头、提升短节、大轴套、弹簧、倒扣上接头、倒扣螺母、倒扣下接头、密封盒外壳、密封盒体、球座接头、球座接头内套、尾管挂总成、中心管、接箍、短节、中心管螺套、空心胶塞总成、顶丝，在倒扣上接头和密封盒外壳之间设置滑动滚柱轴承，尾管挂总成的卡瓦上，由根部至末端的各固定牙尖端连线与轴线之间的夹角α为0.3～0.6°，尾管挂总成的锥体的凹齿呈Ω形。本实用新型运动阻力小，坐挂更可靠。增设的滑动滚柱轴承，使下压的负荷由滑动滚柱轴承承担，摩擦力小，使得倒扣螺母不受拉/压力影响，无需准确寻找中和点，倒扣灵活自如。

Description

一种液压尾管悬挂器

技术领域

本实用新型涉及一种油田套管内开窗侧钻用小尺寸液压尾管悬挂器的结构技术领域。

背景技术

随着侧钻技术的发展，尾管固井技术在工艺原理、配套工具水平等方面也得到空前的发展。小尺寸液压尾管悬挂器是套管内开窗侧钻井实施尾管固井作业的重要工具，也是套损井实施悬挂小套管修复技术的重要工具。尾管悬挂器近年来发展很快，国外TTW、Baker等公司经过多年的研究开发了小尺寸的液压尾管悬挂器，但其价格昂贵。国内外尾管固井成功率一般为85％。

传统的尾管固井施工工艺过程如下：下尾管串-循环洗井-投球座挂-倒扣-注水泥浆-替浆作业-碰压-洗井冲浆-起送放钻具-候凝。

现有技术存在以下问题：一是悬挂器倒扣时必须寻找中和点，否则下压的负荷由载荷支撑套承担，摩擦力大，难以倒开，给尾管固井现场施工加大难度；二是悬挂可靠性差；三是循环内、外通道面积小，循环洗井压力高，容易引起悬挂器误座挂现象发生等。尾管固井风险较大，这些问题极易造成尾管固井事故的发生，对一口井来说，尾管固井施工失败往往会造成巨大的经济损失，轻的要重新起出管串，更换尾管国井配套工具；或固井质量不合格，给后续的采油生产带来不必要的麻烦；严重的会造成井下事故，导致该井报废。每减少一口井事故的发生，相当于能节约一百多万元的投资。

实用新型内容

本实用新型目的在于设计一种坐挂可靠、倒扣灵活自如，且方便施工的液压尾管悬挂器。

本实用新型包括上接头(1)、提升短节(2)、大轴套(3)、弹簧(6)、倒扣上接头(7)、倒扣螺母(8)、倒扣下接头(11)、密封盒外壳(12)、密封盒体(15)、球座接头(39)、球座接头内套(44)、尾管挂总成(16)、中心管(17)、接箍(18)、短节(19)、中心管螺套(21)、空心胶塞总成(22)、顶丝(9、20、23)；尾管挂总成主要由锥体顶丝(24)、锥体(25)、本体(26)、卡簧A(27)、卡瓦(28)、沉头螺钉(29)、密封圈(30、32)、液缸(31)、剪断销钉(33)、卡簧B(34)、扶正套(35)组成；锥体(25)的外周均布凹齿；空心胶塞总成(22)包括胶塞上接头(36)、胶塞体(38)、隔套(40)、导向套(43)；在倒扣上接头(7)和密封盒外壳(12)之间设置滑动滚柱轴承(4)；所述卡瓦(28)上，由根部至末端的各固定牙尖端连线与轴线之间的夹角α为0.3～0.6°；所述锥体(25)的凹齿呈Ω形。

由以上部件组成的尾管挂总成、送放工具、密封盒总成、空心胶塞，坐挂方式为液压式，采用液缸(31)活塞一体化结构，由液缸(31)直接推动卡瓦(28)上行，运动阻力小，坐挂更可靠。增设的滑动滚柱轴承(4)，使下压的负荷由滑动滚柱轴承(4)承担，摩擦力小，使得倒扣螺母(8)不受拉/压力影响，无需准确寻找中和点，倒扣非常灵活自如。

尾管悬挂器使用可靠性主要取决于卡瓦(28)坐挂成功与否，引起坐挂失效的主要原因有外层套管塑变破裂，卡瓦(28)和锥体(25)的配合起到重要的作用。卡瓦的形状及强度与坐挂时卡瓦与套管的接触面积及初始楔紧力有关，锥体(25)与卡瓦(28)要符合自锁条件，才能保证坐挂机构的可靠性。

本实用新型还对卡瓦(28)的固定牙角度进行了改进。原设计卡瓦内锥面长度较长，卡瓦牙不带角度，在坐挂时，与锥体(25)摩擦面较大，阻力较大，卡瓦牙前端与套管先行切入，易造成卡瓦牙前后切入深度不均匀，甚至后部卡瓦牙没有切入，坐挂后下压易脱落。本实用新型将卡瓦(28)的固定牙设计成0.3～0.6°的角度，有利于坐挂，保证切入深度均匀。

原尾管悬挂器坐封前，如中途遇复杂情况需接方钻杆循环时，开泵泵压不得超过7MPa；同样将尾管下至预定深度后，开泵循环泥浆，尾管内外循环压耗也不得大于7MPa，否则，悬挂器会提前坐封(即使没有投球)，这给现场应用带来了很大的局限性。经分析这是内、外循环流通面积太小造成的。现行的锥体(25)虽然在其外周均布凹齿，但其齿形呈U形，造成流通面积小。本实用新型改变其齿形，设计为Ω形，可大大增加坐封后卡瓦(28)与锥体(25)之间的流通面积，使本实用新型在循环过程中，尾管内外循环压耗可以大于7MPa，大港油田侧港5048K井循环压耗达到15MPa，尾管悬挂器也不会误坐挂，只有投球憋压时才会坐挂。这一点与未投球坐挂相比，其好处在于下钻遇阻时可以随意开泵循环，尾管悬挂器坐挂时机施工人员在地面可以得到有效控制。

综合以上，本实用新型的主要特点表现在：

本实用新型有利于坐挂，保证切入深度均匀，提高尾管固井成功率，减少尾管固井事故的发生，在循环过程中，尾管悬挂器不会误坐挂，只有投球憋压时才会坐挂，可以随意开泵循环，可使尾管悬挂固井施工工艺操作简单、可靠。

另外，为了进一步提高本实用新型的稳定性，在倒扣上接头(7)和密封盒外壳(12)之间设置小轴套(5)，所述滑动滚柱轴承(4)的上、下两端面分别设置在倒扣上接头(7)和小轴套(5)之间，所述弹簧(6)布置在小轴套(5)的下端。

本实用新型还在球座接头内套(44)的内侧壁设置圈状向外的凹槽，在导向套(43)外套置与凹槽配合的自锁卡簧(42)。

替浆结束后，空心胶塞总成(22)运行至球座接头(39)处，自锁卡簧(42)正好卡在球座接头内套(44)的内凹槽里，起到自锁的作用，可有效防止返浆进入套管内，达到套管无灰塞的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2、3、4、5分别为图1中局部放大图。

图6为卡瓦的局部放大图。

图7为现行锥体的截面示意图。

图8为本实用新型锥体的截面示意图。

图9为本实用新型空心胶塞总成与球座接头复合的放大示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，本实用新型主要由上接头1、提升短节2、大轴套3、滑动滚柱轴承4、小轴套5、弹簧6、倒扣上接头7、倒扣螺母8、倒扣下接头11、密封盒外壳12、密封盒体15、尾管挂总成16、中心管17、接箍18、短节19、中心管螺套21、球座接头39、球座接头内套44、空心胶塞总成22、顶丝9、20、23、密封圈10、13、14组成。

在倒扣上接头7和密封盒外壳12之间设置小轴套5和滑动滚柱轴承4，滑动滚柱轴承4的上、下两端面分别设置在倒扣上接头7和小轴套5之间，弹簧6布置在小轴套5的下端。

尾管挂总成16主要由锥体顶丝24、锥体25、本体26、卡簧A27、卡瓦28、沉头螺钉29、密封圈30、32、液缸31、剪断销钉33、卡簧B34、扶正套35组成。

如图6所示，在卡瓦28上，由根部至末端的各固定牙尖端连线与轴线之间的夹角α为0.3～0.6°，图6中为0.3°。

如图7所示，原锥体25的外周均布呈U形的凹齿。

如图8所示，本实用新型锥体25的外周均布的凹齿呈Ω形。

如图9所示，空心胶塞总成22包括胶塞上接头36、固定有软体41部分的胶塞体38、隔套40、导向套43，在球座接头内套44的内侧壁设置圈状向外的凹槽37，在导向套43外套置与凹槽37配合的自锁卡簧42。

Claims (3)

1、一种液压尾管悬挂器，包括上接头(1)、提升短节(2)、大轴套(3)、弹簧(6)、倒扣上接头(7)、倒扣螺母(8)、倒扣下接头(11)、密封盒外壳(12)、密封盒体(15)、球座接头(39)、球座接头内套(44)、尾管挂总成(16)、中心管(17)、接箍(18)、短节(19)、中心管螺套(21)、空心胶塞总成(22)、顶丝(9、20、23)；尾管挂总成主要由锥体顶丝(24)、锥体(25)、本体(26)、卡簧A(27)、卡瓦(28)、沉头螺钉(29)、密封圈(30、32)、液缸(31)、剪断销钉(33)、卡簧B(34)、扶正套(35)组成；锥体(25)的外周均布凹齿；空心胶塞总成(22)包括胶塞上接头(36)、胶塞体(38)、隔套(40)、导向套(43)；其特征在于在倒扣上接头(7)和密封盒外壳(12)之间设置滑动滚柱轴承(4)；所述卡瓦(28)上，由根部至末端的各固定牙尖端连线与轴线之间的夹角α为0.3～0.6°；所述锥体(25)的凹齿呈Ω形。

2、根据权利要求1所述液压尾管悬挂器，其特征在于在倒扣上接头(7)和密封盒外壳(12)之间设置小轴套(5)，所述滑动滚柱轴承(4)的上、下两端面分别设置在倒扣上接头(7)和小轴套(5)之间，所述弹簧(6)布置在小轴套(5)的下端。

3、根据权利要求1或2所述液压尾管悬挂器，其特征在于在球座接头内套(44)的内侧壁设置圈状向外的凹槽(37)，在导向套(43)外套置与凹槽(37)配合的自锁卡簧(42)。

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