專利名稱：雙作用尾管懸掛器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油鉆井中的懸掛尾管裝置，更具體地說，涉及一種采用雙作用尾管懸掛器。
目前，現(xiàn)場使用的尾管懸掛器主要有兩種結構形式，即機械式和液壓式。機械式結構簡單，對操作要求嚴格，但僅適用于直淺井，應用范圍較窄。液壓式懸掛器在結構性能上較機械式懸掛器優(yōu)越，適用范圍更加廣泛。但在實際使用中也出現(xiàn)了不少問題，影響了座掛成功率?？偨Y起來，主要有以下幾種情況會影響液壓式尾管懸掛器的座掛①由于材質(zhì)及井下惡劣環(huán)境等方面的影響，液缸剪釘在額定壓力下可能剪不斷；②由于卡瓦暴露在懸掛器外周，入井時容易被碰落或受到磨損，從而影響座掛；③液缸與卡瓦支撐套間的間隙可能會被泥漿中的重晶石沉淀堵塞，致使活塞無法推動卡瓦上行；④當投球在鉆桿中途遇阻不能正常到達球座位置時，無法憋壓建立壓力。以上情況一旦發(fā)生，常常無法補救，只能提出套管或坐井底固井。
如何提高座掛成功率一直懸掛器生產(chǎn)廠家面臨的一大課題。多年來，國內(nèi)外各大廠家紛紛推出了具有獨特結構的新型懸掛器，例如國內(nèi)的華北油田近年推出了一種機械-液壓雙作用尾管懸掛器。它是在機械式懸掛器(軌道管式)的基礎上，增加了一個液壓裝置，正常情況下使用機械方式進行坐掛，只有尾管發(fā)生粘卡時，才改用液壓方式坐掛。這種結構的懸掛器只是較原來的軌道管式有所改進，但在使用上還存在很大的局限性。又如Lindsey公司開發(fā)的卡瓦內(nèi)藏式懸掛器，如US4712614所示為一種雙作用尾管懸掛器，正常情況下使用液壓方式進行坐掛，如液壓座掛失敗時，再采用機械式座掛，保證了座掛的成功率，而且適用范圍廣泛。但由于該懸掛器在結構設計上還存在一些缺陷，因此使液壓座掛的成功率不令人滿意，常常需要機械座掛來彌補。同時，在尾管懸掛器的運輸和裝卸過程中，容易造成座掛剪釘提前剪斷，在懸掛器入井時，卡瓦易被碰出，從而影響了整個固井作業(yè)的正常進行。
一種雙作用的尾管懸掛器，包括——圓筒形的懸掛器本體1，在圓筒外圓中部的圓周上均勻分布數(shù)個卡瓦槽，槽中裝有卡瓦2，每個卡瓦的上面各有一個卡瓦限位剪釘3，該卡瓦限位剪釘以螺紋固定在懸掛器本體1上，并將卡瓦限制在卡瓦槽內(nèi)，所述的卡瓦在限位剪釘被剪斷時可上行并漲大；
在懸掛器本體的下端連接著常規(guī)的回接筒4，——在懸掛器本體1的圓筒內(nèi)，有一套送入工具，包括倒扣裝置5、心軸6、液缸裝置7、座掛套8和剪釘套9，其中倒扣裝置5為一圓筒形零件，其上端與鉆桿以螺紋內(nèi)或外連接，其下端以內(nèi)螺紋套接在心軸的上端；心軸6為一圓筒形零件，以其為中心，在其外圓周上按從上至下的順序分別套接有液缸裝置7、座掛套8和剪釘套9，心軸的上端與倒扣裝置5的下端以螺紋外連接，心軸的下端連接有常規(guī)的中心管，中心管下連接有尾管膠塞；液缸裝置7套接在心軸外圓周上，液缸與心軸之間形成一環(huán)形壓力腔，在該壓力腔內(nèi)裝有彈簧10，在液缸內(nèi)壁與心軸接觸的上下兩端(即環(huán)形壓力腔的上、下端)設有密封圈11進行密封，在心軸壁上開有與壓力腔連通的數(shù)個傳壓孔12；在心軸的外圓周上，座掛套8以螺紋連接在液缸的下部，座掛套外圓周上開有數(shù)個槽，座掛擋塊13裝在相應的槽內(nèi)，在心軸的外圓周上，剪釘套的上端與座掛套的下端以螺紋連接，在剪釘套上設有數(shù)個座掛剪釘14，所述的座掛剪釘14穿透剪釘套9壁插入到心軸6壁一定深度，但不穿透心軸壁；其中在心軸外套接的液缸裝置7、座掛套8和剪釘套9與心軸6之間的相對位置，以剪釘套上的座掛剪釘14位置來確定，——在懸掛器本體圓筒內(nèi)，與送入工具之間有一倒扣螺母15，該倒扣螺母與懸掛器本體的內(nèi)壁以反螺紋相連，與送入工具上的倒扣裝置以滑鍵相連；其特征在于在座掛套的外圓周上、座掛擋塊13的上面裝有一個壓環(huán)16，用以固定座掛擋塊13，在壓環(huán)與座掛擋塊相搭接的一端開有與座掛擋塊相一致的槽，槽的寬度和長度與擋塊相對應，使每一個座掛擋塊可嵌入壓環(huán)相應的槽中。
防止懸掛器入井過程中，卡瓦外探，影響懸掛器在套管內(nèi)的正常運行，所述的卡瓦在限位剪釘被剪斷時可上行并漲大，所述的卡瓦一般設計為4-6個。
在懸掛器本體的下端連接著常規(guī)的回接筒4，回接筒下連接密封總成，密封總成的下端連接有尾管。
在本實用新型中，為了避免提前座掛，在座掛套的外圓周上、座掛擋塊的上面裝有一個壓環(huán)16，該壓環(huán)將擋塊限制在座掛套上，當壓環(huán)轉動一定角度，可將座掛擋塊卸下，在壓環(huán)與座掛擋塊相搭接的一端開有與每個座掛擋塊相一致的槽以有利于座掛擋塊的裝卸。
一般地，在本尾管懸掛器的運輸過程中，先將座掛擋塊拆下，避免座掛剪釘提前剪斷從而提前座掛；在使用前，再將座掛擋塊裝上，并將壓環(huán)進行旋轉，使壓環(huán)上的槽與座掛擋塊相匹配。
另外，為了確保液壓座掛的成功率，必須要保證液缸與心軸之間形成的環(huán)形壓力腔具有很好的密封性，因此可在液缸內(nèi)壁與心軸接觸的上下兩端(即環(huán)形壓力腔的上、下端)設計兩道或多道密封圈，既容易裝配，又具有良好的密封效果。
同時，在本實用新型中，所述剪釘套上設有的數(shù)個座掛剪釘可均勻分布，也可不均勻分布，優(yōu)選的方式是使座掛剪釘不均勻地周向分布在剪釘套外圓上，以便在機械座掛時，依次剪斷每個剪釘，從而避免同時剪斷數(shù)個剪釘時，旋轉扭矩太大。剪釘數(shù)優(yōu)選為4-6個，當為6個剪釘時，其具體的分布如附圖
2。
在與剪釘套下部對應的心軸上，還可設有一細徑結構17，以便在固井完畢，將送入工具提出時，座掛擋塊可落入該細徑內(nèi)，一同提出井口。
為防止懸掛器入井時卡瓦被碰落或受到磨損，進而影響座掛的成功，在懸掛器本體外圓周上、卡瓦槽的上下各設有一組扶正裝置即扶正塊18，用于保護卡瓦，以便在懸掛器入井時，卡瓦不被碰出。
倒扣螺母15的上部設計有一彈簧19，以便倒扣螺母15和懸掛器本體1反扣的上緊。
本實用新型與現(xiàn)有的懸掛器相比具有以下優(yōu)點(1)由于本實用新型具有兩種座掛方式，即除液壓座掛以外還可以進行機械座掛，因此起到了的“雙保險”的作用，可大大提高座掛成功率。
(2)卡瓦位于懸掛器本體的凹槽內(nèi)，下放過程中卡瓦不會受到管柱的碰撞，極適合在定向井和水平井中使用；同時在本體卡瓦槽的上下各有一組扶正器，用于保護卡瓦，以便在懸掛器入井時，卡瓦不被碰出。
(3)為了避免懸掛器在運輸過程中提前座掛，座掛擋塊的上面裝有一個壓環(huán)，該壓環(huán)將擋塊限制在座掛套上，當壓環(huán)轉動一定角度，可將座掛擋塊卸下，利于座掛擋塊的裝卸。
(4)座掛剪釘不均勻地周向分布在剪釘套外圓上，以便在機械座掛時，依次剪斷每個剪釘，從而避免同時剪斷數(shù)個剪釘時，旋轉扭矩太大。
以下將結合附圖對本實用新型進行詳細地描述。需指出的是下述描述僅表示了本實用新型的一種具體實施方式
，只是為了進一步對本實用新型進行說明，而并不對本實用新型進行限制。
本實用新型的雙作用尾管懸掛器的一種優(yōu)選的實施方案，包括——圓筒形的懸掛器本體1，在圓筒外圓中部的圓周上均勻分布數(shù)個卡瓦槽，槽中裝有卡瓦2，每個卡瓦的上面各有一個卡瓦限位剪釘3，該卡瓦限位剪釘以螺紋固定在懸掛器本體1上，并將卡瓦限制在卡瓦槽內(nèi)，卡瓦槽的上下各有一組扶正塊[18]，所述的卡瓦在限位剪釘被剪斷時可上行并漲大，在懸掛器本體的下端連接著常規(guī)的回接筒4，回接筒下連接密封總成，密封總成的下端連接有尾管；——在懸掛器本體1的圓筒內(nèi)，有一套送入工具，包括倒扣裝置5、心軸6、液缸裝置7、座掛套8和剪釘套9，其中倒扣裝置5為一圓筒形零件，其上端與鉆桿以螺紋內(nèi)或外連接，其下端以內(nèi)螺紋套接在心軸的上端；心軸6為一圓筒形零件，以其為中心，在其外圓周上按從上至下的順序分別套接有液缸裝置7、座掛套8和剪釘套9，心軸的上端與倒扣裝置5的下端以螺紋外連接，心軸的下端連接有常規(guī)的中心管，中心管下連接有尾管膠塞；液缸裝置7套接在心軸外圓周上，液缸與心軸之間形成一環(huán)形壓力腔，在該壓力腔內(nèi)裝有彈簧10，在液缸內(nèi)壁與心軸接觸的上下兩端11(即環(huán)形壓力腔的上、下端)設有兩道密封圈進行密封，在心軸壁上開有與壓力腔連通的數(shù)個傳壓孔12；在心軸的外圓周上，座掛套8以螺紋連接在液缸的下部，座掛套外圓周上開有數(shù)個槽，座掛擋塊13裝在相應的槽內(nèi)，在座掛擋塊13的上面裝有一個壓環(huán)16，用以固定座掛擋塊13，在壓環(huán)與座掛擋塊相搭接的一端開有與座掛擋塊相一致的槽，槽的寬度和長度與擋塊相對應，使每一個座掛擋塊可嵌入壓環(huán)相應的槽中；在心軸的外圓周上，剪釘套的上端與座掛套的下端以螺紋連接，在剪釘套上設有六個座掛剪釘，剪釘分布如附圖2，所述的座掛剪釘14穿透剪釘套9壁插入到心軸6壁一定深度，但不穿透心軸壁；其中在心軸外套接的液缸裝置7、座掛套8和剪釘套9與心軸6之間的相對位置，以剪釘套上的座掛剪釘14位置來確定，在與剪釘套下部對應的心軸上，設有一細徑結構[17]；——在懸掛器本體圓筒內(nèi)，與送入工具之間有一倒扣螺母15，該倒扣螺母與懸掛器本體的內(nèi)壁以反螺紋相連，與送入工具上的倒扣裝置以滑鍵相連，在倒扣螺母15的上部設計有一彈簧19。
本實用新型在實際應用中，其座掛過程如下液壓座掛先將接有尾管的懸掛器送入到設計位置后，循環(huán)少許，投球，并注意泵壓表的變化，當球到達球座位置時，泵壓上升，至12MPa左右使座掛剪釘被剪斷，然后尾管懸掛器本體的外周上、處于卡瓦上端的限位剪釘被剪斷，卡瓦在液體壓力和彈簧的共同作用下上行并脹大，下放尾管，便可實現(xiàn)座掛。
機械座掛當液壓座掛不成功或因某種原因不能建立壓力時，可使用機械方式進行座掛。首先，將整個尾管串下放到井底，正轉約10-20圈，在轉動第一圈時，幾個座掛剪釘相繼剪斷，上提尾管的同時，卡瓦限位剪釘剪斷，卡瓦在彈簧的彈力作用下上行(楔緊在上層套管與懸掛器錐體間)，卡瓦外圓表面接觸到上層套管內(nèi)壁，繼續(xù)上提尾管至需座掛的位置，下放尾管，便可座掛整個尾管串。
權利要求1.一種雙作用尾管懸掛器，包括一一圓筒形的懸掛器本體[1]，在圓筒外圓中部的圓周上均勻分布數(shù)個卡瓦槽，槽中裝有卡瓦[2]，每個卡瓦的上面各有一個卡瓦限位剪釘[3]，該卡瓦限位剪釘以螺紋固定在懸掛器本體[1]上，并將卡瓦限制在卡瓦槽內(nèi)，所述的卡瓦在限位剪釘被剪斷時可上行并漲大，在懸掛器本體的下端連接著常規(guī)的回接筒[4]，——在懸掛器本體[1]的圓筒內(nèi)，有一套送入工具，包括倒扣裝置[5]、心軸[6]、液缸裝置[7]、座掛套[8]和剪釘套[9]，其中倒扣裝置[5]為一圓筒形零件，其上端與鉆桿以螺紋內(nèi)或外連接，其下端以內(nèi)螺紋套接在心軸的上端；心軸[6]為一圓筒形零件，以其為中心，在其外圓周上按從上至下的順序分別套接有液缸裝置[7]、座掛套[8]和剪釘套[9]，心軸的上端與倒扣裝置[5]的下端以螺紋外連接，心軸的下端連接有常規(guī)的中心管；液缸裝置[7]套接在心軸外圓周上，液缸與心軸之間形成一環(huán)形壓力腔，在該壓力腔內(nèi)裝有彈簧[10]，在液缸內(nèi)壁與心軸接觸的上下兩端設有密封圈[11]進行密封，在心軸壁上開有與壓力腔連通的數(shù)個傳壓孔[12]；在心軸的外圓周上，座掛套[8]以螺紋連接在液缸的下部，座掛套外圓周上開有數(shù)個槽，座掛擋塊[13]裝在相應的槽內(nèi)，在心軸的外圓周上，剪釘套的上端與座掛套的下端以螺紋連接，在剪釘套上設有數(shù)個座掛剪釘[14]，所述的座掛剪釘[14]穿透剪釘套[9]壁插入到心軸[6]壁一定深度，但不穿透心軸壁；其中在心軸外套接的液缸裝置[7]、座掛套[8]和剪釘套[9]與心軸[6]之間的相對位置，以剪釘套上的座掛剪釘[14]位置來確定，-—在懸掛器本體圓筒內(nèi)，與送入工具之間有一倒扣螺母[15]，該倒扣螺母與懸掛器本體[1]的內(nèi)壁以反螺紋相連，與送入工具上的倒扣裝置[5]以滑鍵相連；其特征在于在座掛套的外圓周上、座掛擋塊[13]的上面裝有一個壓環(huán)[16]，用以固定座掛擋塊[13]，在壓環(huán)[16]與座掛擋塊[13]相搭接的一端開有與座掛擋塊相一致的槽，槽的寬度和長度與擋塊相對應，使每一個座掛擋塊可嵌入壓環(huán)相應的槽中。
2.根據(jù)權利要求1所述的尾管懸掛器，其特征在于，所述的液缸與心軸的兩接觸端[11]上設置有兩道密封圈。
3.根據(jù)權利要求1所述的尾管懸掛器，其特征在于，所述的座掛剪釘[14]不均勻地周向分布在剪釘套外圓上，以便在機械座掛時，依次剪斷每個剪釘。
4.根據(jù)權利要求1所述的尾管懸掛器，其特征在于，在與剪釘套下部對應的心軸上，還可設有一細徑結構[17]，以便提出送入工具時，座掛擋塊[13]落入細徑內(nèi)，一同提出井口。
5.根據(jù)權利要求1所述的尾管懸掛器，其特征在于，所述的懸掛器本體的外圓周上，卡瓦槽的上下各有一組扶正塊[18]，用于保護卡瓦，以便在懸掛器入井時，卡瓦不被碰出。
6.根據(jù)權利要求1所述的尾管懸掛器，其特征在于，所述的倒扣螺母[15]的上部設計有一彈簧[19]，以便倒扣螺母[15]和懸掛器本體[1]反扣的上緊。
7.根據(jù)權利要求1所述的尾管懸掛器，其特征在于，所述的懸掛器本體[1]外圓周上均勻分布數(shù)個卡瓦槽。
專利摘要本實用新型提供一種座掛更可靠、性能更穩(wěn)定的新型雙作用的尾管懸掛器，在懸掛器本體內(nèi)，有一套送入工具，包括倒扣裝置、心軸、液缸裝置、座掛套和剪釘套；該懸掛器采用雙作用的座掛方式，卡瓦的保護性好，液缸的密封性好，大大提高座掛成功率，同時在尾管懸掛器的運輸和裝卸過程中，不會發(fā)生提前座掛的現(xiàn)象。
文檔編號E21B23/00GK2550482SQ0220071
公開日2003年5月14日 申請日期2002年1月14日 優(yōu)先權日2002年1月14日
發(fā)明者馬蘭榮, 馬開華, 任貴興, 邢世奇 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院