專利名稱：可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油固井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于尾管固井的尾管 懸掛器，是一種可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器。
背景技術(shù)：
尾管懸掛固井技術(shù)能減少固井套管重疊，節(jié)約套管；降低注水泥的 壓力；簡化井身結(jié)構(gòu)，解決深井、復(fù)雜井的固井難題。
目前，尾管懸掛器按照其座掛的方式可以分為卡瓦式和膨脹式尾管 懸掛器?？傮w來說，卡瓦式尾管懸掛器有座掛不可靠，座掛后通徑變小， 座封效果不好，套管環(huán)空水泥環(huán)存在密封泄漏問題，還存在下入工具后 丟手失敗等問題。
中國專利公告號CN2159452Y提供了一種隨位自動懸掛尾管裝置，是 一種典型的卡瓦式隨位自動脫掛尾管懸掛器，其采用卡瓦與套管內(nèi)壁進(jìn) 行懸掛。該尾管懸掛器座掛后，尾管內(nèi)部的通徑小，不利于后續(xù)作業(yè)， 并且在下入尾管懸掛器和注水泥的過程中尾管不能旋轉(zhuǎn)，固井質(zhì)量不好。
現(xiàn)有膨脹式尾管懸掛器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。US7225880B2是一種膨脹式尾 管懸掛器，其利用液壓力脹開膨脹管，使膨脹管與套管進(jìn)行懸掛。該尾 管懸掛器采用從上向下脹開膨脹管的方式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，完成尾管 懸掛固井，并克服卡瓦式尾管懸掛器采用卡瓦座掛，座掛不可靠，座掛 后通徑變??；克服膨脹式尾管懸掛器采用從上向下脹開膨脹管的方式，
結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，主要由 送入接頭、水泥膠塞、中心管、膨脹管、脹塞、剪釘、密封膠塞、膠塞 導(dǎo)管、阻擋環(huán)和下連接管組成。送入接頭上端有螺紋，能連接鉆具。送 入接頭下端外壁與膨脹管之間采用花鍵連接；送入接頭下端內(nèi)壁與中心 管螺紋連接。中心管下端通過剪釘固定有密封膠塞。密封膠塞的內(nèi)徑比 中心管的內(nèi)徑小8—20毫米。脹塞在中心管和膨脹管之間的環(huán)形空間內(nèi) 的下端，施工時脹塞自下向上脹開膨脹管。脹塞與中心管之間動密封配 合，脹塞能在中心管上面滑動。膠塞導(dǎo)管連接在膨脹管的下端；膠塞導(dǎo) 管下端螺紋連接下連接管，下連接管的下端有螺紋，下連接管的作用是 連接需要懸掛的尾管；阻擋環(huán)坐放于下連接管的內(nèi)部臺肩上。阻擋環(huán)上 部中心孔的直徑與密封膠塞下端外徑相同，阻擋環(huán)下部中心孔的內(nèi)徑小 于密封膠塞下端外徑。
為了使膨脹管與套管懸掛更牢固，膨脹管的外側(cè)至少有一個環(huán)形凸 起，環(huán)形凸起的截面為梯形，環(huán)形凸起外部邊沿直徑與膨脹管的端部直 徑相同。
膨脹管外壁直接與套管內(nèi)壁密封；也可以采用橡膠密封，即在膨脹 管外壁上套有橡膠圈；或者在膨脹管外壁上套有金屬與橡膠組合密封圈， 采用金屬與橡膠組合密封。
膨脹管和脹塞的結(jié)構(gòu)采用的是固井用膨脹管和脹塞的結(jié)構(gòu)，使用方 法與膨脹管固井方法相同，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉，不詳細(xì)介紹。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器與現(xiàn)有 的技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于送入接頭與膨脹管采用花鍵的連接方式。 一方 面，在尾管下入的過程中可以帶可鉆鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，便于尾管的順利下 入， 一方面，在注水泥的過程中可以邊注水泥邊旋轉(zhuǎn)尾管，提高水泥環(huán) 固井質(zhì)量，延長油井壽命。本發(fā)明利用液壓力作用，推動脹塞自下向上
脹開膨脹管。利用液壓脹開膨脹管與套管內(nèi)壁緊密接觸進(jìn)行懸掛尾管。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計有較大的改進(jìn)，打破傳統(tǒng)尾管懸掛器結(jié)構(gòu)，該液壓膨脹式尾 管懸掛器在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便；懸掛成功率高，密封 質(zhì)量好；尾管懸掛后，管柱內(nèi)通徑大，便于采取增產(chǎn)措施。


圖1是本發(fā)明可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器結(jié)構(gòu)剖面示意圖。是實(shí) 施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖面的放大圖。
圖中，l.送入接頭，2.水泥膠塞，3.中心管，4.膨脹管，5.脹塞， 6.剪釘，7.密封膠塞，8.膠塞導(dǎo)管，9.阻擋環(huán)，10.下連接管，11.環(huán)形 凸起。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:參閱圖1。以9-5/8"規(guī)格的可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛 器為例，進(jìn)行詳細(xì)說明。
可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，送入接頭1上端有NC50鉆桿螺紋接 頭，能連接5-l/2"鉆柱。水泥膠塞2可以采用常規(guī)鉆桿膠塞。中心管3 長度1320mm，內(nèi)徑與上部鉆桿內(nèi)徑相同。膨脹管4兩端的外徑210mm， 外側(cè)有10個環(huán)形凸起，環(huán)形凸起外部邊沿直徑與膨脹管4的端部直徑相 同。脹塞5采用環(huán)形脹塞。剪釘6剪斷壓力8MPa。密封膠塞7尺寸規(guī)格 相當(dāng)于套管膠塞。膠塞導(dǎo)管8是固井需要懸掛的套管，可懸掛7"套管。 阻擋環(huán)9的作用是阻擋密封膠塞7與水泥膠塞2組成的復(fù)合膠塞沿膠塞 導(dǎo)管8下行，使復(fù)合膠塞在阻擋環(huán)9處碰壓的。
參閱圖2。送入接頭1下端外壁與膨脹管4之間采用花鍵連接。參 閱圖1。在膨脹管4外壁的膨脹段上套有3個橡膠圈。送入接頭1下端
內(nèi)壁與中心管3螺紋連接。中心管3下端通過剪釘6固定有一個密封膠 塞7。密封膠塞7的內(nèi)徑比中心管3的內(nèi)徑小12毫米。脹塞5在中心管 3和膨脹管4之間的環(huán)形空間，脹塞5與中心管3之間動密封配合，脹 塞5能在中心管3上面滑動；膠塞導(dǎo)管8連接在膨脹管4的下端；膠塞 導(dǎo)管8下端螺紋連接下連接管10，下連接管10的下端有螺紋，下連接 管10下端能懸掛尾管；阻擋環(huán)9坐放于下連接管IO的內(nèi)部臺肩上。阻 擋環(huán)9上部中心孔的直徑與密封膠塞7下端外徑相同，阻擋環(huán)9下部中 心孔的內(nèi)徑小于密封膠塞7下端外徑18毫米。
簡述本發(fā)明的工作過程，有助于理解本發(fā)明。當(dāng)懸掛的尾管下到預(yù) 定位置的時候，將設(shè)計好一定量的水泥注入送入管柱后，向管柱內(nèi)投入 水泥膠塞2。繼續(xù)泵入完井液，完井液推動水泥膠塞2沿中心管3內(nèi)壁 向下運(yùn)動，水泥膠塞2向下運(yùn)動到密封膠塞7上部碰壓，并剪斷剪釘6， 水泥膠塞2和密封膠塞7組成的復(fù)合膠塞在完井液的推動下沿膠塞導(dǎo)管 8內(nèi)壁繼續(xù)下行，同時刮去膠塞導(dǎo)管8內(nèi)壁上殘留的水泥，到達(dá)阻擋環(huán)9 處二次碰壓。在水泥固井工序中我們能夠旋轉(zhuǎn)全部送入管柱，即通過花 鍵帶動膨脹管4、膠塞導(dǎo)管8、下連接管10和下部連接的尾管進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 從而實(shí)現(xiàn)在尾管注水泥固井施工中，全過程旋轉(zhuǎn)尾管。再次憋壓，地面 繼續(xù)泵入完井液，當(dāng)壓力增加到一定值時，完井液推動脹塞5沿中心管 3向上滑動，脹開膨脹管4，使膨脹管4外壁與上層套管內(nèi)壁接觸和脹合， 形成了堅(jiān)固而可靠的座封，實(shí)現(xiàn)尾管座掛。同時自動丟手。丟手后，提 出脹塞5、中心管3和送入接頭1至井口，使用常規(guī)鉆井工具可以繼續(xù) 鉆進(jìn)。
實(shí)施例2:參閱圖l。實(shí)施例2與實(shí)施例l基本相同，不同點(diǎn)是在 膨脹管4的膨脹段的外壁上套有金屬與橡膠組合的密封圈。膨脹管4的 外側(cè)有5個環(huán)形凸起11，環(huán)形凸起ll的截面為梯形，環(huán)形凸起ll外部 邊沿直徑與膨脹管4的端部直徑相同。
權(quán)利要求
1、一種可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，主要由送入接頭(1)、水泥膠塞(2)、中心管(3)、膨脹管(4)、脹塞(5)、剪釘(6)、密封膠塞(7)、膠塞導(dǎo)管(8)、阻擋環(huán)(9)和下連接管(10)組成，其特征是送入接頭(1)上端有螺紋，能連接鉆具，送入接頭1下端外壁與膨脹管4之間采用花鍵連接；送入接頭(1)下端內(nèi)壁與中心管(3)螺紋連接，中心管(3)下端通過剪釘(6)固定有密封膠塞(7)，密封膠塞(7)的內(nèi)徑比中心管3的內(nèi)徑小8-20毫米，脹塞(5)在中心管(3)和膨脹管(4)之間的環(huán)形空間內(nèi)的下端，脹塞(5)與中心管(3)之間動密封配合，脹塞(5)能在中心管(3)上面滑動；膠塞導(dǎo)管(8)連接在膨脹管(4)的下端；膠塞導(dǎo)管(8)下端螺紋連接下連接管(10)，下連接管(10)的下端有螺紋；阻擋環(huán)(9)坐放于下連接管(10)的內(nèi)部臺肩上，阻擋環(huán)(9)上部中心孔的直徑與密封膠塞(7)下端外徑相同，阻擋環(huán)(9)下部中心孔的內(nèi)徑小于密封膠塞(7)下端外徑。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，其特征是 膨脹管(4)的外側(cè)至少有一個環(huán)形凸起(11)，環(huán)形凸起(ll)的截面為梯 形，環(huán)形凸起(11)外部邊沿直徑與膨脹管(4)的端部直徑相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，其特 征是在膨脹管(4)外壁上套有橡膠圈。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，其特 征是在膨脹管(4)外壁上套有金屬與橡膠組合密封圈。
全文摘要
可旋轉(zhuǎn)液壓膨脹式尾管懸掛器，應(yīng)用于尾管固井施工中。特征是送入接頭上端有螺紋，能連接鉆具。送入接頭下端外壁與膨脹管之間花鍵連接；送入接頭下端內(nèi)壁與中心管螺紋連接。中心管下端采用剪釘固定有密封膠塞；脹塞在中心管和膨脹管之間的環(huán)形空間；膠塞導(dǎo)管連接在膨脹管的下端；膠塞導(dǎo)管下端螺紋連接下連接管；阻擋環(huán)坐放于下連接管的內(nèi)部臺肩上。阻擋環(huán)上部中心孔的直徑與密封膠塞下端外徑相同，阻擋環(huán)下部中心孔的直徑小于密封膠塞下端外徑。效果是利用液壓脹開膨脹管與套管內(nèi)壁緊密接觸進(jìn)行懸掛尾管。懸掛成功率高，密封質(zhì)量好；管柱內(nèi)通徑大。送入接頭與膨脹管之間花鍵連接，在下入過程中能帶可鉆鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。
文檔編號E21B23/01GK101173601SQ200710178298
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者于永亮, 任榮權(quán), 張燕萍, 軍 王, 輝 王 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院