專利名稱：分支井用預(yù)開窗懸掛器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種開窗分支井完井工藝中窗口連接的工具，特別是一種分支井用預(yù)開窗懸掛器。
背景技術(shù)：
目前TAML3-4級(jí)分支井完井中窗口連接多是下入套管完井后，重新下入工具對(duì)套管進(jìn)行磨銑修正，溝通主井眼，造成主井眼或者分支井眼重入困難，有些4級(jí)分支井完井工藝中，分支井眼固井結(jié)束后，下入套銑工具將重合段套管套銑出來，分支井眼與主井眼沒有機(jī)械連接，窗口穩(wěn)定性不足。貝克休斯公司開發(fā)了一套可以掛在主井眼套管的壁掛式懸掛器，為窗口連接提供了可靠地機(jī)械連接，但是這種懸掛器懸掛力不足，需要在上端接一個(gè)懸掛器以承受尾管重量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種安全、可靠、穩(wěn)定、操作方便的分支井用預(yù)開窗懸掛器。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種分支井用預(yù)開窗懸掛器，包括送入工具總成、丟手總成、密封坐掛總成、硬軸總成、預(yù)開窗短節(jié)。所述送入工具總成包括:上接頭、回接筒、旋轉(zhuǎn)短節(jié)、提拉短節(jié)、鎖套、承壓鎖塊、提拉套、內(nèi)中心管、限位套、第一小膠筒和球座短節(jié)；所述丟手總成包括:滑鍵、丟手套、固定剪釘、支撐套、反扣套、丟手活塞、丟手剪釘和丟手到釘套；所述密封坐掛總成包括:上錐體、卡瓦備帽、卡瓦、卡瓦罩、下錐體、壓帽、膠筒、隔環(huán)、上活塞、鎖塊、坐封剪釘、啟動(dòng)活塞、外中心管、下活塞、限位活塞、液缸和鎖簧；硬軸總成包括:硬軸、尖引鞋、第二小膠筒和固定限位套管；所述上接頭上端與鉆柱螺紋連接，該上接頭下部與花鍵套花鍵連接，所述回接筒套裝在所述上接頭上，該回接筒與花鍵套固定連接，所述上接頭下端與所述旋轉(zhuǎn)短節(jié)螺紋連接，所述旋轉(zhuǎn)短節(jié)下端與提拉短節(jié)螺紋連接，該提拉短節(jié)通過所述承壓鎖塊與所述鎖套連接，所述旋轉(zhuǎn)短節(jié)下端外部設(shè)有花鍵槽，該旋轉(zhuǎn)短節(jié)與所述滑鍵花鍵連接，該滑鍵通過固定釘固定在所述丟手套上；所述卡瓦由4瓣組成，每瓣卡瓦有上齒和下齒兩部分，縱齒和橫齒交錯(cuò)布齒，所述卡瓦上下分別設(shè)置有所述上錐體和下錐體，該卡瓦嵌在所述上錐體和下錐體的燕尾槽內(nèi)，所述上錐體與缸套螺紋連接,該缸套通過兩塊防轉(zhuǎn)鍵固定在所述反扣套上,所述反扣套與外中心管螺紋連接，所述卡瓦嵌在所述卡瓦罩內(nèi)；所述上活塞與下活塞螺紋連接，所述上活塞通過所述鎖塊鎖定在外中心管上；所述丟手套下端設(shè)置有6瓣帶左旋螺紋的螺紋爪，該丟手套通過所述固定剪釘與支撐套連接，該支撐套能被所述丟手活塞頂開；所述硬軸上端與所述球座短節(jié)螺紋連接，該硬軸的前端連接有所述尖引鞋，該尖引鞋上設(shè)有旁孔，所述旁孔兩側(cè)套裝有兩個(gè)所述第二小膠筒，該第二小膠筒通過所述固定限位套固定在所述尖引鞋上；所述預(yù)開窗短節(jié)安裝在所述硬軸外，該預(yù)開窗短節(jié)的上端通過轉(zhuǎn)換接頭與所述外中心管螺紋連接且固定，該預(yù)開窗短節(jié)的下端通過變扣接頭連接尾管。優(yōu)選的，所述承壓鎖塊為4個(gè)。優(yōu)選的，所述預(yù)開窗短節(jié)預(yù)置窗口小于該預(yù)開窗短節(jié)內(nèi)徑。本實(shí)用新型分支井用預(yù)開窗懸掛器的有益效果是:(I)具有液壓丟手和反扣丟手兩種丟手形式，保證丟手的可靠性；(2)具有防轉(zhuǎn)和防躥功能，使分支井眼完井工具可靠固定；(3)尖引鞋引導(dǎo)硬軸進(jìn)入主井眼，并引導(dǎo)預(yù)開窗部位對(duì)準(zhǔn)主井眼，定位和定向準(zhǔn)確，保證主井眼重入的可靠性；(4)操作方便，可以實(shí)現(xiàn)一趟鉆坐掛、坐封和丟手等操作；(5)預(yù)開窗懸掛器到位后硬軸膠筒與定位工具配合即可實(shí)現(xiàn)密封，無需投球，而且下入過程中無需灌漿，減少投球和灌漿風(fēng)險(xiǎn)。

圖1a為本實(shí)用新型提供的分支井用預(yù)開窗懸掛器上部結(jié)構(gòu)示意圖；圖1b為本實(shí)用新型提供的分支井用預(yù)開窗懸掛器中部結(jié)構(gòu)示意圖；圖1c為本實(shí)用新型提供的分支井用預(yù)開窗懸掛器下部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
從圖1a至圖1c所示的本實(shí)用新型實(shí)施方式可知:本實(shí)用新型分支井用預(yù)開窗懸掛器，包括送入工具總成、丟手總成、密封坐掛總成、硬軸總成、預(yù)開窗短節(jié)44送入工具總成包括:上接頭1、回接筒2、旋轉(zhuǎn)短節(jié)4、提拉短節(jié)8、鎖套10、承壓鎖塊18、提拉套23、內(nèi)中心管30、限位套38、第一小膠筒39和球座短節(jié)42 ；丟手總成包括:滑鍵5、丟手套6、固定剪釘12、支撐套13、反扣套14、丟手活塞16、丟手剪釘19和丟手剪釘套22 ；密封坐掛總成包括:上錐體20、卡瓦備帽21、卡瓦24、卡瓦罩25、下錐體26、壓帽27、膠筒28、隔環(huán)29、上活塞31、鎖塊32、坐封剪釘33、啟動(dòng)活塞34、外中心管35、下活塞36、限位活塞37、液缸40和鎖簧41 ；硬軸總成包括:硬軸45、尖引鞋48、第二小膠筒46和固定限位套管47 ；上接頭I上端與鉆柱螺紋連接，該上接頭I下部與花鍵套3花鍵連接，旋轉(zhuǎn)管柱時(shí)可以將扭矩傳到花鍵套3帶動(dòng)整個(gè)懸掛器旋轉(zhuǎn)，回接筒2套裝在上接頭I上，該回接筒2與花鍵套3固定連接，上接頭I下端與旋轉(zhuǎn)短節(jié)4螺紋連接，旋轉(zhuǎn)短節(jié)4下端與提拉短節(jié)8螺紋連接，提拉短節(jié)8通過承壓鎖塊18與鎖套10連接，4個(gè)承壓鎖塊18承受整個(gè)管柱重量，旋轉(zhuǎn)短節(jié)4下端外部開有花鍵槽，旋轉(zhuǎn)短節(jié)4與滑鍵5花鍵連接可以將扭矩傳到滑鍵5上，滑鍵5通過固定釘固定在丟手套6上，反扣丟手時(shí)扭矩通過滑鍵5傳遞到丟手套6，實(shí)現(xiàn)反扣丟手?？ㄍ?4由4瓣組成，每瓣卡瓦24有上齒和下齒兩部分，縱齒和橫齒交錯(cuò)布齒，卡瓦24上下分別設(shè)置有上錐體20和下錐體26，卡瓦24嵌在上錐體20和下錐體26的燕尾槽內(nèi)，上錐體20與缸套9螺紋連接，缸套9通過兩塊防轉(zhuǎn)鍵15固定在反扣套14上防轉(zhuǎn)，反扣套14與外中心管35螺紋連接，使卡瓦具有防轉(zhuǎn)和雙向錨定的功能，卡瓦24在嵌在卡瓦罩25內(nèi)，下管柱過程中不會(huì)掛套管內(nèi)壁造成阻卡。坐封的動(dòng)力來自上活塞31和下活塞36組成的雙級(jí)活塞，上活塞31與下活塞36螺紋連接，下入過程中上活塞31被鎖塊32鎖定在外中心管35上，不會(huì)出現(xiàn)中途坐掛。丟手套6下端有6瓣帶左旋螺紋的螺紋爪，丟手套6通過固定剪釘12與支撐套13連接，在支撐套13的支撐下，丟手套6螺紋爪可以承受整個(gè)管柱的重量，液壓丟手時(shí)，支撐套13被丟手活塞16頂開，失去支撐的螺紋爪在外力的作用下回縮，與反扣套14脫開。硬軸45上端與球座短節(jié)42螺紋連接，硬軸45前端連接尖引鞋48，尖引鞋48上開有旁孔，旁孔兩側(cè)套裝有兩個(gè)第二小膠筒46，第二小膠筒46通過固定限位套47固定在尖引鞋48上，下放過程中從旁孔處返泥漿，到位后，第二小膠筒46與重進(jìn)斜向器內(nèi)孔形成密封，懸掛器可以液壓坐掛和丟手，丟手后硬軸45隨著送入工具總成一起被起出，保證懸掛器通徑。預(yù)開窗短節(jié)44套在硬軸45外，上端通過轉(zhuǎn)換接頭43與外中心管35螺紋連接并固定，下端通過變扣接頭49連接尾管，下放過程中硬軸45被預(yù)開窗短節(jié)44包住，預(yù)開窗短節(jié)44隨著尾管進(jìn)入分支井眼，硬軸45本身剛度大，沒有外力的情況下直接進(jìn)入主井眼，尖引鞋48導(dǎo)引硬軸45進(jìn)入重進(jìn)斜向器內(nèi)孔，隨著管柱的下入，硬軸45進(jìn)一步導(dǎo)引預(yù)開窗短節(jié)44窗口對(duì)正主井眼。預(yù)開窗短節(jié)44預(yù)置窗口小于預(yù)開窗套管短節(jié)內(nèi)徑，預(yù)置窗口對(duì)正主井眼后，可以外徑實(shí)現(xiàn)小于窗口寬度的工具進(jìn)入主井眼，外徑大于窗口寬度小于預(yù)開窗套管短節(jié)內(nèi)徑的工具進(jìn)入分支井眼。本實(shí)用新型連接鉆桿和尾管，承擔(dān)尾管的重量，實(shí)現(xiàn)尾管下入，從機(jī)構(gòu)上考慮不會(huì)中途坐掛，下到設(shè)計(jì)井深后，硬軸與重進(jìn)斜向器配合，實(shí)現(xiàn)預(yù)開窗懸掛器定向，并實(shí)現(xiàn)預(yù)開窗懸掛器壓力傳遞，實(shí)現(xiàn)懸掛器坐封和丟手，兩種丟手機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高懸掛器丟手的成功率，卡瓦有防轉(zhuǎn)和錨定兩種功能，一方面保證管柱固定不發(fā)生移動(dòng)，另一方面保證預(yù)開窗部位對(duì)準(zhǔn)主井眼，預(yù)開窗懸掛器配合專用的導(dǎo)引工具可以實(shí)現(xiàn)主井眼和分支井眼的選擇性重入。本實(shí)用新型的分支井用預(yù)開窗懸掛器的工作原理，首先按設(shè)計(jì)將預(yù)開窗懸掛器的預(yù)開窗短節(jié)44下連尾管，使用鉆柱將預(yù)開窗懸掛器連同尾管一起下入井筒內(nèi)，與預(yù)開窗懸掛器內(nèi)中心管30相連的硬軸45的尖引鞋48開有旁孔，可以過流，下入過程中無需進(jìn)行灌漿，預(yù)開窗懸掛器下到設(shè)計(jì)位置以上5米時(shí)，進(jìn)行陀螺儀定向，根據(jù)陀螺儀測(cè)定結(jié)果轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱使預(yù)開窗位置對(duì)準(zhǔn)主井眼，鉆柱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將扭矩傳遞到上接頭I上，上接頭I通過花鍵槽帶動(dòng)花鍵套3轉(zhuǎn)動(dòng)，花鍵套3通過螺紋帶動(dòng)預(yù)開窗懸掛器轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整好預(yù)置窗口位置后繼續(xù)下放鉆柱，預(yù)開窗短節(jié)44在下部尾管的帶動(dòng)下進(jìn)入分支井眼，硬軸45在自身的剛度和尖引鞋48的導(dǎo)引下從預(yù)置窗口出來進(jìn)入主井眼的重進(jìn)斜向器，管柱進(jìn)一步往下走，硬軸45進(jìn)一步導(dǎo)引預(yù)開窗短節(jié)44預(yù)置窗口對(duì)準(zhǔn)主井眼，由于尖引鞋48外徑較小可以進(jìn)入預(yù)開窗懸掛器內(nèi)孔，硬軸45外徑大的一段無法進(jìn)入重進(jìn)斜向器里，硬軸45無法繼續(xù)下移，指重表顯示鉆柱重量降低，判斷預(yù)開窗懸掛器到位，尖引鞋48進(jìn)入重進(jìn)斜向器內(nèi)孔后，第二小膠筒46與重進(jìn)斜向器內(nèi)孔實(shí)現(xiàn)密封，尖引鞋48旁孔被截流，連接泥漿泵打壓，液體經(jīng)過上接頭1、旋轉(zhuǎn)短節(jié)4、提拉短節(jié)8進(jìn)入內(nèi)中心管30，通過內(nèi)中心管30的過液孔進(jìn)入外中心管35，然后通過外中心管35進(jìn)液孔后作用在坐封活塞34上，在液壓的作用下，坐封活塞34剪斷坐封剪釘33后下移，鎖塊32被液壓頂開，液壓推動(dòng)上活塞31上移，同時(shí)在液壓的作用下，下活塞36上移推動(dòng)上活塞31擠壓膠筒28使其膨脹坐封，膠筒28在膨脹的同時(shí)并帶動(dòng)上壓帽27上移，上壓帽27帶動(dòng)下錐體26上移，在下錐體26和上錐體20的作用下，卡瓦24張開錨定在外層套管上實(shí)現(xiàn)預(yù)開窗懸掛器坐掛，下活塞36上移的同時(shí)帶動(dòng)液缸40上移,液缸40內(nèi)鎖簧41鎖在外中心管35上的螺紋上，防止膠筒28回縮和卡瓦24收回，繼續(xù)打壓，液壓推動(dòng)丟手活塞16剪斷丟手剪釘19上移，并推動(dòng)支撐套13剪斷限位剪釘12上移，丟手套6失去支撐套13支撐，螺紋爪受力會(huì)向內(nèi)收縮，使反扣螺紋脫扣實(shí)現(xiàn)丟手，丟手活塞16上移后，承壓鎖塊18解除對(duì)提拉短節(jié)8的鎖定，上提管柱時(shí)上接頭I帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)短節(jié)4和提拉短節(jié)8上移，上接頭I和花鍵套3解除花鍵連接，旋轉(zhuǎn)短節(jié)4上移后，與滑鍵5形成花鍵連接，需要反扣丟手時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱，上接頭I帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)短節(jié)4旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)短節(jié)4通過滑鍵5將扭矩傳遞到丟手套6上，使反扣丟手螺紋爪與反扣套14分離，實(shí)現(xiàn)反扣丟手。綜上所述，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不局限在上述實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型的指導(dǎo)思想輕易提出其它實(shí)施方式，這些實(shí)施方式都包括在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種分支井用預(yù)開窗懸掛器，包括送入工具總成、丟手總成、密封坐掛總成、硬軸總成和預(yù)開窗短節(jié)(44)； 所述送入工具總成包括:上接頭(I)、回接筒(2)、旋轉(zhuǎn)短節(jié)(4)、提拉短節(jié)(8)、鎖套(10)、承壓鎖塊(18)、提拉套(23)、內(nèi)中心管(30)、限位套(38)、第一小膠筒(39)和球座短節(jié)(42)； 所述丟手總成包括:滑鍵(5)、丟手套(6)、固定剪釘(12)、支撐套(13)、反扣套(14)、丟手活塞(16)、丟手剪釘(19)和丟手剪釘套(22)； 所述密封坐掛總成包括:上錐體(20)、卡瓦備帽(21)、卡瓦(24)、卡瓦罩(25)、下錐體(26)、壓帽(27)、膠筒(28)、隔環(huán)(29)、上活塞(31)、鎖塊(32)、坐封剪釘(33)、啟動(dòng)活塞(34)、外中心管(35)、下活塞(36)、限位活塞(37)、液缸(40)和鎖簧(41)； 所述硬軸總成包括:硬軸(45)、尖引鞋(48)、第二小膠筒(46)和固定限位套管(47)；其特征在于:所述上接頭(I)上端與鉆柱螺紋連接，該上接頭(I)下部與花鍵套(3 )花鍵連接，所述回接筒(2)套裝在所述上接頭(I)上，該回接筒(2)與花鍵套(3)固定連接，所述上接頭(I)下端與所述旋轉(zhuǎn)短節(jié)(4)螺紋連接，所述旋轉(zhuǎn)短節(jié)(4)下端與提拉短節(jié)(8)螺紋連接，該提拉短節(jié)(8)通過所述承壓鎖塊(18)與所述鎖套(10)連接，所述旋轉(zhuǎn)短節(jié)(4)下端外部設(shè)有花鍵槽，該旋轉(zhuǎn)短節(jié)(4)與所述滑鍵(5)花鍵連接，該滑鍵(5)通過固定釘固定在所述丟手套(6)上； 所述卡瓦(24)由4瓣組成，每瓣卡瓦(24)有上齒和下齒兩部分，縱齒和橫齒交錯(cuò)布齒，所述卡瓦(24 )上下分別設(shè)置有所述上錐體(20 )和下錐體(26 )，該卡瓦(24 )嵌在所述上錐體(20 )和下錐體(26 )的燕尾槽內(nèi)，所述上錐體(20 )與缸套(9 )螺紋連接，該缸套(9 )通過兩塊防轉(zhuǎn)鍵(15)固定在所述反扣套(14)上，所述反扣套(14)與外中心管(35)螺紋連接，所述卡瓦(24)嵌在所述卡瓦罩(25)內(nèi)； 所述上活塞(31)與下活塞(36)螺紋連接，所述上活塞(31)通過所述鎖塊(32)鎖定在外中心管(35)上； 所述丟手套(6)下端設(shè)置有6瓣帶左旋螺紋的螺紋爪，該丟手套(6)通過所述固定剪釘(12)與支撐套(13)連接，該支撐套(13)能被所述丟手活塞(16)頂開； 所述硬軸(45)上端與所述球座短節(jié)(42)螺紋連接，該硬軸(45)的前端連接有所述尖引鞋(48)，該尖引鞋(48)上設(shè)有旁孔，所述旁孔兩側(cè)套裝有兩個(gè)所述第二小膠筒(46)，該第二小膠筒(46)通過所述固定限位套(47)固定在所述尖引鞋(48)上； 所述預(yù)開窗短節(jié)(44)安裝在所述硬軸(45)外，該預(yù)開窗短節(jié)(44)的上端通過轉(zhuǎn)換接頭(43)與所述外中心管(35)螺紋連接且固定，該預(yù)開窗短節(jié)(44)的下端通過變扣接頭(49)連接尾管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分支井用預(yù)開窗懸掛器，其特征在于:所述承壓鎖塊(18)為4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分支井用預(yù)開窗懸掛器，其特征在于:所述預(yù)開窗短節(jié)(44)預(yù)置窗口小于該預(yù)開窗短節(jié)(44)內(nèi)徑。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種分支井用預(yù)開窗懸掛器，包括送入工具總成、丟手總成、密封坐掛總成、硬軸總成、預(yù)開窗短節(jié)。本實(shí)用新型連接鉆桿和尾管，承擔(dān)尾管的重量，實(shí)現(xiàn)尾管下入，從機(jī)構(gòu)上考慮不會(huì)中途坐掛，下到設(shè)計(jì)井深后，硬軸與重進(jìn)斜向器配合，實(shí)現(xiàn)預(yù)開窗懸掛器定向，并實(shí)現(xiàn)預(yù)開窗懸掛器壓力傳遞，實(shí)現(xiàn)懸掛器坐封和丟手，兩種丟手機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高懸掛器丟手的成功率，卡瓦有防轉(zhuǎn)和錨定兩種功能，一方面保證管柱固定不發(fā)生移動(dòng)，另一方面保證預(yù)開窗部位對(duì)準(zhǔn)主井眼，預(yù)開窗懸掛器配合專用的導(dǎo)引工具可以實(shí)現(xiàn)主井眼和分支井眼的選擇性重入。
文檔編號(hào)E21B41/00GK203008864SQ201220728508
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者楊文領(lǐng), 張恒, 王玥, 付勝利, 劉洋, 王益山, 吳桂吉, 邢最旺, 李玉寧, 孫巍巍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司