专利名称：可旋转液压膨胀式尾管悬挂器的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油固井技术领域，特别涉及一种用于尾管固井的尾管 悬挂器，是一种可旋转液压膨胀式尾管悬挂器。
背景技术：
尾管悬挂固井技术能减少固井套管重叠，节约套管；降低注水泥的 压力；简化井身结构，解决深井、复杂井的固井难题。
目前，尾管悬挂器按照其座挂的方式可以分为卡瓦式和膨胀式尾管 悬挂器。总体来说，卡瓦式尾管悬挂器有座挂不可靠，座挂后通径变小， 座封效果不好，套管环空水泥环存在密封泄漏问题，还存在下入工具后 丢手失败等问题。
中国专利公告号CN2159452Y提供了一种随位自动悬挂尾管装置，是 一种典型的卡瓦式随位自动脱挂尾管悬挂器，其采用卡瓦与套管内壁进 行悬挂。该尾管悬挂器座挂后，尾管内部的通径小，不利于后续作业， 并且在下入尾管悬挂器和注水泥的过程中尾管不能旋转，固井质量不好。
现有膨胀式尾管悬挂器结构较复杂。US7225880B2是一种膨胀式尾 管悬挂器，其利用液压力胀开膨胀管，使膨胀管与套管进行悬挂。该尾 管悬挂器采用从上向下胀开膨胀管的方式，结构复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，完成尾管 悬挂固井，并克服卡瓦式尾管悬挂器采用卡瓦座挂，座挂不可靠，座挂 后通径变小；克服膨胀式尾管悬挂器采用从上向下胀开膨胀管的方式，
结构复杂的不足。
本发明采取的技术方案是可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，主要由 送入接头、水泥胶塞、中心管、膨胀管、胀塞、剪钉、密封胶塞、胶塞 导管、阻挡环和下连接管组成。送入接头上端有螺纹，能连接钻具。送 入接头下端外壁与膨胀管之间采用花键连接；送入接头下端内壁与中心 管螺纹连接。中心管下端通过剪钉固定有密封胶塞。密封胶塞的内径比 中心管的内径小8—20毫米。胀塞在中心管和膨胀管之间的环形空间内 的下端，施工时胀塞自下向上胀开膨胀管。胀塞与中心管之间动密封配 合，胀塞能在中心管上面滑动。胶塞导管连接在膨胀管的下端；胶塞导 管下端螺纹连接下连接管，下连接管的下端有螺纹，下连接管的作用是 连接需要悬挂的尾管；阻挡环坐放于下连接管的内部台肩上。阻挡环上 部中心孔的直径与密封胶塞下端外径相同，阻挡环下部中心孔的内径小 于密封胶塞下端外径。
为了使膨胀管与套管悬挂更牢固，膨胀管的外侧至少有一个环形凸 起，环形凸起的截面为梯形，环形凸起外部边沿直径与膨胀管的端部直 径相同。
膨胀管外壁直接与套管内壁密封；也可以采用橡胶密封，即在膨胀 管外壁上套有橡胶圈；或者在膨胀管外壁上套有金属与橡胶组合密封圈， 采用金属与橡胶组合密封。
膨胀管和胀塞的结构采用的是固井用膨胀管和胀塞的结构，使用方 法与膨胀管固井方法相同，本领域技术人员熟悉，不详细介绍。
本发明的有益效果是本发明可旋转液压膨胀式尾管悬挂器与现有 的技术相比的优点在于送入接头与膨胀管采用花键的连接方式。 一方 面，在尾管下入的过程中可以带可钻钻头旋转钻进，便于尾管的顺利下 入， 一方面，在注水泥的过程中可以边注水泥边旋转尾管，提高水泥环 固井质量，延长油井寿命。本发明利用液压力作用，推动胀塞自下向上
胀开膨胀管。利用液压胀开膨胀管与套管内壁紧密接触进行悬挂尾管。 在结构设计有较大的改进，打破传统尾管悬挂器结构，该液压膨胀式尾 管悬挂器在实际应用当中，结构简单，操作简便；悬挂成功率高，密封 质量好；尾管悬挂后，管柱内通径大，便于采取增产措施。
图1是本发明可旋转液压膨胀式尾管悬挂器结构剖面示意图。是实 施例1的结构示意图。
图2是图1的A-A剖面的放大图。
图中，l.送入接头，2.水泥胶塞，3.中心管，4.膨胀管，5.胀塞， 6.剪钉，7.密封胶塞，8.胶塞导管，9.阻挡环，10.下连接管，11.环形 凸起。
具体实施例方式
实施例1:参阅图1。以9-5/8"规格的可旋转液压膨胀式尾管悬挂 器为例，进行详细说明。
可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，送入接头1上端有NC50钻杆螺纹接 头，能连接5-l/2"钻柱。水泥胶塞2可以采用常规钻杆胶塞。中心管3 长度1320mm，内径与上部钻杆内径相同。膨胀管4两端的外径210mm， 外侧有10个环形凸起，环形凸起外部边沿直径与膨胀管4的端部直径相 同。胀塞5采用环形胀塞。剪钉6剪断压力8MPa。密封胶塞7尺寸规格 相当于套管胶塞。胶塞导管8是固井需要悬挂的套管，可悬挂7"套管。 阻挡环9的作用是阻挡密封胶塞7与水泥胶塞2组成的复合胶塞沿胶塞 导管8下行，使复合胶塞在阻挡环9处碰压的。
参阅图2。送入接头1下端外壁与膨胀管4之间采用花键连接。参 阅图1。在膨胀管4外壁的膨胀段上套有3个橡胶圈。送入接头1下端
内壁与中心管3螺纹连接。中心管3下端通过剪钉6固定有一个密封胶 塞7。密封胶塞7的内径比中心管3的内径小12毫米。胀塞5在中心管 3和膨胀管4之间的环形空间，胀塞5与中心管3之间动密封配合，胀 塞5能在中心管3上面滑动；胶塞导管8连接在膨胀管4的下端；胶塞 导管8下端螺纹连接下连接管10，下连接管10的下端有螺纹，下连接 管10下端能悬挂尾管；阻挡环9坐放于下连接管IO的内部台肩上。阻 挡环9上部中心孔的直径与密封胶塞7下端外径相同，阻挡环9下部中 心孔的内径小于密封胶塞7下端外径18毫米。
简述本发明的工作过程，有助于理解本发明。当悬挂的尾管下到预 定位置的时候，将设计好一定量的水泥注入送入管柱后，向管柱内投入 水泥胶塞2。继续泵入完井液，完井液推动水泥胶塞2沿中心管3内壁 向下运动，水泥胶塞2向下运动到密封胶塞7上部碰压，并剪断剪钉6， 水泥胶塞2和密封胶塞7组成的复合胶塞在完井液的推动下沿胶塞导管 8内壁继续下行，同时刮去胶塞导管8内壁上残留的水泥，到达阻挡环9 处二次碰压。在水泥固井工序中我们能够旋转全部送入管柱，即通过花 键带动膨胀管4、胶塞导管8、下连接管10和下部连接的尾管进行旋转， 从而实现在尾管注水泥固井施工中，全过程旋转尾管。再次憋压，地面 继续泵入完井液，当压力增加到一定值时，完井液推动胀塞5沿中心管 3向上滑动，胀开膨胀管4，使膨胀管4外壁与上层套管内壁接触和胀合， 形成了坚固而可靠的座封，实现尾管座挂。同时自动丢手。丢手后，提 出胀塞5、中心管3和送入接头1至井口，使用常规钻井工具可以继续 钻进。
实施例2:参阅图l。实施例2与实施例l基本相同，不同点是在 膨胀管4的膨胀段的外壁上套有金属与橡胶组合的密封圈。膨胀管4的 外侧有5个环形凸起11，环形凸起ll的截面为梯形，环形凸起ll外部 边沿直径与膨胀管4的端部直径相同。
权利要求
1、一种可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，主要由送入接头(1)、水泥胶塞(2)、中心管(3)、膨胀管(4)、胀塞(5)、剪钉(6)、密封胶塞(7)、胶塞导管(8)、阻挡环(9)和下连接管(10)组成，其特征是送入接头(1)上端有螺纹，能连接钻具，送入接头1下端外壁与膨胀管4之间采用花键连接；送入接头(1)下端内壁与中心管(3)螺纹连接，中心管(3)下端通过剪钉(6)固定有密封胶塞(7)，密封胶塞(7)的内径比中心管3的内径小8-20毫米，胀塞(5)在中心管(3)和膨胀管(4)之间的环形空间内的下端，胀塞(5)与中心管(3)之间动密封配合，胀塞(5)能在中心管(3)上面滑动；胶塞导管(8)连接在膨胀管(4)的下端；胶塞导管(8)下端螺纹连接下连接管(10)，下连接管(10)的下端有螺纹；阻挡环(9)坐放于下连接管(10)的内部台肩上，阻挡环(9)上部中心孔的直径与密封胶塞(7)下端外径相同，阻挡环(9)下部中心孔的内径小于密封胶塞(7)下端外径。
2、 根据权利要求1所述的可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，其特征是 膨胀管(4)的外侧至少有一个环形凸起(11)，环形凸起(ll)的截面为梯 形，环形凸起(11)外部边沿直径与膨胀管(4)的端部直径相同。
3、 根据权利要求1或2所述的可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，其特 征是在膨胀管(4)外壁上套有橡胶圈。
4、 根据权利要求1或2所述的可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，其特 征是在膨胀管(4)外壁上套有金属与橡胶组合密封圈。
全文摘要
可旋转液压膨胀式尾管悬挂器，应用于尾管固井施工中。特征是送入接头上端有螺纹，能连接钻具。送入接头下端外壁与膨胀管之间花键连接；送入接头下端内壁与中心管螺纹连接。中心管下端采用剪钉固定有密封胶塞；胀塞在中心管和膨胀管之间的环形空间；胶塞导管连接在膨胀管的下端；胶塞导管下端螺纹连接下连接管；阻挡环坐放于下连接管的内部台肩上。阻挡环上部中心孔的直径与密封胶塞下端外径相同，阻挡环下部中心孔的直径小于密封胶塞下端外径。效果是利用液压胀开膨胀管与套管内壁紧密接触进行悬挂尾管。悬挂成功率高，密封质量好；管柱内通径大。送入接头与膨胀管之间花键连接，在下入过程中能带可钻钻头旋转钻进。
文档编号E21B23/01GK101173601SQ200710178298
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者于永亮, 任荣权, 张燕萍, 军 王, 辉 王 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油集团钻井工程技术研究院