专利名称：液压膨胀式尾管悬挂器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于尾管固井的尾管悬挂器，特别是一种液压膨胀 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。本发明的技术解决方案液压膨胀式尾管悬挂器，它由送入接头、 水泥胶塞、中心管、膨胀管、胀塞、卡簧、剪钉、密封胶塞、胶塞导管、 阻挡环和下连接管等组成。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左旋螺纹连接；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， 胀塞与中心管之间动密封配合，胀塞能在中心管上面滑动；卡簧形状为 环形，卡在中心管的下端外壁沟槽内；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 作用是连接需要在井下悬挂的尾管串。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。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液压膨胀式尾管悬挂器与现有的技术 相比的优点在于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。本发明利用 液压力作用，推动胀塞自下向上胀开膨胀管。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。膨胀管与送入接头用 左扣连接，使液压膨胀式尾管悬挂器能够悬挂大重量尾管，超深井以及 大位移水平井中应用优势明显。
图1是本发明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。图中，l.送入接头，2.水泥胶塞，3.中心管，4.膨胀管，5.胀塞， 6.卡簧，7.剪钉，8.密封胶塞，9.胶塞导管，10.阻挡环，ll.下连接管， 12.环形凸起。
具体实施方式
'实施例1:参阅图1。以一个9-5/8〃规格的液压膨胀式尾管悬挂器 为例，进行详细说明。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4两端的外径为C210mm，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。圆形卡簧6厚度为10mm。剪钉7剪断压力腦Pa。密封 胶塞8。胶塞导管9是固井需要悬挂的尾管串，能够悬挂7"尾管串。阻 挡环10的作用是阻挡密封胶塞8下行，使密封胶塞8停留并密封。送入接头1下端外壁与膨胀管4左旋螺纹连接，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7固定有一个密封胶塞8。密封胶塞8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； 卡簧6卡在中心管的下端外壁沟槽内；胶塞导管9连接在膨胀管4的下 端；胶塞导管9下端螺纹连接下连接管11，下连接管11的下端有螺纹。 下连接管11的下端能连接需要悬挂的尾管串。能悬挂的尾管串长度在 2000米以内。阻挡环10坐放于下连接管11的内部台肩上。阻挡环10 上部中心孔的直径与密封胶塞8下端外径相同，阻挡环10下部中心孔的 直径小于密封胶塞8下端外径。简述本发明的工作过程，有助于理解本发明。当本发明随着尾管串 下到预定位置的时候，将设计好一定量的水泥泵入到送入管柱后，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沿中心管内壁向下运动到密封胶塞8上部碰压， 密封胶塞8剪断剪钉7，水泥胶塞2和密封胶塞8组成的复合胶塞在完 井液压力的推动下沿胶塞导管9内壁继续下行，同时刮去胶塞导管9内 壁上残留的水泥。下行至阻挡环10上部二次碰压。顺时针旋转送入管柱， 旋开送入接头1与膨胀管4之间的左旋螺纹连接。地面泵入水泥并提高 泵压，再次憋压。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，使其与上层套管内壁接触和胀合，形成了坚 固而可靠的座封，实现胶塞导管的座挂。这时，顺时针旋转送入管柱， 旋开送入接头1与膨胀管4之间的左扣连接，上提送入管柱，胀塞5在 卡簧6的作用下，与中心管3和送入接头一起被上提至井口，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1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12，环形凸起12的截面为梯形，环形凸起12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)、卡簧(6)、剪钉(7)、密封胶塞(8)、胶塞导管(9)、阻挡环(10)和下连接管(11)组成，其特征是送入接头(1)上端有螺纹，送入接头(1)下端外壁与膨胀管(4)左旋螺纹连接；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(7)固定有密封胶塞(8)，密封胶塞(8)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；卡簧(6)形状为环形，卡在中心管的下端外壁沟槽内；胶塞导管(9)连接在膨胀管(4)的下端；胶塞导管(9)下端螺纹连接下连接管(11)，下连接管(11)的下端有螺纹；阻挡环(10)固定于下连接管(11)的内部台肩上，阻挡环(10)上部中心孔的直径与密封胶塞(8)下端外径相同，阻挡环(10)下部中心孔的直径小于密封胶塞(8)下端外径。
2、 根据权利要求l所述的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(17),环形凸起(17)的截面为梯形，环 形凸起(17)外径与膨胀管(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
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左旋螺纹连接；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；卡簧形状为环形，卡在中心管的下端外壁沟槽内；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串。悬挂成功率高，密封质量好；管柱内通径大。
文档编号E21B23/01GK101161982SQ200710178299
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月29日 优先权日2007年11月29日
发明者任荣权, 尹洪伟, 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