专利名称：液压免钻尾管悬挂封隔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于油气田油气井等固井用带液压坐封封隔器的免钻尾管悬挂器，属于石油天然气工业井下固井工具的制造技术领域。
背景技术：
在油气田钻井过程中，进行尾管固井时，需要使用尾管悬挂器来实现钻杆下送尾管，并实现尾管脱手和固井施工，从而增加上层套管内径，便于下步作业，同时，实现节约套管和固井施工费用，达到降低钻井成本的目的。目前普遍使用的尾管悬挂器有多种。常规尾管悬挂器具有尾管悬挂器的基本功能。一方面，在水泥浆注替到位的侯凝期间，环空水泥浆处于自由状态，由于井漏、气窜，导致环空水泥浆运移，影响水泥环质量， 可能形成窜漏通道，最终封固质量较差，造成喇叭口窜气。另一方面，悬挂器内有小内径的密封盒和套管胶塞固定座，为保证悬挂器内通径，固井后需钻掉。同时，为补偿封固段水泥浆在侯凝期间的损失，一般要留上水泥塞。所以，固井后需下两趟钻钻塞，一趟钻钻上水泥塞，一趟钻钻沉降的水泥塞和悬挂器内的附件，这样，既伤害环空水泥环，影响封固质量，又增加钻井周期。全通径尾管悬挂器该悬挂器密封盒普遍采用卡块嵌在悬挂器本体内壁，套管胶塞座固定在送入工具尾部，实现悬挂器本体与套管具有相同的通径，即全通径，虽然可以解决悬挂器内附件的钻井工作，但依然不能解决井漏、气窜对环空水泥浆运移的影响，不能保证固井质量，也不能解决钻上水泥塞和悬挂器内沉降水泥塞的钻井工作，固井质量和经济效益有限。同时，由于密封盒通过卡块嵌在悬挂器内壁，容易发生卡块机构失效，不能顺利从悬挂器内脱手，当尾管管柱较轻时，会把整个尾管管柱起出，尾管管柱较重时，会造成送入工具、送入钻具不能顺利起出，均会造成重大工程事故，后期处理困难，经济损失巨大。带机械坐封封隔器的尾管悬挂器该悬挂器在尾管固井施工注替水泥浆结束时， 通过送入工具强力下压，启动并坐封封隔器，实现悬挂器与上层套管环间的机械封隔，避免尾管悬挂器环空的压力传递和流体运移，起到防止气窜，抑制井漏，保护环空水泥环，提高尾管固井封固质量。同时，水泥封固和封隔器共同作用，实现环空封隔的长效性，延长井的使用寿命。可不留上水泥塞，节约钻井周期。但是，该工具在进行倒扣脱手上提下放的检查和施工期间，操作要严格控制，下压力不得达到封隔器的启动下压力，不得启动封隔器，否则，将导致封隔器坐封，水泥浆无法注入，不能进行固井施工，造成较大的工程事故。对于深井、超深井、大斜度和水平井等，钻具摩阻较大，进行悬挂器倒扣成功与否的上提下放检查判断时，要准确控制下压力，难度很大，所以，该型悬挂封隔器一般使用于井况较简单的井， 对于深井、超深井等复杂井况的井，使用风险较大，所以使用较少，悬挂封隔器的优越性未能在工程运用中得到充分展现。综上所述，现有的尾管悬挂器和带机械坐封的尾管悬挂器，不能充分满足现场的需要。发明内容本实用新型的目的在于克服现有尾管悬挂器存在的上述问题，提供一种液压免钻尾管悬挂封隔器，本实用新型通过液压坐挂实现尾管悬挂，注替水泥浆后，通过液压坐封， 实现尾管顶部环空封隔，从而实现尾管环空流体和压力屏蔽，抑制气窜和井漏，提高固井质量和永久封固质量。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种液压免钻尾管悬挂封隔器，包括送入器、封隔器和悬挂器，其特征在于还包括钻杆胶塞、憋压球、液缸、封隔器胶筒总成、密封盒、悬挂器液缸、空心套管胶塞和碰压总成，所述空心套管胶塞设置在送入器下端，密封盒设置在悬挂器内，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器胶筒总成设置在悬挂器上，悬挂器液缸位于悬挂器下端。所述液缸通过弹性锁环设置在悬挂器上。所述悬挂器与悬挂器液缸通过悬挂器坐挂剪钉固定。所述空心套管胶塞通过胶塞脱手剪钉连接在送入器的下端。所述密封盒为两个，包括上部的第一密封盒和第一密封盒下方的第二密封盒。采用本实用新型的优点在于一、本实用新型通过液压坐挂实现尾管悬挂，注替水泥浆后，通过液压坐封，实现尾管顶部环空封隔，从而实现尾管环空流体和压力屏蔽，抑制气窜和井漏，提高固井质量和永久封固质量。二、本实用新型中，空心套管胶塞通过胶塞脱手剪钉连接在送入器的下端，密封盒安装在送入器的下部，施工时，胶塞脱手，施工后，送入器起出，悬挂器内无需钻附件，实现悬挂器免钻，操作方便。三、本实用新型中，悬挂器液缸位于悬挂封隔器下部，处于柔性密封盒以下，处于送入器管内压力系统，便于悬挂封隔器坐挂。四、本实用新型中，密封盒固定在送入器的下部，密封盒的外缘与悬挂封隔器内壁过盈配合，实现与悬挂封隔器内壁的密封，密封盒随送入器在悬挂器内转动和上下活动时， 与悬挂封隔器内壁的密封性能良好，两个密封盒提高了密封的可靠性，并且密封盒拔出悬挂封隔器内壁后，可重新插入，依然能保证密封，对于短尾管，当尾管很轻，通过悬重无法判断倒扣是否成功时，可以充分上提送入器，把柔性密封盒拔出悬挂封隔器，开泵，进行反循环，循环正常，则说明倒扣成功，尾管已脱手，若不能进行反循环，则说明倒扣不成功，尾管未脱手，容易判断。五、本实用新型中，液缸、封隔器胶筒总成位于悬挂器中上部，且位于柔性密封盒上部，尾管固井施工结束时，液缸内外均处于送入器管外，即悬挂封隔器管外压力系统，液缸内外无压差，不会剪断坐封剪钉，不会造成封隔器误坐封事故。六、本实用新型中，当注替水泥浆结束时，钻杆胶塞与空心套管胶塞已复合，空心套管胶塞已脱手，并与碰压总成碰压，此时接方钻杆，憋内压(压力足以剪断坐封剪钉)，缓慢上提送入器，沟通液缸内腔与送入器管内压力，剪断坐封剪钉，坐封封隔器，实现悬挂器与外层套管的永久机械封隔，可承受环空双向压力，封隔器胶筒总成坐封后，高压地层流体进入水泥浆时，套管环空流体体积增加，受封隔器控制，环空压力增加，可抵制其继续进入， 进而控制流体上窜，避免水泥浆窜槽；当低压漏失层漏失时，套管环空流体体积减小，受封隔器控制，环空压力减小，抑制其继续漏失，防止重合段水泥浆缺失；循环多余水泥浆时，避免循环压力作用于低压地层，压漏地层；侯凝期间，水泥浆失重时，防止地层不能压稳，因此从根本上保证了尾管固井水泥环的有效形成，同时，与封隔器机械封隔共同作用，保障了长期有效的尾管固井封固质量。七、本实用新型进行尾管固井，注替水泥浆结束时，接方钻杆憋压，缓慢上提管柱， 坐封封隔器，实现尾管段环空水泥浆和压力屏蔽，送入器拔出悬挂器后，即开泵循环，冲洗出多余的水泥浆及混浆，对于完井尾管，可预先把碰压总成安放在人工井底以下，从而实现尾管固井既无上水泥塞，也无下水泥塞，悬挂封隔器和尾管内也无水泥浆和混浆，水泥浆凝固后，管内不需钻井，固井后即可实现完钻，结构新颖，既可以确保高压气井、易漏失井等复杂井的固井质量，又可以节约钻井时间，创造良好的经济效益。
图1为本实用新型上部分结构示意图图2为本实用新型与上部分呈整体的下部分结构示意图图中标记为1、钻杆胶塞，2、憋压球，3、送入器，4、坐封剪钉，5、液缸，6、弹性锁环， 7、封隔器胶筒总成，8、密封盒，9、悬挂器液缸，10、悬挂器坐挂剪钉，11、胶塞脱手剪钉，12、 空心套管胶塞，13、碰压总成。
具体实施方式
一种液压免钻尾管悬挂封隔器，包括送入器、封隔器和悬挂器，还包括钻杆胶塞、 憋压球、液缸、封隔器胶筒总成、密封盒、悬挂器液缸、空心套管胶塞和碰压总成，所述空心套管胶塞设置在送入器下端，密封盒设置在悬挂器内，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器胶筒总成设置在悬挂器上，悬挂器液缸位于悬挂器下端。本实用新型中，所述液缸通过弹性锁环设置在悬挂器上。所述悬挂器与悬挂器液缸通过悬挂器坐挂剪钉固定。所述空心套管胶塞通过胶塞脱手剪钉连接在送入器的下端。 所述密封盒的外缘与悬挂器内壁过盈配合，柔性密封盒8在悬挂封隔器内壁活动密封。所述密封盒为两个，包括上部的第一密封盒和第一密封盒下方的第二密封盒。所述悬挂器液缸位于第一密封盒下方。本实用新型主要由钻杆胶塞1、憋压球2、送入器3、坐封剪钉4、液缸5、弹性锁环 6、封隔器胶筒总成7、柔性密封盒8、悬挂器液缸9、悬挂器坐挂剪钉10、胶塞脱手剪钉11、 空心套管胶塞12、碰压总成13等组成。使用该悬挂封隔器进行尾管固井时，碰压总成13 下在人工井底以下，下水泥塞的上端，悬挂封隔器下在上层套管的套管鞋以上。当管柱下送到位后，投入憋压球2，待其到达碰压总成13后，憋压，剪断坐挂剪钉4，悬挂器液缸9上行， 实现尾管悬挂封隔器的坐挂。然后正转送入器3倒扣，倒扣圈数足够后，上提、下放送入器 3判断倒扣成功与否，对于短尾管，采用上提、下放送入器3不能确定倒扣是否成功时，可充分上提送入器，上提高度4m以上，开泵，进行反循环，循环畅通，则倒扣成功。确定倒扣成功后，把送入器3插入到悬挂封隔器的底部，进行尾管注水泥施工，水泥浆注完时，投入钻杆胶塞1，替入泥浆，钻杆胶塞1与空心套管胶塞12复合，剪断胶塞脱手剪钉11，当水泥浆注替到位时，钻杆胶塞1和空心套管胶塞12形成的复合胶塞与碰压总成13碰压，然后接方钻杆，憋压(足以剪断坐封剪钉4)，缓慢上起送入器3，柔性密封盒8上移，沟通送入器3与液缸5内腔的压力，剪断坐封剪钉4，液缸5下行，实现封隔器胶筒总成7坐封和环空封隔，继续起钻，柔性密封盒8脱离悬挂封隔器内壁，压力下降，出口返出泥浆，开泵循环，洗出多余的水泥浆和混浆，然后进行水泥浆侯凝。本实用新型用于油气田尾管固井，特别是高压气井、低压漏失井等复杂油气井的尾管固井，通过液压坐挂实现尾管悬挂，注替水泥浆后，通过液压坐封，实现尾管顶部环空封隔，从而实现尾管环空流体和压力屏蔽，抑制气窜和井漏，提高固井质量和永久封固质量。本实用新型的悬挂封隔器内部无需钻附件，可不留上水泥塞，节约钻塞时间。本实用新型的工作原理如下完井尾管固井时，把碰压总成13接在人工井底以下，可实现固井后即完井。固井时，碰压总成13下在人工井底以下，尾管固井管柱下送到位后，投憋压球2，待其到达碰压总成13后，憋压，剪断坐挂剪钉4，坐挂，正转送入工具3倒扣，注水泥，投钻杆胶塞1，替泥浆，钻杆胶塞1与空心套管胶塞12复合，当水泥浆替到位时， 与碰压总成13碰压，然后接方钻杆，憋压，缓慢上起送入工具3，沟通送入工具3与液缸5内腔的压力，剪断坐封剪钉4，实现封隔器胶筒总成7坐封，继续起钻，建立循环通道，循环，洗出多余的水泥浆和混浆，然后进行水泥浆侯凝。
权利要求1.一种液压免钻尾管悬挂封隔器，包括送入器、封隔器和悬挂器，其特征在于还包括钻杆胶塞、憋压球、液缸、封隔器胶筒总成、密封盒、悬挂器液缸、空心套管胶塞和碰压总成， 所述空心套管胶塞设置在送入器下端，密封盒设置在悬挂器内，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器胶筒总成设置在悬挂器上，悬挂器液缸位于悬挂器下端。
2.根据权利要求1所述的液压免钻尾管悬挂封隔器，其特征在于所述液缸通过弹性锁环设置在悬挂器上。
3.根据权利要求1或2所述的液压免钻尾管悬挂封隔器，其特征在于所述悬挂器与悬挂器液缸通过悬挂器坐挂剪钉固定。
4.根据权利要求1或2所述的液压免钻尾管悬挂封隔器，其特征在于所述空心套管胶塞通过胶塞脱手剪钉连接在送入器的下端。
5.根据权利要求1或2所述的液压免钻尾管悬挂封隔器，其特征在于所述密封盒为两个，包括上部的第一密封盒和第一密封盒下方的第二密封盒。
专利摘要本实用新型公开了一种液压免钻尾管悬挂封隔器，包括送入器、封隔器和悬挂器，还包括钻杆胶塞、憋压球、液缸、封隔器胶筒总成、密封盒、悬挂器液缸、空心套管胶塞和碰压总成，所述空心套管胶塞设置在送入器下端，密封盒设置在悬挂器内，且密封盒固定在送入器的下部，液缸和封隔器胶筒总成设置在悬挂器上，悬挂器液缸位于悬挂器下端。本实用新型通过液压坐挂实现尾管悬挂，注替水泥浆后，通过液压坐封，实现尾管顶部环空封隔，从而实现尾管环空流体和压力屏蔽，抑制气窜和井漏，提高固井质量和永久封固质量。
文档编号E21B33/13GK202140062SQ201120228110
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者刘运楼, 周正, 唐欣, 张毅超, 陈玉书 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司