专利名称：一种双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于油气井套管内开窗侧钻时，固定导斜器的双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具。
背景技术：
套管开窗侧钻技术是近几年发展起来的ー项新技术，主要用于解决油田老区块上套损井、变形井和事故井，使之恢复产能，也是油田中后期降低成本增产原油(开发剰余油气藏)的重要措施之一。套管开窗侧钻技术的核心是要有可靠的高效率的开窗工具，而悬挂坐封工具又是套管开窗工具的最为重要的工具之一。目前国内开窗侧钻工具大都是针对单层套管的，对于不断出现的双层套管开窗侧钻井(开窗处存在两层套管油层套管和技术套管)，还没有专用的导斜器液压坐封悬挂工具，单层套管开窗坐封器用于双层套管开窗，轴 向坐封力不够大，致使坐挂不可靠，在双层套管开窗过程中容易出现导斜器松动下滑，常导致开窗侧钻失败。
发明内容本实用新型的目的是为了在双层套管开窗作业中实现液压坐封器轴向和周向可靠固定导斜器的功能，能满足双层套管开窗侧钻工具结构的要求，特提供一种双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具，是由上缸体、限位马牙、上活塞、“人”字形卡瓦、上卡瓦座、中缸体、下活塞、横向卡瓦、下卡瓦座、下缸体、限球套、钢球、弹簧、缸体接头和O形密封圈组成。其特征是上缸体与中缸体用螺纹连接，用第一防松螺钉定位，再将中缸体与下缸体用螺纹连接，并用第二防松螺钉定位；将限位马牙与上活塞用螺纹连接，上活塞与下活塞用螺纹连接，再将下活塞与缸体接头用螺纹连接，上述缸体连接体与活塞连接体之间用ー个剪钉连接；限球套悬挂在下活塞下端ロ，弹簧固定在缸体接头内，在限球套与弹簧间设置ー个钢球；四片“人”字形卡瓦对称的安装在上活塞斜面的“T”形槽上；四片横向卡瓦对称的安装在下活塞斜面的“T”形槽上；上缸体与限位马牙之间用单向马牙扣连接；“人”字形卡瓦与中缸体之间设有上卡瓦座，横向卡瓦与下缸体之间设有下卡瓦座。上活塞和上缸体之间设置有第六O形密封圈；上活塞和中缸体之间设置有两组第五O形密封圈；下活塞和中缸体之间设置有第四O形密封圈；下活塞和下缸体之间设置有两组第三O形密封圈；下缸体和缸体接头之间设置有两组第二O形密封圈；限球套和缸体接头之间设置有第一O形密封圏。上述的四片“人”字形卡瓦都是一体式卡瓦，即“人”字形卡瓦牙是在卡瓦本体上铣出来的；每片“人，，字形卡瓦表面都加工有9 15条等间距的“人，，字形牙齿，“人，，字形卡瓦每条卡瓦牙与卡瓦中心线的夹角β为60°，卡瓦牙的牙型角Θ为90°，“人”字形卡瓦表面开有一道宽度b为8_的矩形槽，“人”字形卡瓦与上活塞斜面的配合角度α为8。。上述的四片横向卡瓦都是一体式卡瓦，即卡瓦牙是在卡瓦本体上铣出来的，每片横向卡瓦本体表面加工有10 16条等间距的横向锯齿形牙齿，横向卡瓦表面开有一道“V”形槽，将卡瓦牙分为两段，以便于吃入套管壁。本实用新型与现有技术比较，具有以下有益效果(1)本双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具的“人”字形卡瓦能够同时起轴向和周向固定导向器的作用，同时“人”字形卡瓦与横向卡瓦共同起到轴向固定导斜器的作用，増加了轴向坐封力；(2)本悬挂工具在22Mpa 25Mpa的泵压下完成坐封悬挂，能承受45T 60T的轴向坐封压カ；(3)具有液压侧钻工具坐封可靠、操作简单、施工周期短的特点，可解决双层套管开窗导斜器下滑的问题。
图I为本实用新型双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具的结构示意图。 图中Iー缸体接头，2—剪钉，3—弹簧，4ー钢球，5—限球套，6—第一 O型密封圏，7一下缸体，8一第二 O型密封圈,9一第二 O型密封圈，10一第二防松螺钉，11一下卡瓦座，12—横向卡瓦，13—下活塞，14一第四O型密封圏，15—第五O型密封圏，16—第一防松螺钉，17—中缸体，18—上卡瓦座，19~■“人”字形卡瓦，20—上活塞，21 一第六O型密封圈，22—上缸体，23—限位马牙。图2为本悬挂工具横向卡瓦12的结构示意图。图3为图2的俯视图。图4为本悬挂工具“人”字形卡瓦19的结构示意图，图中Θ为卡瓦牙的牙型角，α为卡瓦与活塞斜面的配合角。图5为图4的俯视图，图中β为卡瓦牙与卡瓦中心线的夹角，b为“人”字形卡瓦
表面矩形槽的宽度。
具体实施方式
按照图I将各零部件组装好，整个工具通过上缸体22的螺纹扣与导斜器连接，然后下井；当工具下到预定的开窗位置时，开启钻井泵，钻井液从工具的环空进入到达限球套5的节流孔，从限球套5的节流孔流出，并在限球套5节流孔的上下面形成一个压差P，推动限球套5向下移动，进而限球套5的圆锥面与钢球4接触，并继续下移压缩弹簧3憋压；此时钻井液进入到达上活塞20的上端面、下活塞13的上端面和缸体接头I的上端面形成三个高压腔，当钻井液在三个液缸内产生的压カ达到可以剪断剪钉2的压カ吋，限位马牙23—上活塞20—下活塞13—缸体接头I在三个液缸的推力下，剪断剪钉2向下移动，四片“人”字形卡瓦19和四片横向卡瓦12在上活塞20与下活塞13的推动下沿“T”形槽逐渐向外撑开，使“人”字形卡瓦19和横向卡瓦12的卡瓦牙与套管内壁接触，并被压入套管壁，达到轴向和周向固定；此时由于限位马牙23只能单向运动，不能回到原来的位置，起自锁作用，四片“人”字形卡瓦19与四片横向卡瓦12完全吃入套管壁且不回缩，这样就达到了坐封固定导斜器的目的。
权利要求1.一种双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具，是由上缸体、限位马牙、上活塞、“人”字形卡瓦、上卡瓦座、中缸体、下活塞、横向卡瓦、下卡瓦座、下缸体、限球套、钢球、弹簧、缸体接头和O形密封圈组成；其特征是上缸体(22)与中缸体(17)用螺纹连接，用第一防松螺钉(16)定位，再将中缸体(17)与下缸体(7)用螺纹连接，并用第二防松螺钉(10)定位；将限位马牙(23)与上活塞(20)用螺纹连接，上活塞(20)与下活塞(13)用螺纹连接，再将下活塞(13)与缸体接头(I)用螺纹连接，上述缸体连接体与活塞连接体之间用一个剪钉(2)连接；限球套(5)悬挂在下活塞(13)下端口，弹簧(3)固定在缸体接头(I)内，在限球套(5)与弹簧(3)间设置一个钢球(4);四片“人”字形卡瓦(19)对称的安装在上活塞(20)斜面的“T”形槽上；四片横向卡瓦(12)对称的安装在下活塞(13)斜面的“T”形槽上；上缸体(22)与限位马牙(23)之间用单向马牙扣连接；“人”字形卡瓦(19)与中缸体(17)之间设有上卡瓦座(18)，横向卡瓦(12)与下缸体(7)之间设有下卡瓦座(11)。
2.根据权利要求I所述的双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具，其特征是上述的四片“人”字形卡瓦(19)都是一体式卡瓦，即“人”字形卡瓦牙是在卡瓦本体上铣出来的；每片“人”字形卡瓦(19)表面都加工有9 15条等间距的“人”字形牙齿，“人”字形卡瓦(19)每条卡瓦牙与卡瓦中心线的夹角β为60。，卡瓦牙的牙型角Θ为90°，“人”字形卡瓦(19)表面开有一道宽度b为8mm的矩形槽，“人”字形卡瓦(19)与上活塞(20)斜面的配合角度α为8°。
3.根据权利要求I所述的双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具，其特征是上述的四片横向卡瓦(12)都是一体式卡瓦，即卡瓦牙是在卡瓦本体上铣出来的，每片横向卡瓦(12)本体表面加工有10 16条等间距的横向锯齿形牙齿，横向卡瓦(12)表面开有一道“V”形槽，将卡瓦牙分为两段。
4.根据权利要求I所述的双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具，其特征是上活塞(20 )和上缸体(22 )之间设置有第六O形密封圈(21);上活塞(20 )和中缸体(17 )之间设置有两组第五O形密封圈(15);下活塞(13)和中缸体(17)之间设置有第四O形密封圈(14);下活塞(13)和下缸体(7)之间设置有两组第三O形密封圈(9);下缸体(7)和缸体接头(I)之间设置有两组第二 O形密封圈(8);限球套(5)和缸体接头(I)之间设置有第一O形密封圈(6)。
专利摘要本实用新型涉及一种用于油气井套管内开窗侧钻时，固定导斜器的双层套管开窗复合型双卡瓦液压坐封悬挂工具。其技术方案上缸体与中缸体、下缸体依次用螺纹连接，用防松螺钉定位；将限位马牙与上活塞、下活塞、缸体接头依次用螺纹连接，这两部分之间用一剪钉连接；限球套悬挂在下活塞下端口，弹簧固定在缸体接头内，在限球套与弹簧间设有钢球；四片“人”字形卡瓦对称安装在上活塞斜面“T”形槽上；四片横向卡瓦对称安装在下活塞斜面“T”形槽上；上缸体与限位马牙间用单向马牙扣连接。本悬挂工具采用三缸联动加压、双卡瓦坐封结构，使坐封更加可靠；其在22～25Mpa泵压下完成坐封，能承受45～60T轴向坐封力，用于钻井作业开窗侧钻。
文档编号E21B23/01GK202628005SQ201220302679
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者孔春岩, 张德荣, 冯文荣, 钟琳, 高峰 申请人:西南石油大学