尾管悬挂器的制作方法

本发明涉及石油勘探开发领域，特别涉及一种尾管悬挂器。

背景技术：

尾管串是安装在油井内的套管最下端的管串。通常使用悬挂器以悬挂的方式将尾管串与套管相连并处于油层以上一段距离处，以用于采油。

在现有技术中，最常用的悬挂器是液压尾管悬挂器。通过在管内憋压来实现尾管悬挂器的坐挂。然而，在这种液压尾管悬挂器中，连接管内和液缸的传压孔处于暴露状态，这使得只要管内产生压力，就有可能导致液缸动作，进而发生悬挂器提前坐挂，这给施工带来极大的麻烦。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种尾管悬挂器。根据本发明的尾管悬挂器包括封堵器。使用者可操作封堵器封堵或暴露传压孔，由此避免了尾管悬挂器提前坐挂。

根据本发明的尾管悬挂器包括：内管和安装在内管的外表面上的卡瓦组件，在卡瓦组件和内管之间形成液压腔，在内管的侧壁上构造有将液压腔与内管的内腔连通的传压孔；设置在内腔中的封堵器。在第一状态中，封堵器封住传压孔；在第二状态中，封堵器移动偏离传压孔。

在使用本发明的尾管悬挂器时，在尾管悬挂器的第一状态中，封堵器封住传压孔，这样就将液压腔与内管的内腔隔离开了。即使在内腔中产生了压力变化，该压力变化也不会经传压孔传递到液压腔内，由此卡瓦组件也就不会发生动作而使尾管悬挂器坐挂。在尾管悬挂器的第二状态中，封堵器移动偏离开传压孔，这样内腔和液压腔就通过传压孔连通了。在这种情况下，通过在内腔中加压，就可以使液压腔内的压力增加，从而驱动卡瓦组件动作而使尾管悬挂器坐挂。综上所述，在施工过程中，使用者可以容易地控制尾管悬挂器的坐挂，并且避免了尾管悬挂器提前坐挂或意外坐挂，方便了施工操作。

在一个实施例中，在封堵器的外表面上设置有轴向间隔开的两个密封圈，在第一状态中，在轴向上两个密封圈处于传压孔的两侧，在第二状态中，在轴向上两个密封圈处于传压孔的同侧。根据这种结构，两个密封圈的密封作用确保了在第一状态中封堵器将传压孔流体密封。

在一个实施例中，封堵器包括球座和处于球座上方并与之相连的球座接头。球座接头为管状并朝向上游延伸。两个密封圈设置在球座接头的中部区域。在第一状态中，球座和球座接头相对于内管静止并封住传压孔；在第二状态中，球座和球座接头相对于内管向下游移动而偏离传压孔。根据这种封堵器，施工人员仅需要简单地向封堵器内投入憋压球并在球座接头内憋压，就可以使尾管悬挂器从第一状态进入到第二状态。由此，可方便地实施尾管悬挂器的坐挂，方便了施工操作。

在一个实施例中，在内腔中还固定设置有处于封堵器上游的连接管，球座接头的上游区域通过第一剪钉与连接管相连。在第一状态中，第一剪钉未被剪断。这样，在第一状态中，球座、球座接头与连接管连接了成一个整体，从而能确保球座接头将传压孔封堵住。在第二状态中，投球并且在由连接管和球座接头组成的液体通道内憋压，就可以将第一剪钉剪断，这样球座和球座接头(即，封堵器)就会向下游运动，球座接头也就会离开传压孔。由此可知，本发明的尾管悬挂器的使用非常方便，极大地简化了施工操作。

在一个实施例中，在球座接头上构造有轴向间隔开的径向向外凸出的两个凸起，两个凸起与内管的内壁接触，两个密封圈分别安装在两个凸起上。这种结构减小了球座接头与内管的接触面积，可以在不影响球座接头与内管的相对运动的情况下，使凸起与内管形成较为紧密的接触，这有助于凸起上的密封圈实现密封作用。在一个优选的实施例中，两个凸起的外侧面积相等。这样，内管的内腔中的液体施加在两个凸起上的压力为相等，这就不会引起球座接头意外运动，也不会阻碍球座接头的运动，这有助于顺畅地进行施工。

在一个实施例中，在连接管的下游端部设置有限位台阶，在球座接头的上设置有与限位台阶相匹配的凸起。这样，在尾管悬挂器的第二状态中，球座接头会通过限位台阶与凸起的配合仍然与连接管相连，而不会落到井底，这方便了后期的采油过程。

在一个实施例中，在连接管和/或球座接头的上游区域中设置有径向贯穿的传液孔。在尾管悬挂器的第二状态中，由连接管和球座接头组成的液体通道内的液体可经传液孔流出并进一步经传压孔流入到液压腔内，由此驱动卡瓦组件并实现尾管悬挂器坐挂。

在一个实施例中，在球座接头的上游区域包括有剪钉套，第一剪钉延伸穿过剪钉套。剪钉套可由比球座接头的强度更大、更耐磨的材料制成，由此避免在高压力下球座接头被意外损坏。

在一个实施例中，卡瓦组件包括通过第二剪钉安装在内管的外表面上的液缸，以及安装在内管的外表面上的并且由液缸驱动的卡瓦。

在本申请中，方向用语“上游”是指更接近地面的方向，“下游”是指与“上游”相反的方向。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)在使用本发明的尾管悬挂器时，在尾管悬挂器的第一状态中，封堵器会封住传压孔；在尾管悬挂器的第二状态中，封堵器移动偏离开传压孔。这样，使用者可以容易地控制尾管悬挂器的坐挂，并且避免了尾管悬挂器提前坐挂或意外坐挂，方便了施工操作。(2)由于避免了尾管悬挂器提前坐挂或意外坐挂，在尾管下入遇阻时，可以打开泵循环而无需限制泵压和排量，从而提高了解阻效率。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性地显示了根据本发明的尾管悬挂器的一个实施例的整体图；

图2示意性地显示了图1所示的尾管悬挂器的细节图；

图3示意性地显示了图1所示的尾管悬挂器坐挂的状态。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1以一个实施例示意性地显示了根据本发明的尾管悬挂器100。尾管悬挂器100包括内管1，安装在内管1外部上的卡瓦组件3，以及安装内管1的内腔104中的封堵器4。尾管悬挂器100的下游连接着尾管串103。卡瓦组件3与内管1之间形成了液压腔102。在内管1的侧壁上构造有传压孔8，其可以将液压腔102与内腔104连通起来。

当向内腔104中的液体加压时，就可以将通过传压孔8将压力传递到液压腔102中，进而驱动卡瓦组件3运动，从而实现尾管悬挂器100坐挂。封堵器4用于控制传压孔8的连通或断开，由此控制尾管悬挂器100的坐挂。例如，在将尾管串103向井内下入期间(相当于第一状态)，封堵器4封堵传压孔8，这就可以避免上提下放尾管串103产生的激荡压力造成尾管悬挂器100的坐挂。在将尾管串103向井内下入到位后(相当于第二状态)，使封堵器4移动偏离传压孔8，这样就可使压力传递到液压腔102中，并且实现尾管悬挂器100坐挂。

如图1和2所示，卡瓦组件3包括通过第二剪钉10安装在内管1的外表面上的液缸9和以及安装在内管1外表面上并且由液缸9驱动的卡瓦101。液压腔102形成在液缸9和内管1之间。当液压腔102内的压力升高到预定值后，第二剪钉10会被剪断并且液缸9被驱动向上游运动，由此使卡瓦101径向向外张开，从而实现尾管悬挂器100坐挂。

下面结合图2和图3来描述封堵器4。如图2所示，封堵器4包括球座11和朝向上游延伸的球座接头7。球座接头7为管状，以方便后期的投球操作。为了将封堵器4稳定地保持在内腔104中，还在内管1的内腔104中固定设置了连接管2。如图1或2所示，与封堵器4相比，连接管2位于更上游的位置。在这种情况下，球座接头7的下游区域71与球座11相连，上游区域72通过第一剪钉5与连接管2相连，球座接头7的中部区域73可封堵或偏离传压孔8。从整体上看，连接管2和球座接头7组成了液体通道201。在连接管2和/或球座接头7的上游区域72中设置有径向贯穿的传液孔13。这些传液孔13将流体通道201与内腔104连通起来。应理解的是，还可以使用任何其他适当的方式将封堵器4保持在内腔104中，在一个未示出的实施例中，可以通过剪钉将封堵器4与内管1连接在一起。

在第一状态中(如图2所示)，第一剪钉5未被剪断，球座11、球座接头7与连接管2连接了成一个整体，这使得球座接头7保持封堵传压孔8的状态。在这种状态下，即使液体通道201(或内腔104)内的液体压力发生变化，也不会导致卡瓦101张开和尾管悬挂器100坐挂。

在第二状态中(如图3所示)，向液体通道201内投入憋压球14。憋压球14会座接在球座11上，从而封住液体通道201。接下来，将液体通道201内的液体的压力升高直到剪断第一剪钉5，球座11和球座接头7(即，封堵器4)就会向下游运动，相应地球座接头7就会偏离传压孔8。由此，液体通道201内的高的液压力导致内腔104中产生高的液压力，该高的液压力会通过传压孔8传递到液压腔10中，并且最终实现尾管悬挂器100的坐挂。

优选地，在球座接头7的中部区域73中轴向间隔开的两个密封圈77。在第一状态中，两个密封圈77处于传压孔8的两侧(如图2所示)，由此确保球座接头7将传压孔8封闭。在第二状态中，两个密封圈77都处于传压孔8的下游(如图3所示)，即释放了传压孔8。更优选地，还在球座接头7的中部区域73中构造有径向向外凸出的两个凸起75、76，这两个凸起与内管1相接触。两个密封圈77则分别安装在这两个凸起75、76上。这样，球座接头7的凸起75、76之间的部分并不与内管1接触，即形成了一个凹陷区域78。与面面接触相比，凸起75、76与内管1的接触面积更小，这使得可以在不影响球座接头7相对于内管1的运动的的情况下，使凸起75、76与内管1形成较为紧密的接触，由此两个密封圈77能更好地实现密封作用。在一个更有选的实施例中，凸起75的外侧面积s1与凸起76的外侧面积s2相等，这里的外侧是指凸起75、76的背向凹陷区域78的侧面。这样，内腔104内的液体施加在两个凸起75、76上的压力为相等，这就避免了内腔104内的液体压力变化引起球座接头7意外运动，也不会阻碍球座接头7的轴向运动，这有助于顺畅地施工。

还如图2所示，在连接管2的下游端部设置有限位台阶21，在球座接头7的上设置有与限位台阶21相匹配的凸起79，优选地，凸起79设置在球座接头7的上游端部。这样，在第二状态中，球座接头7和球座11(即，封堵器4)不会与连接管2脱开落到井底。

再如图2所示，在球座接头7的上游区域72包括有剪钉套6，第一剪钉5延伸穿了过剪钉套6。在这种情况下，凸起79也是剪钉套6的一部分。剪钉套6可使用比球座接头7强度更大、更耐磨的材料制成，由此避免在高压力下球座接头7被意外损坏。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。