悬挂器的制作方法

文档序号:11401944阅读:291来源:国知局
悬挂器的制造方法与工艺

本实用新型涉及石油开采用设备领域,尤其涉及一种悬挂器。



背景技术:

传统的封隔器采用卡瓦方式进行悬挂和密封的悬挂器,卡瓦式悬挂器由于卡瓦与井壁的连接可能由于井壁存在的不平整,而使得卡瓦与井壁之间具有一定的间隙,造成该类封隔器其具有密封功能差的缺点。为了满足其密封性,卡瓦式悬挂器悬挂后内通径尺寸一般较小,这样势必会影响了后期油气井的作业施工效率。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型的目的在于提供了一种悬挂器,其具有较好的效果。

为了实现上述目的,本实用新型提供了一种悬挂器,该悬挂器包括:

中心管,所述中心管具有沿其轴线方向的一端和另一端,所述中心管的一端能与液压装置相连通,所述中心管的另一端封闭,所述中心管的侧壁上形成有至少一个第一通孔,所述第一通孔与所述中心管的腔室连通;

套设在所述中心管外的外管,所述中心管能相对所述外管转动;

套设在所述中心管外的胶管,所述胶管的一端与所述外管密封连接,所述胶管的另一端与所述中心管封闭的一端密封连接,所述中心管、外管以及胶管共同形成一压力腔;

所述外管上设置有位于所述压力腔内的密封挡块,当所述中心管相对所述外管转动时,所述密封挡块能对所述第一通孔进行封堵;

所述中心管和所述外管之间设置有销钉,所述中心管或所述外管的周壁上设置有供所述销钉滑动的凹槽。

优选的,所述凹槽的预设距离与所述第一通孔的直径相适配。

优选的,所述凹槽设置在所述中心管上,所述销钉的一端能与所述外管的内壁固定连接,所述销钉的另一端能在所述凹槽内滑动,以使所述中心管能相对所述外管转动。

优选的,所述中心管的外壁上沿周向设置有具有预设长度的所述凹槽。

优选的,所述悬挂器具有至少三个工作;

第一工作状态时,所述销钉位于所述凹槽的第一位置上,所述压力腔通过所述第一通孔与所述中心管的腔室相连通,压力液体通过所述第一通孔进入所述压力腔内;

第二工作状态时,所述外管相对所述中心管转动后,所述销钉位于所述凹槽的第二位置上,所述密封挡块将所述第一通孔封堵;

第三工作状态时,所述外管相对所述中心管转动,所述销钉被所述凹槽的侧壁折断,所述压力腔通过所述第一通孔与所述中心管的腔室连通。

优选的,所述悬挂器包括保护套管,所述保护套管的一端与所述中心管的一端相连接,所述保护套管的另一端能与所述液压装置相连接。

优选的,所述中心管内套设有加压管,所述加压管的一端与所述连接部连通,所述加压管的另一端封堵,所述加压管内形成有至少部分的直径小于所述中心管的加压流道,所述加压管的侧壁上设置有能将所述加压流道与所述中心管的腔室相连通的第二通孔。

优选的,所述加压管包括加压管本体以及分别设置在所述加压管本体两端的第一凸起部和第二凸起部,所述加压管本体内形成有加压流道;

所述第一凸起部内形成有第二通孔,所述第二通孔用于将所述液压装置和所述加压管本体的所述加压流道连通;

所述第二凸起部的外壁能与所述中心管的内壁贴紧,进而将所述加压管本体以及中心端的端部封堵;

所述加压管本体的侧壁上形成有能连通所述加压管本体的加压流道和所述中心管的腔室的第三通孔。

优选的,所述中心管的侧壁上形成有至少三个所述第一通孔,所述第一通孔沿周向对称设置。

优选的,所述中心管上套设有膨胀锥,所述膨胀锥具有能沿径向变形的膨胀部,所述膨胀锥位于所述压力腔内。

优选的,所述中心管的另一端套设有密封件,用于将胶管与所述中心管密封连接,所述密封件的外侧壁上设置有凸起件和防磨块。

优选的,所述悬挂器包括保护套管,所述保护套管包括:

保护套管本体;

由所述保护套管本体的端部沿轴向方向延伸的第一套管,所述第一套管的至少部分的直径小于所述保护套管本体的直径;

由所述保护套管本体的端部沿轴向方向延伸的第二套管,所述第二套管的至少部分的直径大于所述保护套管本体的直径;

所述第一套管的端部与所述中心管连接,所述外管部分套设在所述第一套管上且位于所述第一套管和所述第二套管之间。

优选的,所述中心管上套设有限位环,所述限位环与所述密封挡块远离所述外管的一端相连接。

优选的,所述悬挂器包括液压装置,所述液压装置与所述中心管的一端相连接并能带动所述中心管相对所述外管转动。

综上所述,本实用新型具有以下有益效果:

本实用新型的悬挂器通过采用胶管膨胀的方式对套管或者与油井进行悬挂或者坐封。悬挂器的胶管能与套管的内壁或者井壁贴紧,避免了现有技术中卡瓦式悬挂器与套的内壁或者井壁无法贴紧的问题,提高了悬挂器的悬挂以及坐封的效果。销钉被折断后,本实用新型的悬挂器还可以更换新的销钉而实现重复利用。

附图说明

图1为本实用新型的实施例提供的悬挂器的结构示意图;

图2为本实用新型的实施例提供的悬挂器处于坐封状态下的结构示意图;

图3a为本实用新型的实施例提供的悬挂器位于第一工作状态时的局部结构示意图;

图3b为本实用新型的实施例提供的悬挂器位于第二工作状态时的局部结构示意图;

图4为本实用新型的实施例提供的悬挂器的局部示意图;

图5为本使用新型的实施例提供的悬挂器的密封件的结构示意图。

以上附图说明:

1、中心管;11、腔室;12、连接部;13、第一通孔;14、凹槽;15、膨胀锥;2、外管;3、胶管;4、销钉;5、压力腔;6、密封挡块;7、限位环;8、保护套管;81、保护套管本体;82、第一套管;83、第二套管;9、加压管;91、加压管本体;92、第一凸起部;93、第二凸起部;94、第二通孔;10、密封件;101、凸起块;102、防磨块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚明确的界定。

本实用新型公开了一种悬挂器,参照图1以及图4所示,该悬挂器包括:中心管1,中心管1具有沿其自身轴线方向的一端和另一端,中心管1的一端形成有能与液压装置相连接的连接部12,中心管1的另一端封闭,中心管1的侧壁上形成有至少一个第一通孔13,第一通孔13与腔室11连通;套设在中心管1外的外管2,中心管1能相对外管2转动;套设在中心管1外的胶管3,胶管3的一端与外管2相连接,胶管3的另一端与中心管1封闭的一端固定连接,中心管1、外管2以及胶管3共同形成一压力腔5,外管2上设置有位于压力腔5内的密封挡块6,当中心管1相对外管2转动时,密封挡块6能对第一通孔13进行封堵;中心管1和外管2之间设置有销钉4,中心管1或外管2的周壁上设置有供销钉4滑动的凹槽14。

操作人员可以将通过连接部12与液压装置的悬挂器放入到需要被坐封的套管或者油井内,从而对套管或者油井进行坐封。本实用新型的悬挂器可以具有至少三个工作状态。具体的,悬挂器位于第一工作状态时(如图1和图3a所示),销钉4的一端能与外管2的内壁固定连接,销钉4的另一端能滑动设置在凹槽14内,以使中心管能相对外管2运动。销钉4位于凹槽14的第一位置9上。压力腔5能通过第一通孔13与中心管1的腔室11相连通,使得压力液体能通过第一通孔13进入压力腔5内。胶管3因压力腔5内不断注入的液压流体而沿径向向外膨胀。膨胀后的胶管3的外侧壁能与套管的内壁或者井壁相贴紧,进而能保证悬挂器对油井或者套管进行悬挂或者坐封。

悬挂器位于第二工作状态时(参照图2和图3b所示),外管2上固定设置有销钉4,销钉4可以滑动设置在中心管1上的凹槽14内,使得外管2能相对中心管1转动预定角度或者运动预设距离后,销钉4位于凹槽14的第二位置上。密封挡块6将第一通孔13封堵。其中,凹槽14的第一位置和第二位置分别为沿销钉4的运动轨迹的方向上的凹槽14的两端。

具体的,中心管1上的凹槽可以沿周向设置,当胶管3的外壁与套管的内壁相相贴紧时,操作人员可以通过液压装置带动中心管1相对外管2转动预设的角度,其中,预设角度与凹槽14的预设长度相适配,即,销钉4能在凹槽14内滑动的距离决定了中心管1能相对外管2转动的角度,密封挡块6在外管2的带动下将第一通孔13封堵。

另外,参照图4所示,在其它实施方式中,中心管1上的凹槽14也可以沿轴向设置,使得外管2的内侧壁的销钉4可以在具有预设长度的凹槽14内滑动,即,销钉4能在凹槽14内滑动的距离决定了中心管1能相对外管2滑动的长度,密封挡块6能运动到第一通孔13的上方,进而将第一通孔13封堵。

当然,中心管1上的凹槽14也可以与中心管1的轴线方向呈一角度设置,只要满足外管2能相对中心管1运动预定的距离,使得密封挡块6能将第一通孔13封堵,都符合本实用新型的要求。

第一通孔13被封堵后,压力腔5内的压力液体无法通过第一通孔13流回中心管1,压力腔5能保持高压的状态,使得胶管3能保持与套管或者井壁贴紧的状态,维持坐封的状态。

第三工作状态时,销钉4在凹槽14的第二工作位置上。销钉4与凹槽14的侧壁相抵接。当中心管1继续相对外管2转动时,销钉4被折断。压力腔5通过第一通孔13与中心管1的腔室11相连通。详细的,当需要将悬挂器从套筒内或者油井内解除时,首先通过液压装置带动中心管1继续沿原转动的方向转动。因为凹槽14的预设长度有限,使得销钉4不能继续沿着凹槽14滑动而与凹槽14的侧壁相抵接,销钉4因受到凹槽14施加的剪切力而被折断。当销钉4被折断后,中心管1能继续相对外管2转动,使得密封挡块6与第一通孔13相错位。压力腔5内的压力液体进而能通过第一通孔13流回中心管1的内腔中。压力腔5内的压力降低,悬挂器进而可以被解除。

通过上述可以看出,本实用新型的悬挂器通过采用胶管3膨胀的方式对套管或者与油井进行悬挂或者坐封,悬挂器的胶管3能与套管的内壁或者井壁贴紧,避免了现有技术中卡瓦式悬挂器与套的内壁或者井壁无法贴紧的问题,提高了悬挂器的悬挂效果。

另外,本实用新型的悬挂器采用销钉4固定的方式保持悬挂器的工作状态,当需要解除悬挂器时,只需要将销钉4折断且下次使用时只需重新更换销钉4,使得悬挂器能重复使用,节约了施工经费。

在本实施方式中,中心管1可以为耐压金属管,使得中心管1能承接液压装置输入的压力流体。例如,中心管1可以为一合金钢管。合金钢管的厚度以及直径可以根据实际的使用需求(流体的压力、工作强度)进行确定。中心管1的一端可以设置有能与液压装置相连接的连接部12。详细的,连接部12可以为多种连接类型。例如,连接部12可以为螺纹部,即,液压装置和中心管1上可以分别设置有能相互配合连接的螺纹。与连接部12螺纹连接后的液压装置能向中心管1内注入压力液体,进而使胶管3受压膨胀。连接部12还可以为卡接部、铆接部或者直接与液压装置直接焊接在一起。当然,较佳的,为了保证中心管1和连接部12的拆接方便,连接部12为螺纹部较佳。另外,液压装置与连接部12相连接后,液压装置也能带动中心管1往一方向进行运动(转动或者前后运动)。当然,本申请并不限于具有螺纹的连接部12的这一实施方式,只要满足外界的液压装置能与中心管1相传动连接且液压装置的压力液体能进入中心管1的实施方式都符合本实用新型的要求。

中心管1的侧壁上还设置有至少一个第一通孔13。液压流体能通过第一通孔13从中心管1流入压力腔5或者液压流体能通过第一通孔13从压力腔5室流入到中心管1内。第一通孔13的截面可以为一端的直径较窄,另一端的直径较宽的锥形通孔,使得压力流体能通过第一通孔1时,压力可以被继续的提高,进而满足悬挂器对压力的要求。在其它的实施方式中,第一通孔13的截面形状还可以与拉乌尔喷管的纵向截面形状相同,使得压力流体从第一通孔13中出来后,其压力能被提高。

在一优选的实施方式中,为了加快压力液体在中心管1与压力腔5之间能更快速的流动,中心管1的侧壁上可以形成有至少三个第一通孔13。第一通孔13可以沿周向对称设置,三个第一通孔13能同时将中心管1的腔室11和压力腔5相连通,进而可以提高压力液体的流动速率,从而更快的使压力腔5内充满压力液体。

当然,第一通孔13的数量和第一通孔13的直径还可以根据实际中心管1的尺寸以及需要的压力液体的流量及流速进行确定,本申请对此不作限制。

在另一具体的实施方式中,为了提高中心管1向压力腔5内注入压力液体时的液体压力,参照图1所示,中心管1内还可以套设有加压管9。加压管9的一端能与液压装置相连接,加压管9的另一端可以封闭。加压管9内形成有至少部分的直径小于中心管1的直径的加压流道,使得液压装置的压力流体再进入加压管9时,压力流体因为流经的流道的直径变窄,进而压力增大。

具体的,加压管9可以包括加压管本体91以及分别套设在加压管本体91两端的第一凸起部92和第二凸起部93。第一凸起部92内可以形成有第二通孔94,用于将连接部12和加压管9相连通,使得液压流体能通过第一凸起部92进入加压管9内,第二凸起部93的外壁能与中心管1的内壁贴紧,进而将加压管本体91以及中心端的端部封堵。其中,加压管9的加压流道的直径小于中心管1的直径。当液压装置的压力液体进入加压管9时,压力液体的流道直径变窄,进而能提高液压流体的压力。

优选的,为了提高第二凸起部93的密封性,第二凸起部93可以为一横设在中心管1内的实心圆柱体,圆柱体的侧壁和中心管1的内壁贴紧。加压管9的一端与第二凸起部93的端部贴紧,进而对加压管9的端部和中心管1的端部进行封堵。

在本实施方式中,中心管1外套设有外管2。外管2的内壁与中心管1的外壁贴紧。其中,外管2也可以为一直径大于中心管1的合金钢管且外管2的直径与中心管1的直径相适配,使得外管2的内壁能与中心管1的外壁贴紧。

胶管3的材质可以为橡胶材质或者能在压力的作用下产生径向变形的材质。胶管3的一端与外管2相密封连接。胶管3的另一端与能与中心管1封闭的一端固定连接,使得中心管1、外管2以及胶管3能共同形成一压力腔5,且第一通孔13位于共同形成压力腔5的中心管1的侧壁上。压力腔5进而能通过第一通孔13与中心管1的腔室11相连通。

在另一具体的实施方式中,参照图1所示,中心管1上还可以套设有膨胀锥15。膨胀锥15位于压力腔5内。膨胀锥15可以具有能沿径向变形的膨胀部,使得膨胀锥15在受到压力腔5内的压力流体的作用下可以向外膨胀。具体的,当压力液体进入压力腔5内后,压力液体能作用于膨胀锥15上,使得膨胀锥15能沿径向向外膨胀。膨胀锥15挤压胶管3使其能与套管的内壁或者井壁贴紧,进而提高悬挂器的坐封效果。

在本实施方式中,密封挡块6可以为一橡胶件。密封挡块6的一端与外管2的端部相固定。密封挡块6的尺寸可以与第一通孔13的尺寸相适配,使得密封挡块6能对第一通孔13进行封堵,从而使中心管1的腔室11与压力腔5断开连通。

在另一优选的实施方式中,中心管1上可以套设有限位环7。限位环7的直径与中心管1的直径相适配,使得限位环7的内壁能与中心管1的外壁相贴紧。限位环7与密封挡块6远离外管2的一端相连接,进而使得密封挡块6被限位设置在限位环7和外管2之间。密封挡块6被限位设置在预设的外置范围内,从而能保证密封挡块6能与第一通孔13相密封贴紧,进而提高装置的密封性。

当需要将压力腔5中的压力液体排出时,通过液压装置转动中心管1或者前后移动中心管1,设置在中心管1上的第一通孔13能相对密封挡块6运动,使得原本被密封挡块6密封的第一通孔13与密封挡块6产生错位,压力液体进而能通过第一通孔13排出压力腔5,悬挂器从而解除坐封。

在本实施方式中,中心管1的外壁上沿周向设置有具有预设长度的凹槽14。具体的,凹槽14的长度与第一通孔13的直径相适配,使得滑动设置在凹槽14内的销钉4位于凹槽14沿周向的一端时,密封挡块6能将第一通孔13密封。当销钉4位于凹槽14沿周向的另一端时,密封挡块6能与第一通孔13刚好不重合。另外,凹槽14的预设长度与中心管1能转动的预设角度相适配,即,中心管1的转动角度由预设长度决定。当中心管1的转动角度大于预设角度后,凹槽14的侧壁能对销钉4施加一剪切力,销钉4被折断。

在一优选的实施方式中,为了保护悬挂器在送入或者提出油井时,油井的侧壁不对外管2以及胶管3产生损伤。中心管1的一端可以套设有直径大于外管2的保护套管8,使得悬挂器在送入或者提出油井时,保护套管8与井壁相接触,进而避免了外管2以及胶管3与井壁接触时可能造成的损伤。出于这一设计目的,保护套管8的材质可以为耐磨合金钢或其它耐磨材料。

具体的,保护套管8可以包括:保护套管本体81;由保护套管本体81的端部沿轴向方向延伸的第一套管82,至少部分第一套管82的直径小于保护套管本体81的直径;由保护套管本体81的端部沿轴向方向延伸的第二套管83,至少部分第一套管82的直径大于保护套管本体81的直径;第一套管82的端部与中心管1相连接,外管2部分套设在第一套管82上且位于第一套管82和第二套管83之间。

在另一具体的实施方式中,参照图5所示,中心管1的另一端可以套设有密封件10。其用于将胶管3与中心管1密封连接。密封件10的外侧壁上还可以设置有凸起件和防磨块102。一方面,密封件10可以用于对胶管3与中心管1进行密封,使得胶管3与中心管1的接口处的密封性较好。另一方面,密封件10的直径可以与保护套管8的直径相适配,能进一步地对位于密封件10以及保护套管8之间的外管2以及胶管3进行保护。同时,密封件10的外侧壁上还可以设置有凸起件和防磨块102,进一步地提高了密封件10的耐磨性。

综合上述内容,悬挂器的具体工作过程为:

操作人员可以将通过保护套管8与液压装置相连接的悬挂器放入到需要被坐封的套管或者油井内。其中,悬挂器的一端套设有直径大于外管2和胶管3的保护套管8。悬挂器的另一端套设与直径与保护套管8相适配的密封件10,且密封件10上设置有凸起块101和防磨块102,提高密封件10的耐磨性,使得保护套管8和密封件10能与井壁接触,从而避免井壁与外管2或者胶管3接触而对其损伤。

当悬挂器放入到预设位置时,压力腔5通过第一通孔13与中心管1的腔室11相连通。压力液体通过第一通孔13进入压力腔5内。胶管3因压力腔5内不断注入的液压流体而沿径向向外膨胀。膨胀后的胶管3的外侧壁与套管的内壁相贴紧,进而能与套管相固定。

外管2相对中心管1转动预定角度,密封挡块6将第一通孔13封堵。具体的,当胶管3的外壁与套管的内壁相相贴紧时,可以通过液压装置带动中心管1相对外管2转动预设的角度。其中,预设角度与凹槽14的预设长度相适配,即,销钉4能在凹槽14内滑动的距离决定了中心管1能相对外管2转动的角度。密封挡块6能在外管2的带动下转动到第一通孔13的上方,进而将第一通孔13封堵。第一通孔13被封堵后,压力腔5内的压力流体可以作用于密封挡块6上,使得密封挡块6能与中心管1贴紧,进而防止密封挡块6从第一通孔13上脱离。压力腔5内的压力液体无法通过第一通孔13流回中心管1。压力腔5能保持高压的状态,使得胶管3能保持与中心管1贴紧的状态。悬挂器能带动套管上下运动或者对油井进行坐封。

当需要将悬挂器解除时,首先通过液压装置带动中心管1继续沿原转动的方向转动,因为凹槽14的预设长度有限,销钉4不能沿着凹槽14继续滑动,与凹槽14的侧壁相抵接,从而被折断。销钉4被折断后,中心管1能继续相对外管2转动,使得密封挡块6与第一通孔13相脱离。压力腔5内的压力液体进而能通过第一通孔13流回中心管1与加压管9之间形成的空腔中,压力腔5内的压力降低,悬挂器进而可以被解除。

披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

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