专利名称：低产油井油层套管简易悬挂装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油开采业的采油井口用来固定油层套管的简易悬挂装置，尤其能保证根据油层套管自由长度、后续的压裂作业的压力、井内液体的密度及温度的变化等所确定悬挂载荷的准确定位，特别适用那些只有表层套管和油层套管的低压、低渗、低产的油井。
背景技术：
套管悬挂装置俗称套管头，它是在井口用来悬挂除表层之外的所有套管的装置，这种装置除了保证层间密封之外，非常重要的性能是能按照设计的套管井口的悬挂载荷予以准确定位。悬挂载荷的不准确，将引起套管的轴向失稳或应力过大，这都将影响套管的寿命。由于井口悬挂载荷无法准确控制，甚至在现场多次发生油层套管接箍并末落坐在环形钢板上，有时酿成油层套管螺纹脱开的井下事故。因此，各产油国对套管悬挂装置的设计和生产都十分重视，特别是那些需要下入多层套管的高压油、气井。
美国的BREAD公司生产悬挂两层套管的悬挂装置(一层技术套管，一层油管套管)，而MARINE WELLHEAD公司则可生产悬挂四层套管的悬挂装置(技术套管三层，油层套管一层)。国内宝鸡石油机械厂等众多厂家也都生产套管悬挂装置。其共同特点是结构复杂，投资较大。
但是，对于我国大量的低压、低渗、低产的油田，投资与收益是决定着该油田是否能投入开发的关键因素。为此，目前我国大量采用了一种最简单的套管悬挂装置将两块半圆形的环形钢板，衬垫在已用气焊切除多余部分的表层套管上，油层套管的接箍座在环形钢板上，然后将两块环形板电焊在表层套管上。这种套管悬挂装置成本虽然低廉，但却无法准确地完成悬挂载荷的定位。几乎所有套管的钢材均不能在常温下焊接，因此采用焊接联接也是一种影响油层套管安装质量的因素。
发明内容
为克服现有正规的套管悬挂装置结构复杂，操作麻烦，成本较高，而大量使用于现场的套管环形钢板悬挂装置又有无法准确定位悬挂载荷以及焊接质量无法保证的缺点，本实用新型提供一种采油井油层套管简易悬挂装置。该装置不仅成本低，操作简单，并能准确地将设计的井口套管悬挂载荷定位，而且不用焊接联接，保证套管的安装质量。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是在表层套管与油层套管的环形空间内，装入三块均布圆周的环形卡瓦座，环形卡瓦座的外径与表层套管的内径相配，环形卡瓦座内径大于油层套管的外径1～2mm。每一环形卡瓦座上开有两个楔形斜槽，楔形斜槽内装有卡瓦。卡瓦的内弧形表面上有卡瓦牙齿，卡瓦的背面的楔形角与环形卡瓦座的楔形角相同，每一片卡瓦上部的背面开有同步槽。油层套管的下部用水泥封固定后，井口用钻井机的提升系统，按设计要求，将油层套管上提到预定的悬挂载荷，然后在相应的环形卡瓦座的楔形斜槽内同时下入六块卡瓦。为保证六块卡瓦同步下入卡瓦座内，通过同步槽将六块卡瓦均布的安放在同步器的两个半环上，同步器与环形卡瓦座的上平面保持平行下移，卡瓦完全进入环形卡瓦座后，钻井提升系统下放油层套管，油层套管即可落座在卡瓦座内。在轴向载荷的作用下，卡瓦将油层套管抱紧，而完成油层套管悬挂。
本实用新型的有益的效果是，整套装置只有两种零件，结构简单，成本低，能完成正规套管悬挂装置准确定位悬挂载荷的功能，又能避免环形钢板套管悬挂装置需动用电焊的缺点。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型在低产油井上的安装位置及井内管柱示意图。
图2是本实用新型在低产油井上安装后的纵向剖面结构示意图。
图3是图2中的A-A剖视图。
图4是图3中的B-B剖视图。
图5是卡瓦同步器结构示意图。
图中，1-油层套管接箍；2-油层套管；3-本实用新型安装位置；4-表层套管；5-表层套管环空固井水泥；6-油层套管环空固井水泥；7-油层；8-油层套管自由长度；9-卡瓦；10-同步槽；11-环形卡瓦座；12-楔形斜槽；13-卡瓦牙；14-卡瓦楔形角；15-转销；16-同步器半环；17-锁销。
具体实施方式
在
图1中，油层套管接箍1内有套管螺纹与采油井口相联接，油层套管2，悬挂在本实用新型3内，本实用新型落座在表层套管4上，固井水泥6封固了油层套管2与井眼之间的环空，通过射孔导通油层7与油层套管2之间的油流通道，油层套管自由段8(未被水泥封固段)的长度一般在600-1500m。图2所示实施例中，环形卡瓦座11为均布的三块，下部装入表层套管4内，上部台阶座在表层套管4的顶部。六片卡瓦9分别装进环形卡瓦座11内。图3所示卡瓦9的同步槽以及环形卡瓦座11内楔形斜槽的分布。图4所示为带有尖齿的卡瓦弧面的剖视图，卡瓦的后部为楔形平面。图5中，转销15装在两同步半环16的端部，同步半环16装入卡瓦9的同步槽内10后，锁好锁销17。
本实用新型是这样工作的在油层套管固井之前要配好套管接箍位置的长度数据，固井之后，钻机上提至设计的油层套管悬挂载荷，使油层套管处于合理的受力状态。然后根据油层套管接箍1的位置，确定切除多余的表层套管长度。在将三块环形卡瓦座11装入表层套管4与油层套管2之间环形空间内，然后打开同步器，将6片卡瓦装入同步环上，均匀的坐落到环形卡瓦座11的楔形斜槽后，并用铜榔头均匀敲紧卡瓦9，然后放松钻机提升系统，6片卡瓦通过斜面的放大作用抱紧油层套管2，并将油层套管2按照设计的悬挂载荷悬挂在本实用新型上。最后，打开锁销，拆掉同步器。由于卡瓦9的背面楔形角小于自锁角，因此在长期工作过程中油层套管2不会发生松动。
权利要求1.一种低产油井油层套管简易悬挂装置，特征是在表层套管(4)与油层套管(2)的环形空间内，装入三块均布圆周的环形卡瓦座(11)，环形卡瓦座(11)的外径与表层套管(4)的内径相配，环形卡瓦座(11)的内径大于油层套管(2)的外径1～2mm；每一环形卡瓦座(11)上开有两个楔形斜槽(12)，楔形斜槽(12)内装有卡瓦(9)，卡瓦(9)的内弧形表面上有卡瓦牙齿(13)，每一片卡瓦(9)上部的背面开有同步槽(10)；通过同步槽(10)将六块卡瓦(9)均布的安放在同步器的两个半环(16)上。
2.根据权利1要求所述的低产油井油层套管简易悬挂装置，其特征是卡瓦(9)背面的卡瓦楔形角(14)与环形卡瓦座(11)上所开的楔形斜槽(12)的斜角完全相同，并推荐为5°～7°。
3.根据权利1要求所述的低产油井油层套管简易悬挂装置，其特征是6片卡瓦(9)的内弧形表面上的卡瓦牙(13)的硬度为HRc50-60度。
4.根据权利1要求所述的低产油井油层套管简易悬挂装置，其特征是同步器上的两个同步器半环(16)的一端有可作旋转的转销(15)；同步器半环(16)的厚度与卡瓦(9)上的同步槽(10)系滑配合；两同步器半环(16)的另一端有滑配合的锁销(17)。
专利摘要低产油井油层套管简易悬挂装置，由圆周均布的三块环形卡瓦座及卡瓦组成。每一个环形卡瓦座上均布的开有两个带斜角的开口槽，每个槽内均安装有背面斜角相同的卡瓦。通过同步器使装入三块环形卡瓦座的卡瓦在轴向能均匀下滑道卡瓦座与油层套管的环空内。本实用新型结构非常简单，成本比当前通用的环形钢板略高，但其优点是具有使油层套管受力均匀，能按设计要求准确地定位套管悬挂载荷的大小；同时可避免环形钢板与套管体要进行电焊作业的问题。
文档编号E21B33/04GK2674077SQ20042000518
公开日2005年1月26日 申请日期2004年2月14日 优先权日2004年2月14日
发明者龚伟安 申请人:龚伟安