专利名称：旋转尾管悬挂器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油、天然气钻采后固井的尾管悬挂装置。
背景技术：
随着石油工业的发展，油气井的深度不断增加，斜井、水平井、大位移水平井、多底分枝井日益增多。在这些井的完井过程中，为了提高固井质量、延长油井寿命、便于采取增产措施，常常用尾管悬挂器进行固井。目前，常用的尾管悬挂装置为随位自动脱挂尾管悬挂器，ZL93228591.0，其结构如图1所示，它主要由回接筒1、送入体2、上锥体3、上卡瓦4、上活塞5、缸套6、内套7、球8、球座9、下活塞10、下锥体11、下卡瓦12、悬挂体13、钢球14、滑套15组成。送入体2用于与钻具的连接；回接筒1用于尾管的回接，它与上锥体3和下锥体11螺纹连接；上锥体3与下锥体11之间是上活塞5和下活塞10，上活塞5和下活塞10与上锥体3与下锥体11活动连接；上活塞5和下活塞10外侧是缸套6，缸套6用销钉固定在下锥体11下面的外圆柱面上；上卡瓦4与上活塞5浮动连接，下卡瓦12与下活塞10浮动连接；上锥体3、下锥体11、上活塞5、下活塞10、缸套6、上卡瓦4、下卡瓦12一起组成坐挂机构；下锥体11下端与悬挂体13螺纹连接，滑套15用销钉连接在送入体2内侧，悬挂体13通过钢球14与送入体2连接；下锥体11、悬挂体13、钢球14、滑套15一起组成脱手机构；悬挂体13下端通过螺纹与尾管直接刚性连接；球座9用销钉连接在送入体2内，球8与球座9浮动连接，用于憋压；复合胶塞16、密封接头17和微台阶接头18位于井下，起密封和悬挂保险作用。
上述随位自动脱挂尾管悬挂器工作过程是当尾管悬挂器随着管柱下到予定位置，并做好施工前准备后，即可将球8投入管内，当球8靠重力作用或管内液体流动推力，到达球座9的球座后，切断管通道，当继续管内加注液体而压力升高，当压力达到予定值剪断销钉，使球座9下移至密封接头17，继续起压，管内高压液体通过打开的通道使上活塞5和下活塞10运动，推动上卡瓦4和下卡瓦11相对锥体上行，上卡瓦4和下卡瓦11在上锥体3、下锥体11锥面作用下外扩，最后与套管的内孔牢固连接，即是坐挂。坐挂后，管内压力继续升高推动滑套15移动，当滑套15移动到位后，送入体2与悬挂体13之间的钢球14失去平衡，使钢球14脱落，使送入体2与悬挂体13分离，也就是送入钻具与尾管实现了分离，工程上叫“脱手”。管内压力继续上升，使球座9和球8下移至筛管，从而又形成管内循环通道。
这种随位自动脱挂尾管悬挂器坐挂后尾管不能够旋转，而随着油气井的深度不断增加，在斜井、水平井、大位移水平井、多底分枝并的完井过程中，为了提高固井质量、延长油井寿命、便于采取增产措施，常常需要进行尾管旋转进行固井。
本实用新型内容本实用新型的技术解决问题克服现有技术的不足，提供一种可以随位悬挂、自动脱挂、上下活动和坐挂后尾管可以继续旋转尾管的旋转尾管悬挂器。
本实用新型的技术解决方案旋转尾管悬挂器，主要包括回接筒、送入体、上锥体、上卡瓦、上活塞、缸套、内套、下活塞、球、球座、下锥体、下卡瓦、悬挂体、钢球、滑套、旋转机构、传动机构。送入体用于与钻具的连接；回接筒用于尾管的回接，它与上锥体和下锥体螺纹连接；上锥体与下锥体之间有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞与上锥体与下锥体活动连接；上活塞和下活塞外侧是缸套，缸套用销钉固定在锥体下面的外圆柱面上，保证上活塞和下活塞在其中运动；上卡瓦与上活塞浮动连接，下卡瓦与下活塞浮动连接；球座用销钉连接在送入体内，在投球前实现液压缸通道与管道内腔密封隔离，在投球，球到位后，在液体压力作用下，球座和球座整体下移，实现液压缸通道与管道内腔连通；液压缸通道与管道内腔连通后，将压力传递给上活塞和下活塞，在压力作用下，上活塞推动上卡瓦沿上锥体锥面运动，下活塞推动下卡瓦沿下锥体锥面运动，实现“坐挂”；下锥体下端与悬挂体螺纹连接，悬挂体通过钢球与送入体连接，坐挂后，管内压力继续升高推动滑套移动，当滑套移动到位后，球体运动，使送入体与悬挂体分离，实现“脱手”，也就是送入钻具与尾管实现了分离。在悬挂体与尾管之间加有尾管旋转机构和与旋转机构相接的传动机构，传动机构与送入体刚性浮动连接。
所述的尾管旋转机构由低摩阻轴承和旋转套组成，悬挂体下端通过低摩阻轴承与旋转套连接，旋转套的尾端通过螺纹与尾管刚性浮动连接，地面驱动钻具转动，钻具通过送入体、棘轮或伸缩花键、旋转套将旋转运动传给尾管，从而达到坐挂后旋转尾管的目的。
本实用新型与现有技术相比的优点在于改变悬挂体与尾管直接刚性连接为活动连接，相互可以自由转动，即悬挂体与旋转套活动连接，旋转套再与尾管刚性固定连接，并与旋转套通过棘轮和伸缩花键构成坐挂后旋转尾管的机构，既保证旋转尾管施工，又做到施工后悬挂器的内径基本与套管内径相同。
图1为现有的随位自动脱挂尾管悬挂器的结构示意图；图2为本实用新型的旋转尾管悬挂器的结构示意图；图3为本实用新型的尾管旋转机构结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，它由回接筒1、送入体2、上锥体3、上卡瓦4、上活塞5、缸套6、内套7、球8、球座9、下活塞10、下锥体11、下卡瓦12、悬挂体13、钢球14、滑套15、复合胶塞16、密封接头17和微台阶接头18、旋转机构19和传动机构20组成，送入体2用于与钻具的连接；回接筒1用于尾管的回接，它与上锥体3和下锥体11螺纹连接；上锥体3与下锥体11之间是上活塞5和下活塞10，上活塞5和下活塞10与上锥体3与下锥体11活动连接；上活塞5和下活塞10外侧是缸套6，缸套6用销钉固定在下锥体11下面的外圆柱面上；上卡瓦4与上活塞5浮动连接，下卡瓦12与下活塞10浮动连接；上锥体3、下锥体11、上活塞5、下活塞10、缸套6、上卡瓦4、下卡瓦12一起组成坐挂机构；下锥体11下端与悬挂体13螺纹连接，滑套15用销钉连接在送入体2内侧，悬挂体13通过钢球14与送入体2连接；下锥体11、悬挂体13、钢球14、滑套15一起组成脱手机构；球座9用销钉连接在送入体2内，球8与球座9浮动连接，用于憋压；复合胶塞16、密封接头17和微台阶接头18位于井下，起密封和悬挂保险作用；在悬挂体13与尾管21之间加有旋转机构19和传动机构20，传动机构20与送入体2刚性浮动连接，悬挂体13下端通过螺纹与旋转机构19上端刚性连接，旋转机构19下端通过螺纹与尾管21刚性连接，旋转机构19和传动机构20一起组成了尾管旋转机构；如图3所示，尾管旋转机构19由低摩阻轴承19-2和旋转套19-1组成，悬挂体13下端通过低摩阻轴承19-2与旋转套19-1连接；传动机构20由传动机构由棘轮或伸缩键20-1构成，悬挂体13下端通过低摩阻轴承19-2与旋转套19-1连接，旋转套19-1通过棘轮或伸缩键20-1与送入体2连接，同时旋转套19-1的尾端通过螺纹与尾管20刚性连接。
本实用新型的工作过程是当本实用新型随着尾管下到予定位置，并做好施工前准备后，即可将球投入管内，即可将球8投入管内，当球8靠重力作用或管内液体流动推力，到达球座9的球座后，切断管通道，当继续管内加注液体而压力升高，当压力达到予定值剪断销钉，使球座9下移至密封接头17，继续起压，管内高压液体通过打开的通道使上活塞5和下活塞10运动，推动上卡瓦4和下卡瓦11上行，上卡瓦4和下卡瓦11在上锥体3、下锥体11锥面作用下外扩，最后与套管的内孔牢固连接，即是坐挂。坐挂后，管内压力继续升高推动滑套15移动，当滑套15移动到位后，送入体2与悬挂体13之间的钢球14失去平衡，使钢球14脱落，使送入体2与悬挂体13分离，也就是送入钻具与尾管实现了分离，工程上叫“脱手”。管内压力继续上升，使球座和球8与球座9脱开，下移至筛管，从而又形成管内循环通道，可以进行尾管注水泥施工。在整个施工过程中，可以通过井口旋转钻具、送入钻具通过悬挂器送入体2，棘轮或伸缩花键20-1、旋转套19-1，带动尾管21旋转，从而实现在尾管注水泥固井施工中，全过程旋转尾管21，从而提高尾管固井的质量。
权利要求1.旋转尾管悬挂器，主要包括回接筒(1)、送入体(2)、上锥体(3)、上卡瓦(4)、上活塞(5)、缸套(6)、内套(7)、球(8)、球座(9)、下活塞(10)、下锥体(11)、下卡瓦(12)、悬挂体(13)、钢球(14)、滑套(15)、复合胶塞(16)、密封接头(17)和微台阶接头(18)，送入体(1)与钻具的连接；回接筒(2)用于尾管的回接，它与上锥体(3)和下锥体(11)螺纹连接；上锥体(3)与下锥体(11)之间有上活塞(5)和下活塞(10)，上活塞(5)和下活塞(10)与上锥体(3)和下锥体(11)活动连接；上活塞(5)和下活塞(10)外侧是缸套(6)，缸套(6)用销钉固定在下锥体(11)下面的外圆柱面上；上卡瓦(4)与上活塞(5)浮动连接，下卡瓦(12)与下活塞(10)浮动连接；上锥体(3)、下锥体(11)、上活塞(5)、下活塞(10)、缸套(6)、上卡瓦(4)、下卡瓦(12)一起组成坐挂机构；球座(9)用销钉连接在送入体(2)内，球(8)与球座(9)浮动连接；下锥体(11)下端与悬挂体(13)螺纹连接，滑套(15)用销钉连接在送入体(2)内侧，悬挂体(13)通过钢球(14)与送入体(2)连接，下锥体(11)、悬挂体(13)、钢球(14)、滑套(15)一起组成脱手机构；复合胶塞(16)、密封接头(17)和微台阶接头(18)位于井下，其特征在于在悬挂体(13)与尾管(21)之间加有尾管旋转机构(19)和与旋转机构(19)相接的传动机构(20)，传动机构(20)与送入体(2)刚性浮动连接。
2.根据权利要求1所述的旋转尾管悬挂器，其特征在于所述的尾管旋转机构(19)由低摩阻轴承(19-2)和旋转套(19-1)组成，悬挂体(13)下端通过低摩阻轴承(19-2)与旋转套(19-1)连接，旋转套(19-1)的尾端通过螺纹与尾管(21)刚性浮动连接。
3.根据权利要求1所述的旋转尾管悬挂器，其特征在于所述的传动机构(20)由传动机构由棘轮或伸缩键(20-1)构成，旋转套(19-1)通过棘轮或伸缩键(20-1)与送入体(2)连接。
专利摘要旋转尾管悬挂器，由回接筒(1)、送入体(2)、上锥体(3)、上卡瓦(4)、上活塞(5)、缸套(6)、内套(7)、球(8)、球座(9)、下活塞(10)、下锥体(11)、下卡瓦(12)、悬挂体(13)、钢球(14)、滑套(15)、复合胶塞(16)、密封接头(17)和微台阶接头(18)、旋转机构(19)和传动机构(20)组成。本实用新型具有随位悬挂、自动脱挂、上下活动和坐挂后旋转尾管、不钻水泥塞、可进行尾管回接五种功能。
文档编号E21B19/00GK2908761SQ20052012223
公开日2007年6月6日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者蔡俊林, 蔡阳生 申请人:北京泊溪科技有限责任公司