专利名称：悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油气田完井及采油采气领域，尤其是涉及一种悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具。
背景技术：
目前，油气田完井过程中尤其是水平井、大位移井完井过程中，经常利用悬挂器旋转下入尾管，或者在生产过程中需要用顶部封隔器将一部分生产管柱悬挂在套管内，下入的管柱在完成对悬挂器坐挂或封隔器坐封后，需要从悬挂器或封隔器上丢开，下入管柱提出井口。但是，对于各种不同类型的悬挂器或封隔器，一般的做法是采用不同的丢手机构， 丢手机构往往和悬挂器或封隔器设计成一体，一旦完成作业后丢手机构一般废弃不用。而需要承载较高拉、压载荷且能够用较大扭矩带动尾管旋转并具有多种丢手方式的悬挂器不但价格昂贵、机构复杂、加工组装调试工艺复杂，而且通用性差，下井作业时易失效，因而限制了这种丢手悬挂器的推广使用。
发明内容
针对油气田完井丢手管柱的工艺特点，本发明提供一种悬挂器封隔器通用的可回收重复利用的坐封丢手。为此，本发明的技术方案如下一种悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，其由悬挂坐封丢手总成和悬挂器封隔器连接密封套总成组成，所述悬挂坐封丢手总成由悬挂旋转丢手总成和涨封密封总成组成。所述悬挂旋转丢手总成包括上接头(1)、中心管( 、外筒C3)和下接头(17)，所述上接头(1)与中心管螺纹连接，中心管O)与下接头(17)螺纹连接，外筒C3)套在中心管 (2)夕卜，上接头(1)外侧设有阶梯状台阶18与外筒3的阶梯状台阶相对应，外筒( 和上接头⑴通过剪钉⑷固定连接，在外筒⑵上形成有孔(5)，在外筒⑵与中心管(2)之间的空隙内设置有弹簧(6)，在弹簧(6)下端设置有挡环(7)，一扭矩锁块(9)用固定螺钉 (8)固定在挡环(7)上，挡环(7)嵌在槽(19)内可上下滑动，活塞(11)通过剪钉(10)固定在中心管( 上，活塞(11)用螺纹与活塞套G8)连接，锁环07)套在活塞套G8)下部内侧，活塞套G8)向上移动时，通过锁块G7)带动支撑套(5 上移，支撑套(5 用剪钉 (46)固定在中心管(2)上，支撑套(53)与中心管(2)之间有锁环(51)，在中心管(2)的对应位置形成有马牙齿(45)，锁环(51)与中心管( 通过马牙齿0 连接，使锁环(51)只能上移不能下移，锁块(1 通过连杆(1 与连杆套(57)固定，滑环(54)与支撑套(53) 螺纹连接，导杆(56)焊接在连杆套(57)上，弹簧(55)套在导杆(56)外并压紧在滑环(54) 内，为锁块(15)的伸出提供弹性支撑。在所述活塞套08)与中心管(2)之间形成有滑动密封结构和液压密封结构，所述滑动密封结构包括依次设置的第1刚性支撑环(3 、第1柔性支撑环(3 、第1密封圈(34)、第2柔性支撑环(35)和第2刚性支撑环(36)，在外筒(2)上形成有孔(37)，当从孔 (37)打压时，所述滑动密封结构推动所述活塞(11)向上移动；所述液压密封结构包括依次设置的第1锁环(38)、第3刚性支撑环(39)、第3柔性支撑环00)、第2密封圈、第4 柔性支撑环(42)、第4刚性支撑环(43)和第2锁环(44)。所述涨封密封总成上密封头、上接头和下接头(31)，所述上密封头与悬挂旋转丢手总成下接头(17)螺纹连接，上密封头上设有密封圈(22)，密封圈 (22)的直径应与悬挂器或封隔器内通径匹配，上接头与上密封头螺纹连接，第 1、2皮碗(25、28)安装在上接头外，且碗口朝上，皮碗(25)、皮碗Q8)的外径与悬挂器或封隔器内通径匹配，上接头上形成有孔(M)，孔04)对准悬挂器或封隔器的涨封孔， 对悬挂器或封隔器进行座挂或涨封，球座(30)通过螺纹连接在所述涨封密封总成的下接头(31)内。所述悬挂器封隔器连接密封套总成包括上密封筒(58)和下密封筒(60)，下密封筒(60)的下端形成下接头(63)，下接头(6 以螺纹连接方式与悬挂器或封隔器连接，下密封筒(60)内侧设有卡槽(62)，卡槽(6 的宽度与锁块(1 的宽度相同，卡槽的支撑面 (61)与锁块(15)的支持面(14)角度吻合，下密封筒(60)的内通径与下接头(17)的最大外径相同，下密封筒(60)上设有扭矩槽(64)，其宽度与扭矩锁块(9)的宽度相同。本发明的封隔器丢手工具不需要通过螺纹连接悬挂器或封隔器，可承载较高的拉、压载荷，能够用较大扭矩带动尾管旋转，具有机械与液压两种丢手方式，可适于任何一种通过液压坐封的悬挂器或封隔器，并可回收重复利用。其结构简单可靠，机械结构独立， 独立组装，只需要根据各种套管尺寸设计本发明工具系列，不需要根据悬挂器或封隔器结构尺寸设计工具系列，不影响悬挂器或封隔器原有结构，现场与悬挂器或封隔器直接插接连接，简便可靠。
图1是本发明的可旋转坐封丢手总成的结构示意图；图加为图1中悬挂旋转丢手总成的放大结构图；图2b是图1中涨封密封总成的放大结构图；图3是图加中I部的放大图；图4是图加中II部的放大图；图5是本发明的可旋转坐封丢手工具中悬挂器封隔器连接密封套总成的结构示意图。图中1.上接头，2.中心管，3.外筒，4.剪钉，5.孔，6.弹簧，7.挡环，8.固定螺钉，9.扭矩锁块，10.剪钉，11.活塞，12.孔，13.连杆，14.支撑面，15.锁块，16.导斜面， 17.下接头，18.台阶，19.槽，20.锥面，21.上密封头，22.密封圈，23.上接头，24.孔，25.皮碗，26.托杯，27.隔环，28.皮碗，29.托杯，30.球座，31.下接头，32.刚性支撑环，33.柔性支撑环，34.密封圈，35.柔性支撑环，36.刚性支撑环，37.孔，38.锁环，39.刚性支撑环， 40.柔性支撑环，41.密封圈，42.柔性支撑环，43.刚性支撑环，44.锁环，45.马牙齿，46.剪钉，47.锁环，48.活塞套，49.孔，50.孔，51.锁环，52.孔，53.支撑套，54.滑环，55.弹簧， 56.导杆，57.连杆套，58.上密封筒，59.上端面，60.下密封筒，61.支撑面，62.卡槽，63.下接头，64.扭矩槽。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明的悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具主要由悬挂坐封丢手总成和悬挂器封隔器连接密封套总成(以下简称连接密封套总成)组成。如图1 图4所示，悬挂坐封丢手总成主要由悬挂旋转丢手总成和涨封密封总成组成。参见图2a，悬挂旋转丢手总成的上接头1与中心管2螺纹连接，中心管2与下接头17螺纹连接。外筒3套在中心管2外，上接头1外侧设有阶梯状台阶18与外筒3的阶梯状台阶相对应，外筒3和上接头1通过剪钉4固定连接。在外筒3上形成有孔5，在外筒 3与中心管2之间的空隙内设置有弹簧6，在弹簧6下端设置有挡环7。扭矩锁块9用固定螺钉8固定在挡环7上，挡环7嵌在槽19内可上下滑动。活塞11通过剪钉10固定在中心管2上。参见图4，活塞11用螺纹与活塞套48连接，锁环47套在活塞套48下部内侧，活塞套48向上移动，通过锁块47可带动支撑套53上移，但不会带动支撑套53向下移动。支撑套53用剪钉46固定在中心管2上。支撑套53与中心管2之间有锁环51，在中心管2的对应位置形成有马牙齿45，锁环51与中心管2通过马牙齿45连接，即锁环51只能上移不能下移，从而保证支撑套53只能上移不能下移。锁块15通过连杆13与连杆套57固定，滑环 54与支撑套53螺纹连接，导杆56焊接在连杆套57上，弹簧55套在导杆56外并压紧在滑环M内，为锁块15的伸出提供弹性支撑。图加中I部分的放大图见图3。通过第1刚性支撑环32、第1柔性支撑环33、第 1密封圈34、第2柔性支撑环35、第2刚性支撑环36的组合方式，可在活塞套48与中心管 2之间形成滑动密封结构，从孔37打压可推动活塞11向上移动。第1锁环38、第3刚性支撑环39、第3柔性支撑环40、第2密封圈41、第4柔性支撑环42、第4刚性支撑环43、第2 锁环44的组合方式，可在活塞套48与中心管2之间形成液压密封，第1锁环38防止活塞套48向下移动。参见图2b，涨封密封总成的上密封头21与悬挂旋转丢手总成下接头17螺纹连接， 上密封头21上设有密封圈22，密封圈22的直径应与悬挂器或封隔器内通径匹配。上接头 23与上密封头21螺纹连接，第1、2皮碗25J8安装在上接头23外，且碗口朝上，皮碗25、 皮碗28的外径也与悬挂器或封隔器内通径匹配，利用密封圈22和皮碗25、皮碗28在悬挂器或封隔器涨封孔之间形成密封，孔M对准悬挂器或封隔器的涨封孔，可以对悬挂器或封隔器进行座挂或涨封。球座30通过螺纹连接在涨封密封总成下接头31内。参见图5，悬挂器封隔器连接密封套总成包括上密封筒58和下密封筒60。下密封筒60的下端形成下接头63，下接头63以螺纹连接方式与悬挂器或封隔器连接。下密封筒 60内侧设有卡槽62，卡槽62的宽度与锁块15的宽度相同，卡槽的支撑面61与锁块15的支持面14角度吻合，下密封筒60的内通径与下接头17的最大外径相同。下密封筒60上设有扭矩槽64，其宽度与扭矩锁块9的宽度相同。本发明在插入下密封筒60时，受上端面59内径的限制，形成对锁块15的夹紧力，锁块15克服弹簧55的弹性力缩回，继续插入，当锁块15到达卡槽62时，锁块15失去外夹持力，在弹簧55的作用力和导斜面16的共同作用下伸出。此时本发明的锥面20刚好到顶在端面59上，扭矩锁块9与上端面59及扭矩槽64刚好能够进行插入卡合配合，如果扭矩锁块9与扭矩槽64未对准，稍微旋转一定角度即可，扭矩锁块9在弹簧6的作用下插入扭矩槽64内。这时，本发明无法从下密封筒60内抽出，因而实现了本发明与悬挂器的对接。此时锁块15卡在下密封筒的卡槽62内，从而将悬挂器及尾管全部重量挂在本发明的丢手工具上，可承受上提载荷。下压本工具时，锥面20受端面59的阻挡，从而将下压重量传递到了悬挂器及尾管上。右旋本发明时，台阶18将扭矩传递到外筒3上，槽19将扭矩传递到扭矩锁块9上，扭矩锁块9带动扭矩槽64旋转，从而实现了悬挂器及尾管的旋转， 其最大旋转扭矩可达到丢手工具外筒的最大允许扭转强度。坐封和液压丢手采用不同的压力级差，直接向本发明工具内打压即可实现座封。继续提高压力进行液压丢手，液压丢手可采用尾管管柱憋压或投球方式，其基本原理相同。对于投球方式来说，利用球座30憋压，液压经孔37作用到活塞11上，活塞11向上移动剪断剪钉10和剪钉46，并带动活塞套48上移，进而带动锁块15上移并缩回，此时上提本发明工具可实现丢手。锁环51与马牙齿45配合，只能上移不能下移，保证锁块15无法再次伸出，确保丢手。机械丢手采用下放本发明重量到下密封筒60上，使锁块15不再承受拉载荷，通过上接头1左旋1/4圈，剪断剪钉4，上接头外侧台阶18从外筒的台阶上跌落，从而使得上接头1带动中心管2及下接头17下落，锁块导斜面16失去支撑，上提本发明的工具可使锁块 15收缩，脱离下接头17的约束，实现丢手。
权利要求
1.一种悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，其特征在于由悬挂坐封丢手总成和悬挂器封隔器连接密封套总成组成，所述悬挂坐封丢手总成由悬挂旋转丢手总成和涨封密封总成组成。
2.根据权利要求1所述的悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，其特征在于所述悬挂旋转丢手总成包括上接头(1)、中心管O)、外筒C3)和下接头(17)，所述上接头(1)与中心管螺纹连接，中心管( 与下接头(17)螺纹连接，外筒C3)套在中心管( 外，上接头(1)外侧设有阶梯状台阶18与外筒3的阶梯状台阶相对应，外筒( 和上接头(1)通过剪钉固定连接，在外筒(2)上形成有孔(5)，在外筒O)与中心管(2)之间的空隙内设置有弹簧(6)，在弹簧(6)下端设置有挡环(7)，一扭矩锁块(9)用固定螺钉(8)固定在挡环 (7)上，挡环(7)嵌在槽(19)内可上下滑动，活塞(11)通过剪钉(10)固定在中心管(2)上， 活塞(11)用螺纹与活塞套G8)连接，锁环07)套在活塞套G8)下部内侧，活塞套G8) 向上移动时，通过锁块G7)带动支撑套(5 上移，支撑套(5 用剪钉06)固定在中心管(2)上，支撑套(5 与中心管( 之间有锁环(51)，在中心管O)的对应位置形成有马牙齿(45)，锁环(51)与中心管( 通过马牙齿0 连接，使锁环(51)只能上移不能下移，锁块(15)通过连杆(13)与连杆套(57)固定，滑环(54)与支撑套(53)螺纹连接，导杆(56) 焊接在连杆套(57)上，弹簧(5 套在导杆(56)外并压紧在滑环(54)内，为锁块(15)的伸出提供弹性支撑。
3.根据权利要求2所述的悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，其特征在于在所述活塞套G8)与中心管(2)之间形成有滑动密封结构和液压密封结构，所述滑动密封结构包括依次设置的第1刚性支撑环(3 、第1柔性支撑环(3 、第1密封圈(34)、第2柔性支撑环(35)和第2刚性支撑环(36)，在外筒(2)上形成有孔(37)，当从孔(37)打压时，所述滑动密封结构推动所述活塞(11)向上移动；所述液压密封结构包括依次设置的第1锁环 (38)、第3刚性支撑环(39)、第3柔性支撑环(40)、第2密封圈(41)、第4柔性支撑环(42)、 第4刚性支撑环(43)和第2锁环(44)。
4.根据权利要求1所述的悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，其特征在于所述涨封密封总成上密封头(21)、上接头和下接头(31)，所述上密封头与悬挂旋转丢手总成下接头(17)螺纹连接，上密封头上设有密封圈(22)，密封圈0 的直径应与悬挂器或封隔器内通径匹配，上接头与上密封头螺纹连接，第1、2皮碗05、 28)安装在上接头外，且碗口朝上，皮碗(25)、皮碗08)的外径与悬挂器或封隔器内通径匹配，上接头上形成有孔(M)，孔04)对准悬挂器或封隔器的涨封孔，对悬挂器或封隔器进行座挂或涨封，球座(30)通过螺纹连接在所述涨封密封总成的下接头(31)内。
5.根据权利要求1所述的悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，其特征在于所述悬挂器封隔器连接密封套总成包括上密封筒(58)和下密封筒(60)，下密封筒(60)的下端形成下接头(63)，下接头(6 以螺纹连接方式与悬挂器或封隔器连接，下密封筒(60)内侧设有卡槽(62)，卡槽(62)的宽度与锁块(15)的宽度相同，卡槽的支撑面(61)与锁块(15) 的支持面(14)角度吻合，下密封筒(60)的内通径与下接头(17)的最大外径相同，下密封筒(60)上设有扭矩槽(64)，其宽度与扭矩锁块(9)的宽度相同。
全文摘要
本发明公开了一种悬挂器封隔器通用可旋转坐封丢手工具，它由坐封丢手总成和悬挂器封隔器连接密封套总成组成，所述坐封丢手总成由悬挂旋转丢手总成和涨封密封总成组成。该工具结构简单可靠，不需要通过螺纹连接悬挂器或封隔器，可承载较高的拉、压载荷，能够用较大扭矩带动尾管旋转，具有机械与液压两种丢手方式，可适应任何一种通过液压坐封的悬挂器或封隔器，可回收重复利用。
文档编号E21B23/08GK102493774SQ201110425748
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者刘志斌, 张鹏, 田文江, 程智远, 詹鸿运, 郑永哲, 韩永亮, 骆劲羽 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司