一种伸缩式下套管分段工具的制作方法

本发明涉及油气田井筒施工工具技术领域，尤其涉及一种伸缩式下套管分段工具。

背景技术：

随着非常规油气田、海油陆采油气田的开发，大位移井、长水平段水平井越来越多，通常由于地质条件、定向施工水平等原因，井眼会出现轨迹全角变化率大、实钻井眼轨迹差，斜井段出现一个或多个狗腿度极值拐点、井径扩大率大、钻井液密度高等工程问题，大大增加了下套管的摩擦阻力，从而使套管下到设计井深非常困难。对于高摩阻井眼下套管，可以根据井眼摩阻分布情况，对套管柱进行分段，把处于高摩阻井段的套管柱分隔出来，相对于较低摩阻的套管柱可以轴向伸缩活动，针对高摩阻井段的这段套管采用针对性的技术措施，克服摩阻下放到位，进而下入整个套管柱。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种伸缩式下套管分段工具，用于分隔套管柱中高摩阻井段的套管柱，便于采用相关技术措施减摩降阻下入该段套管，下段管柱相对上段套管柱可轴向自由伸缩，上段套管柱可以旋转、拖拽或冲击下端套管柱促使下段套管柱下入，达到在高摩阻井眼状况下下入套管的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种伸缩式下套管分段工具，包括上接头、筒体和下接头，所述筒体为外筒体和内筒体轴向插接密封配合，上接头与外筒体上端螺纹连接，内筒体穿过外筒体与下接头螺纹连接；在内筒体上段的外壁上周向设置凹凸键槽，外筒体下段的内壁上周向设置与内筒体上的凹凸键槽插接、阻挡配合的内支撑块组。

上述方案进一步包括：

在内筒体的上端连接上密封套，上密封套与外筒体内壁构成轴向滑动密封配合；在外筒体下端连接下密封套，下密封套与内筒体构成轴向滑动密封配合。

所述上密封套外壁上部布置有外导向带槽、密封槽，以及与外导向带槽、密封槽配合的外导向带、密封圈，上密封套中部是与限位销配合的限位销孔，限位销同时与内筒体顶部设置的限位槽构成轴向限位配合，上密封套下部是与内筒体连接的内螺纹；所述下密封套内壁下部布置有内导向带槽、密封槽，以及与内导向带槽、密封槽配合的内导向带、密封圈，下密封套外壁上部是与外筒体连接的外螺纹。

在内筒体外壁的凹凸键槽下方间隔设置1-5道外支撑块组，每个外支撑块道与上方的凹凸键槽的凸键相对应；在外筒体内壁的内支撑块组间隔设置1-5道。

在外筒体和内筒体相互配合的内支撑块组和外支撑块组之间设置扇形键。

在内外筒体结合部还设置有主密封组合，该主密封组合包括设置在外筒体内壁上的o型密封圈和主密封套。

所述外筒体和内筒体均为薄壁筒体，外筒体外壁和内筒体内壁均为等直径柱面，且内筒体的内径和上下接上的内径一致。

本发明相对于现有技术，具有如下的有益效果：

1、伸缩式下套管分段工具内径与相应套管内径相同，外径略大于套管接头外径，两端接头采用普通套管螺纹，该工具可以把处于高摩阻井眼段的套管柱分隔出来，便于对该段套管柱采用针对性下入措施。

2、伸缩式下套管分段工具采用一级密封和主密封组合的密封方式，一级密封组合用于刮泥挡砂，保障主密封组合安全可靠工作，主密封组合动摩擦阻力小，工作寿命长。

3、伸缩式下套管分段工具采用多级支撑块结构，工具内筒体相对于外筒体可轴向自由伸缩，内筒体和外筒体可以传递和承载旋转、拖拽或冲击载荷。

附图说明

图1是一种伸缩式下套管分段工具全剖结构图；

图2是图1中i局部放大图,即工具主密封组合结构图；

图3是图1中ii局部放大图,即工具一级密封组合结构图；

图4是内筒结构图；

图5是外筒结构图；

图6是上密封套结构图；

图7是下密封套结构图。

图中：上接头1、上密封套2、限位销3、外筒体4、扇形键5、内筒体6、下密封套7、下接头8、c型滑环9、主密封套10、外导向带11、外导向带槽201、限位销孔202、密封槽203、内螺纹204、与上接头连接的螺纹401、静密封面402、内支撑块组403、与下密封套连接的螺纹404、限位槽601、与上密封套连接的螺纹602、主密封槽603、外支撑块组604、与下接头连接的螺纹605、密封槽606、外螺纹701、密封槽702、内导向带槽703。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，本发明提到的一种伸缩式下套管分段工具，包括上接头1、上密封套2、限位销3、外筒体4、扇形键5、内筒体6、下密封套7、下接头8、c型滑环9、主密封套10、外导向带11、一级密封组合ii和主密封组合i。

上接头1与外筒体4上端螺纹连接，下密封套7与外筒体4下端螺纹连接，内筒体6穿过外筒体4与下接头8螺纹连接，内筒体6上端与上密封套2螺纹连接，由限位销3止转，扇形键5置于外筒体4和内筒体6相互配合的支撑块组之间，由下密封套7限位固定，外筒体4与内筒体6通过扇形键5相互传递扭矩，通过支撑块组承受拉压及悬挂载荷，支撑块组轴向间距确保外筒体4与内筒体6可以轴向自由活动一定尺寸，c型滑环9开口面与o型圈配合，布置在上密封套2和下密封套7相应位置与外导向带11一起组成工具一级密封组合ii，实现挡砂刮泥，c型滑环与o型圈布置在主密封套10两侧组成工具主密封组合i。

如图4所示，内筒体6是薄壁筒体，内侧是等直径柱面，与相应套管内径相同，外侧上部依次是限位槽601、与上密封套连接的螺纹602和主密封槽603，限位槽602与限位销3配合用于螺纹放松，其下方是轴向和周向布置的外支撑块组604，外支撑块组604周向相互间隙的弧度与块体自身弧度相同，轴向间距大于外支撑块轴向长度与工具轴向可动距离之和，内支撑块的四面用于承受拉、压及扭转载荷，外侧下端是与下接头连接的螺纹605和静密封槽606。

如图5所示，外筒体4是薄壁筒体，外侧是等直径柱面，内侧上端是与上接头连接的螺纹401，之下是静密封面402，中下部轴向和周向布置内支撑块组403，内支撑块组403周向相互间隙的弧度与块体自身弧度相同，轴向间距大于内支撑块轴向长度与工具轴向可动距离之和，内支撑块的四面用于承受拉、压及扭转载荷，筒体内侧下端是与下密封套连接的螺纹404。

如图6所示，上密封套2是套状回转体，筒体外侧上端依次布置外导向带槽201、密封槽203，中间是贯穿筒壁的限位销孔202，筒体内侧下端是内螺纹204。

如图7所示，下密封套7是套状回转体，筒体内侧下端依次布置内导向带槽703、密封槽702，筒体外侧上端是外螺纹701。

本发明提到的一种伸缩式下套管分段工具，其使用过程如下:在套管柱设计阶段，根据井眼摩阻分布情况，确定可伸缩套管分段工具安放位置，工具分整个套管柱为上下两段，下段管柱相对上段套管柱可轴向自由伸缩，工具上接头1连接上段套管，下接头8连接下段套管，下段管柱在其它技术措施下减摩降阻前进，内筒体6相对外筒体4伸出，上段管柱靠重力下入，内筒体6相对外筒体4缩回，上段套管柱可以旋转、拖拽及冲击下端套管柱促使下段套管柱下入，此时外筒6内支撑块与内筒4外支撑块可轴向承受悬挂和推送冲击载荷，从而达到高摩阻井眼套管下入的目的。