本发明涉及固完井悬挂器技术领域，是一种悬挂封隔一体式单液缸可自锁悬挂器。
背景技术：
目前尾管固完井施工中使用的封隔器和尾管悬挂器为单独设计，因此在施工中，将封隔器和尾管悬挂器连接使用后，使两者组成的工具串长度较长（即增加尾管悬挂器的长度），并且由于是使用两个工具进行封隔和悬挂，所以其施工操作步骤较多，同时，现有封隔器的坐封方式多为机械式坐封，机械式坐封过程存在难以有效、充分坐封的弊端，另外，以上两者同时使用时，其在恶劣工况下，工具悬挂或坐封可靠性降低。
技术实现要素：
本发明提供了一种悬挂封隔一体式单液缸可自锁悬挂器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有尾管固完井施工中使用的封隔器和尾管悬挂器为单独设计，以及在恶劣工况下，工具悬挂或坐封可靠性降低的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种悬挂封隔一体式单液缸可自锁悬挂器，包括本体，在本体的上部外侧固定安装有悬挂总成，在悬挂总成的下部内侧设置有密封环台，密封环台密封套装在本体外侧，在本体的下部外侧限位安装有坐封总成，在密封环台与坐封总成之间的本体外侧间隔安装有衬套，衬套的上部外侧与密封环台下方的悬挂总成通过剪切销钉固定安装，在衬套与密封环台之间形成液压室，与液压室内外对应的本体上分布有只有一个与液压室相通的循环孔，在悬挂总成的下端内侧设置有能防止下行后的衬套上行的外锁定机构，在循环孔下方的衬套内侧与本体外侧之间设置有能防止下行后的衬套上行的内止回装置。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述衬套上端外侧设置有套装在悬挂总成内侧的上外凸缘，在上外凸缘下方的衬套外侧设置下外凸缘，下外凸缘与悬挂总成通过剪切销钉固定安装；外锁定机构为阻挡块，在悬挂总成的下端设置有径向通孔，径向通孔的外端呈外窄内宽的梯形，阻挡块的外端设置有与径向通孔外端对应的梯形段，阻挡块的外端与径向通孔的外端设置有间距，阻挡块的内端套装在下外凸缘下方的衬套内侧，阻挡块的上端内侧设置有由下至上向外倾斜的外导引斜面，在下外凸缘的下端设置有与外导引斜面配合的内导引斜面；在衬套上端内侧设置有套装在本体外侧的上内凸缘，在上内凸缘下方的衬套内侧设置有下内凸缘，下内凸缘为内止回装置，循环孔与坐封总成之间的本体外侧设置有齿尖朝下的内卡齿，在下内凸缘内侧设置与内卡齿配合的外卡齿，外卡齿与内卡齿啮合。
上述衬套采用肋条型衬套，肋条型衬套包括上部的密封段和下部的压缩施力段，在密封段与压缩施力段之间周向间隔固定有至少两个肋条，肋条为弹簧钢材质的肋条，上外凸缘和上内凸缘分别设置在密封段的外侧和内侧，在肋条的中部外侧设置有外凸起，在肋条的中部内侧设置有内凸起，所有圆周分布的肋条的外凸起形成下外凸缘，所有圆周分布的肋条的内凸起形成下内凸缘。
上述液压室下方的悬挂总成内侧自上而下设置有相互衔接的第一凹槽和第二凹槽，上外凸缘和下外凸缘均与第一凹槽间隙配合，第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度。
上述悬挂总成包括锥套本体和一体式悬挂卡瓦，锥套本体固定在本体的上部外侧；一体式悬挂卡瓦包括卡瓦筒体，密封环台设置在卡瓦筒体上部内侧，径向通孔设置在卡瓦筒体下端，液压室下方的卡瓦筒体与衬套外侧通过剪切销钉固定安装，第一凹槽和第二凹槽自上而下设置在液压室下方的卡瓦筒体的内侧；在密封环台与锥套本体之间形成能使一体式悬挂卡瓦上行的移动间距；在密封环台上方的卡瓦筒体上圆周间隔设置有至少两个卡瓦，在每个卡瓦内侧均设置有由下至上向外倾斜的滑动斜面；在锥套本体的外侧圆周间隔设置有与卡瓦对应的筋条，在筋条的下部外侧设置有与滑动斜面对应的配合斜面，卡瓦通过滑动斜面套装在筋条的配合斜面上，在锥套本体的下端内侧设置有开口朝下的第一开口限位环槽，与第一开口限位环槽内外对应的本体外侧设置有第一限位凹槽，在第一开口限位环槽和第一限位凹槽内同时安装有第一限位挡圈。
上述锥套本体上方的本体外侧套装有上压盖，在上压盖的内侧设置有开口朝下的第二开口限位环槽，与第二开口限位环槽内外对应的本体外侧设置有第二限位凹槽，在第二开口限位环槽和第二限位凹槽内同时安装有第二限位挡圈，与第二开口限位环槽内外对应的上压盖设置有与第二开口限位环槽相通的固定孔，上压盖和第二限位挡圈通过在固定孔内固定安装紧固件固定连接。
上述坐封总成包括波纹型压缩筒体，在波纹型压缩筒体外侧固定有压缩支撑体，在压缩支撑体外侧的波谷内固定有橡胶体，在肋条型衬套的压缩施力段内侧设置有套装在本体外侧的限位凸台，压缩支撑体的上端套装在波纹型压缩筒体与限位凸台之间的压缩施力段内侧与本体外侧之间。
上述坐封总成下方的本体外侧限位安装有下压盖，在下压盖的上部内侧设置有开口朝上的第三开口限位环槽，与第三开口限位环槽内外对应的本体外侧设置有第三限位凹槽，在第三开口限位环槽和第三限位凹槽内同时安装有第三限位挡圈，压缩支撑体的下端套装在波纹型压缩筒体与第三限位挡圈之间的下压盖内侧与本体外侧之间。
上述下压盖底端固定有套装在本体外侧的限位环，在限位环内侧设置有开口朝上的第四开口限位环槽，与第四开口限位环槽内外对应的本体外侧设置有第四限位凹槽，在第四开口限位环槽和第四限位凹槽内同时安装有第四限位挡圈。
上述第一限位挡圈、第二限位挡圈、第三限位挡圈和第四限位挡圈均采用两半式挡圈；或/和，在密封环台内侧与本体外侧之间设置有至少一道密封圈，在上外凸缘外侧与卡瓦筒体内侧之间设置有至少一道密封圈，在上内凸缘的内侧与本体外侧之间设置有至少一道密封圈；或/和，在本体的上端内侧或外侧设置有螺纹，在本体的下端内侧或外侧设置有螺纹。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其将悬挂与封隔坐封集成一体，其使用一个液缸完成本悬挂器的悬挂和封隔坐封，从而能够缩短尾管悬挂器的长度，减小其施工操作步骤；另外，通过外锁定机构和内止回装置的双重锁定作用，使本发明的悬挂和坐封可靠性更高，即使在恶劣工况下，其可靠性也优于现有悬挂器和封隔器。
附图说明
附图1为初始状态下，本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
附图2为附图1中A处的放大结构示意图。
附图3为肋条型衬套的立体放大结构示意图。
附图4为肋条型衬套主视剖视放大结构示意图。
附图5为波纹型压缩筒体主视放大结构示意图。
附图6为坐封总成完全涨封后，本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为本体，2为密封环台，3为剪切销钉，4为液压室，5为循环孔，6为上外凸缘，7为下外凸缘，8为阻挡块，9为径向通孔，10为肋条，11为内导引斜面，12为上内凸缘，13为下内凸缘，14为外卡齿，15为内卡齿，16为密封段，17为压缩施力段，18为肋条型衬套，19为第一凹槽，20为第二凹槽，21为锥套本体，22为卡瓦筒体，23为移动间距，24为卡瓦，25为滑动斜面，26为筋条，27为配合斜面，28为第一限位挡圈，29为上压盖，30为第二限位挡圈，31为紧固件，32为波纹型压缩筒体，33为压缩支撑体，34为橡胶体，35为限位凸台，36为下压盖，37为第三限位挡圈，38为限位环，39为第四限位挡圈，40为密封圈。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1至5所示，该悬挂封隔一体式单液缸可自锁悬挂器包括本体1，在本体1的上部外侧固定安装有悬挂总成，在悬挂总成的下部内侧设置有密封环台2，密封环台2密封套装在本体1外侧，在本体1的下部外侧限位安装有坐封总成，在密封环台2与坐封总成之间的本体1外侧间隔安装有衬套，衬套的上部外侧与密封环台2下方的悬挂总成通过剪切销钉3固定安装，在衬套与密封环台2之间形成液压室4，与液压室4内外对应的本体1上分布有只有一个与液压室4相通的循环孔5，在悬挂总成的下端内侧设置有能防止下行后的衬套上行的外锁定机构，在循环孔5下方的衬套内侧与本体1外侧之间设置有能防止下行后的衬套上行的内止回装置。
将尾管悬挂于本发明本体1的下端，然后将本发明和尾管下入井内设定位置，然后投球憋压，压力液通过循环孔5进入液压室4，当压力达到一定值后，剪切销钉3被剪断，悬挂总成解除束缚，悬挂总成上移，然后提高压力液压力，衬套下行，衬套推动坐封总成变形膨胀，当坐封总成充分变形膨胀后，外锁定机构和内止回装置同时锁定衬套，对衬套限位，使衬套不会上移，完成悬挂总成悬挂于套管中，并且完成本发明的坐封。
由于本发明将悬挂与封隔坐封集成一体，其使用一个液缸（液压室4）完成本悬挂器的悬挂和封隔坐封，从而能够缩短尾管悬挂器的长度，减小其施工操作步骤；另外，通过外锁定机构和内止回装置的双重锁定作用，使本发明的悬挂和坐封可靠性更高，即使在恶劣工况下，其可靠性也优于现有悬挂器和封隔器。
并且本发明可以与传统的机械或液压坐封形式的封隔器同时使用，以便更好的实现井筒封隔。
本悬挂器主要用于油气田尾管固完井作业中，尤其适用于稠油尾管悬挂筛管完井作业。
可根据实际需要，对上述悬挂封隔一体式单液缸可自锁悬挂器作进一步优化或/和改进：
如附图1、2所示，在衬套上端外侧设置有套装在悬挂总成内侧的上外凸缘6，在上外凸缘6下方的衬套外侧设置下外凸缘7，下外凸缘7与悬挂总成通过剪切销钉3固定安装；外锁定机构为阻挡块8，在悬挂总成的下端设置有径向通孔9，径向通孔9的外端呈外窄内宽的梯形，阻挡块8的外端设置有与径向通孔9外端对应的梯形段，阻挡块8的外端与径向通孔9的外端设置有间距，阻挡块8的内端套装在下外凸缘7下方的衬套内侧，阻挡块8的上端内侧设置有由下至上向外倾斜的外导引斜面，在下外凸缘7的下端设置有与外导引斜面配合的内导引斜面11；在衬套上端内侧设置有套装在本体1外侧的上内凸缘12，在上内凸缘12下方的衬套内侧设置有下内凸缘13，下内凸缘13为内止回装置，循环孔5与坐封总成之间的本体1外侧设置有齿尖朝下的内卡齿15，在下内凸缘13内侧设置与内卡齿15配合的外卡齿14，外卡齿14与内卡齿15啮合。
上外凸缘6、上内凸缘12、下外凸缘7和下内凸缘13的设置，使上外凸缘6与下外凸缘7之间、下外凸缘7以下的衬套与悬挂总成之间留有间隙，并使上内凸缘12和下内凸缘13之间、下内凸缘13以下的本体1与衬套之间留有间隙，该间隙的设置，能够在剪切销钉3被剪断后，衬套下行的阻力减小，并且剪切销钉3剪断后，衬套下行过程中，阻挡块8的外端与径向通孔9的外端设置的间距，能够在下外凸缘7越过阻挡块8时，阻挡块8被顶入径向通孔9内，当下外凸缘7越过阻挡块8后，由于井眼为水平井或斜井，阻挡块8会从径向通孔9内掉落至衬套与悬挂总成之间，然后阻挡块8被卡在衬套与悬挂总成之间，同时，衬套在下行过程中，下内凸缘13沿着内卡齿15下移，当坐封总成充分膨胀后，降低压力液压力，此时，由于内卡齿15齿尖朝下，内卡齿15和外卡齿14的啮合，使下内凸缘13被卡住锁定，同时下外凸缘7被阻挡块8阻挡，使衬套被锁定，无法上行（如附图6所示）；由此保证本发明悬挂总成悬挂的稳定性和坐封总成坐封封隔的稳定性。
外导引斜面和内导引斜面11的设置，能够便于下外凸缘7越过阻挡块8。
也可以在阻挡块8梯形段外侧的径向通孔9内放置压缩弹簧，当下外凸缘7越过阻挡块8后，顶入径向通孔9的阻挡块8会在压缩弹簧的作用下，掉落至衬套与悬挂总成之间。
如附图3、4所示，衬套采用肋条型衬套18，肋条型衬套18包括上部的密封段16和下部的压缩施力段17，在密封段16与压缩施力段17之间周向间隔固定有至少两个肋条10，肋条10为弹簧钢材质的肋条，上外凸缘6和上内凸缘12分别设置在密封段16的外侧和内侧，在肋条10的中部外侧设置有外凸起，在肋条10的中部内侧设置有内凸起，所有圆周分布的肋条10的外凸起形成下外凸缘7，所有圆周分布的肋条10的内凸起形成下内凸缘13。
下外凸缘7和下内凸缘13分别设置在肋条10的外侧和内侧。
肋条型衬套18的实用，能够进一步便于减少衬套下行的阻力。
径向通孔9的外端呈外窄内宽的梯形时，能够防止阻挡块8掉出本悬挂器外。
同时，当井下温度升高时，井下压力升高，使本发明受到向上的推力，由于肋条10的材质为弹簧钢材，肋条10会发生微变形，能够增加衬套与悬挂总成之间、衬套与坐封总成之间的挤压力，从而加强悬挂总成的悬挂稳定性和坐封总成坐封稳定性，使本发明能够适用于高温恶劣工况。
如附图1、2所示，在液压室4下方的悬挂总成内侧自上而下设置有相互衔接的第一凹槽19和第二凹槽20，上外凸缘6和下外凸缘7均套装在第一凹槽19内，第一凹槽19的深度小于第二凹槽20的深度。
第二凹槽20深度大于第一凹槽19深度的设置，一方面，当下外凸缘7下行至第二凹槽20处时，下外凸缘7不再受到悬挂总成的径向束缚，减少悬挂总成内壁面对下外凸缘7的摩擦力；另一方面，下外凸缘7越过阻挡块8后，便于阻挡块8掉落在衬套与悬挂总成之间。
如附图1、2所示，悬挂总成包括锥套本体21和一体式悬挂卡瓦，锥套本体21固定在本体1的上部外侧；一体式悬挂卡瓦包括卡瓦筒体22，密封环台2设置在卡瓦筒体22上部内侧，径向通孔9设置在卡瓦筒体22下端，液压室4下方的卡瓦筒体22与衬套外侧通过剪切销钉3固定安装，第一凹槽19和第二凹槽20自上而下设置在液压室4下方的卡瓦筒体22的内侧；在密封环台2与锥套本体21之间形成能使一体式悬挂卡瓦上行的移动间距23；在密封环台2上方的卡瓦筒体22上圆周间隔设置有至少两个卡瓦24，在每个卡瓦24内侧均设置有由下至上向外倾斜的滑动斜面25；在锥套本体21的外侧圆周间隔设置有与卡瓦24对应的筋条26，在筋条26的下部外侧设置有与滑动斜面25对应的配合斜面27，卡瓦24通过滑动斜面25套装在筋条26的配合斜面27上，在锥套本体21的下端内侧设置有开口朝下的第一开口限位环槽，与第一开口限位环槽内外对应的本体1外侧设置有第一限位凹槽，在第一开口限位环槽和第一限位凹槽内同时安装有第一限位挡圈28。
剪切销钉3被剪断后，一体式悬挂卡瓦上行，卡瓦24沿着配合斜面27上行。第一挡圈对锥套本体21起到下限位作用。
如附图1、2所示，在锥套本体21上方的本体1外侧套装有上压盖29，在上压盖29的内侧设置有开口朝下的第二开口限位环槽，与第二开口限位环槽内外对应的本体1外侧设置有第二限位凹槽，在第二开口限位环槽和第二限位凹槽内同时安装有第二限位挡圈30，与第二开口限位环槽内外对应的上压盖29设置有与第二开口限位环槽相通的固定孔，上压盖29和第二限位挡圈30通过在固定孔内固定安装紧固件31固定连接。
上压盖29对锥套本体21起到上限位作用。紧固件31可以采用固定销钉或螺丝钉等紧固件31。
如附图1、2、5所示，坐封总成包括波纹型压缩筒体32，在波纹型压缩筒体32外侧固定有压缩支撑体33，在压缩支撑体33外侧的波谷内固定有橡胶体34，在肋条型衬套18的压缩施力段17内侧设置有套装在本体1外侧的限位凸台35，压缩支撑体33的上端套装在波纹型压缩筒体32与限位凸台35之间的压缩施力段17内侧与本体1外侧之间。
压缩支撑体33的上端位于压缩施力段17与本体1外侧之间时，能够使锥套给予坐封总成有效的下行作用力，使坐封总成胀封更加稳定。
如附图1、2所示，在坐封总成下方的本体1外侧限位安装有下压盖36，在下压盖36的上部内侧设置有开口朝上的第三开口限位环槽，与第三开口限位环槽内外对应的本体1外侧设置有第三限位凹槽，在第三开口限位环槽和第三限位凹槽内同时安装有第三限位挡圈37，压缩支撑体33的下端套装在波纹型压缩筒体32与第三限位挡圈37之间的下压盖36内侧与本体1外侧之间。
下压盖36对坐封总成起到下限位作用。
如附图1、2所示，在下压盖36底端固定有套装在本体1外侧的限位环38，在限位环38内侧设置有开口朝上的第四开口限位环槽，与第四开口限位环槽内外对应的本体1外侧设置有第四限位凹槽，在第四开口限位环槽和第四限位凹槽内同时安装有第四限位挡圈39。
限位环38进一步对坐封总成限位。
如附图1、2所示，第一限位挡圈28、第二限位挡圈30、第三限位挡圈37和第四限位挡圈39均采用两半式挡圈；或/和，在密封环台2内侧与本体1外侧之间设置有至少一道密封圈40，在上外凸缘6外侧与卡瓦筒体22内侧之间设置有至少一道密封圈40，在上内凸缘12的内侧与本体1外侧之间设置有至少一道密封圈40；或/和，在本体1的上端内侧或外侧设置有螺纹，在本体1的下端内侧或外侧设置有螺纹。
两半式挡圈由两个对称的半圆形挡圈组成，更易于拆装。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程：尾管固完井施工中，当连接有尾管串的本发明送至设计位置时，投球憋压，当压力达到剪切销钉3剪断压力时，剪切销钉3被剪断，一体式悬挂卡瓦上移，当卡瓦24完全坐挂时，肋条型衬套18的下外凸缘7失去来自一体式悬挂卡瓦内壁束缚，此时提高液压力，当达到肋条型衬套18驱动压力时，肋条型衬套18下行，当坐封总成完全变形涨封时，肋条型衬套18的下外凸缘7运行至阻挡块8下方，阻挡块8下落，对下外凸缘7实现限位，坐封成功，在此过程中，下内凸缘13的倒齿始终与本体1外壁倒齿（内卡齿15）配合保持反向自锁。