專利名稱：低產油井油層套管簡易懸掛裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油開采業的采油井口用來固定油層套管的簡易懸掛裝置，尤其能保證根據油層套管自由長度、后續的壓裂作業的壓力、井內液體的密度及溫度的變化等所確定懸掛載荷的準確定位，特別適用那些只有表層套管和油層套管的低壓、低滲、低產的油井。
背景技術：
套管懸掛裝置俗稱套管頭，它是在井口用來懸掛除表層之外的所有套管的裝置，這種裝置除了保證層間密封之外，非常重要的性能是能按照設計的套管井口的懸掛載荷予以準確定位。懸掛載荷的不準確，將引起套管的軸向失穩或應力過大，這都將影響套管的壽命。由于井口懸掛載荷無法準確控制，甚至在現場多次發生油層套管接箍并末落坐在環形鋼板上，有時釀成油層套管螺紋脫開的井下事故。因此，各產油國對套管懸掛裝置的設計和生產都十分重視，特別是那些需要下入多層套管的高壓油、氣井。
美國的BREAD公司生產懸掛兩層套管的懸掛裝置(一層技術套管，一層油管套管)，而MARINE WELLHEAD公司則可生產懸掛四層套管的懸掛裝置(技術套管三層，油層套管一層)。國內寶雞石油機械廠等眾多廠家也都生產套管懸掛裝置。其共同特點是結構復雜，投資較大。
但是，對于我國大量的低壓、低滲、低產的油田，投資與收益是決定著該油田是否能投入開發的關鍵因素。為此，目前我國大量采用了一種最簡單的套管懸掛裝置將兩塊半圓形的環形鋼板，襯墊在已用氣焊切除多余部分的表層套管上，油層套管的接箍座在環形鋼板上，然后將兩塊環形板電焊在表層套管上。這種套管懸掛裝置成本雖然低廉，但卻無法準確地完成懸掛載荷的定位。幾乎所有套管的鋼材均不能在常溫下焊接，因此采用焊接聯接也是一種影響油層套管安裝質量的因素。
發明內容
為克服現有正規的套管懸掛裝置結構復雜，操作麻煩，成本較高，而大量使用于現場的套管環形鋼板懸掛裝置又有無法準確定位懸掛載荷以及焊接質量無法保證的缺點，本實用新型提供一種采油井油層套管簡易懸掛裝置。該裝置不僅成本低，操作簡單，并能準確地將設計的井口套管懸掛載荷定位，而且不用焊接聯接，保證套管的安裝質量。
本實用新型解決其技術問題的技術方案是在表層套管與油層套管的環形空間內，裝入三塊均布圓周的環形卡瓦座，環形卡瓦座的外徑與表層套管的內徑相配，環形卡瓦座內徑大于油層套管的外徑1～2mm。每一環形卡瓦座上開有兩個楔形斜槽，楔形斜槽內裝有卡瓦。卡瓦的內弧形表面上有卡瓦牙齒，卡瓦的背面的楔形角與環形卡瓦座的楔形角相同，每一片卡瓦上部的背面開有同步槽。油層套管的下部用水泥封固定后，井口用鉆井機的提升系統，按設計要求，將油層套管上提到預定的懸掛載荷，然后在相應的環形卡瓦座的楔形斜槽內同時下入六塊卡瓦。為保證六塊卡瓦同步下入卡瓦座內，通過同步槽將六塊卡瓦均布的安放在同步器的兩個半環上，同步器與環形卡瓦座的上平面保持平行下移，卡瓦完全進入環形卡瓦座后，鉆井提升系統下放油層套管，油層套管即可落座在卡瓦座內。在軸向載荷的作用下，卡瓦將油層套管抱緊，而完成油層套管懸掛。
本實用新型的有益的效果是，整套裝置只有兩種零件，結構簡單，成本低，能完成正規套管懸掛裝置準確定位懸掛載荷的功能，又能避免環形鋼板套管懸掛裝置需動用電焊的缺點。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型在低產油井上的安裝位置及井內管柱示意圖。
圖2是本實用新型在低產油井上安裝后的縱向剖面結構示意圖。
圖3是圖2中的A-A剖視圖。
圖4是圖3中的B-B剖視圖。
圖5是卡瓦同步器結構示意圖。
圖中，1-油層套管接箍；2-油層套管；3-本實用新型安裝位置；4-表層套管；5-表層套管環空固井水泥；6-油層套管環空固井水泥；7-油層；8-油層套管自由長度；9-卡瓦；10-同步槽；11-環形卡瓦座；12-楔形斜槽；13-卡瓦牙；14-卡瓦楔形角；15-轉銷；16-同步器半環；17-鎖銷。
具體實施方式
在
圖1中，油層套管接箍1內有套管螺紋與采油井口相聯接，油層套管2，懸掛在本實用新型3內，本實用新型落座在表層套管4上，固井水泥6封固了油層套管2與井眼之間的環空，通過射孔導通油層7與油層套管2之間的油流通道，油層套管自由段8(未被水泥封固段)的長度一般在600-1500m。圖2所示實施例中，環形卡瓦座11為均布的三塊，下部裝入表層套管4內，上部臺階座在表層套管4的頂部。六片卡瓦9分別裝進環形卡瓦座11內。圖3所示卡瓦9的同步槽以及環形卡瓦座11內楔形斜槽的分布。圖4所示為帶有尖齒的卡瓦弧面的剖視圖，卡瓦的后部為楔形平面。圖5中，轉銷15裝在兩同步半環16的端部，同步半環16裝入卡瓦9的同步槽內10后，鎖好鎖銷17。
本實用新型是這樣工作的在油層套管固井之前要配好套管接箍位置的長度數據，固井之后，鉆機上提至設計的油層套管懸掛載荷，使油層套管處于合理的受力狀態。然后根據油層套管接箍1的位置，確定切除多余的表層套管長度。在將三塊環形卡瓦座11裝入表層套管4與油層套管2之間環形空間內，然后打開同步器，將6片卡瓦裝入同步環上，均勻的坐落到環形卡瓦座11的楔形斜槽后，并用銅榔頭均勻敲緊卡瓦9，然后放松鉆機提升系統，6片卡瓦通過斜面的放大作用抱緊油層套管2，并將油層套管2按照設計的懸掛載荷懸掛在本實用新型上。最后，打開鎖銷，拆掉同步器。由于卡瓦9的背面楔形角小于自鎖角，因此在長期工作過程中油層套管2不會發生松動。
權利要求1.一種低產油井油層套管簡易懸掛裝置，特征是在表層套管(4)與油層套管(2)的環形空間內，裝入三塊均布圓周的環形卡瓦座(11)，環形卡瓦座(11)的外徑與表層套管(4)的內徑相配，環形卡瓦座(11)的內徑大于油層套管(2)的外徑1～2mm；每一環形卡瓦座(11)上開有兩個楔形斜槽(12)，楔形斜槽(12)內裝有卡瓦(9)，卡瓦(9)的內弧形表面上有卡瓦牙齒(13)，每一片卡瓦(9)上部的背面開有同步槽(10)；通過同步槽(10)將六塊卡瓦(9)均布的安放在同步器的兩個半環(16)上。
2.根據權利1要求所述的低產油井油層套管簡易懸掛裝置，其特征是卡瓦(9)背面的卡瓦楔形角(14)與環形卡瓦座(11)上所開的楔形斜槽(12)的斜角完全相同，并推薦為5°～7°。
3.根據權利1要求所述的低產油井油層套管簡易懸掛裝置，其特征是6片卡瓦(9)的內弧形表面上的卡瓦牙(13)的硬度為HRc50-60度。
4.根據權利1要求所述的低產油井油層套管簡易懸掛裝置，其特征是同步器上的兩個同步器半環(16)的一端有可作旋轉的轉銷(15)；同步器半環(16)的厚度與卡瓦(9)上的同步槽(10)系滑配合；兩同步器半環(16)的另一端有滑配合的鎖銷(17)。
專利摘要低產油井油層套管簡易懸掛裝置，由圓周均布的三塊環形卡瓦座及卡瓦組成。每一個環形卡瓦座上均布的開有兩個帶斜角的開口槽，每個槽內均安裝有背面斜角相同的卡瓦。通過同步器使裝入三塊環形卡瓦座的卡瓦在軸向能均勻下滑道卡瓦座與油層套管的環空內。本實用新型結構非常簡單，成本比當前通用的環形鋼板略高，但其優點是具有使油層套管受力均勻，能按設計要求準確地定位套管懸掛載荷的大小；同時可避免環形鋼板與套管體要進行電焊作業的問題。
文檔編號E21B33/04GK2674077SQ20042000518
公開日2005年1月26日 申請日期2004年2月14日 優先權日2004年2月14日
發明者龔偉安 申請人:龔偉安