專利名稱：可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油固井技術領域，特別涉及一種用于尾管固井的 尾管懸掛器，是一種可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器。
背景技術：
尾管懸掛固井技術能減少固井套管重疊，節約套管；降低注水泥的 壓力；簡化井身結構，解決深井、復雜井的固井難題。目前，尾管懸掛器按照其座掛的方式可以分為卡瓦式和膨脹式尾管 懸掛器。總體來說，卡瓦式尾管懸掛器有座掛不可靠，座掛后通徑變小， 座封效果不好，套管環空水泥環存在密封泄漏問題，還存在下入工具后 丟手失敗等問題。中國專利公告號CN2159452Y提供了一種隨位自動懸掛尾管裝置，是一種典型的卡瓦式隨位自動脫掛尾管懸掛器，其采用卡瓦與套管內壁進 行懸掛。該尾管懸掛器座掛后，尾管內部的通徑小，不利于后續作業， 并且在下入尾管懸掛器和注水泥的過程中尾管不能旋轉，固井質量不好。 現有膨脹式尾管懸掛器結構較復雜。US7225880B2是一種膨脹式尾 管懸掛器，其利用液壓力脹開膨脹管，使膨脹管與套管進行懸掛。該尾 管懸掛器采用從上向下脹開膨脹管的方式，結構復雜。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，完成 尾管懸掛固井，并克服卡瓦式尾管懸掛器采用卡瓦座掛，座掛不可靠， 座掛后通徑變小；克服膨脹式尾管懸掛器采用從上向下脹開膨脹管的方式，結構復雜的不足。本實用新型采取的技術方案是可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，主 要由送入接頭、水泥膠塞、中心管、膨脹管、脹塞、剪釘、密封膠塞、 膠塞導管、阻擋環和下連接管組成。送入接頭上端有螺紋，能連接鉆具。 送入接頭下端外壁與膨脹管之間采用花鍵連接；送入接頭下端內壁與中 心管螺紋連接。中心管下端通過剪釘固定有一個密封膠塞。密封膠塞的 內徑比中心管的內徑小8—20毫米。脹塞在中心管和膨脹管之間的環形 空間內的下端，施工時脹塞自下向上脹開膨脹管。脹塞與中心管之間動 密封配合，脹塞能在中心管上面滑動。膠塞導管連接在膨脹管的下端； 膠塞導管下端螺紋連接下連接管，下連接管的下端有螺紋，下連接管的 作用是連接需要懸掛的尾管；一個阻擋環坐放于下連接管的內部臺肩上。 阻擋環上部中心孔的直徑與密封膠塞下端外徑相同，阻擋環下部中心孔 的內徑小于密封膠塞下端外徑。為了使膨脹管與套管懸掛更牢固，膨脹管的外側至少有一個環形凸 起，環形凸起的截面為梯形，環形凸起外部邊沿直徑與膨脹管的端部直 徑相同。膨脹管外壁直接與套管內壁密封；也可以采用橡膠密封，即在膨脹 管外壁上套有橡膠圈；或者在膨脹管外壁上套有金屬與橡膠組合密封圈， 采用金屬與橡膠組合密封。膨脹管和脹塞的結構采用的是固井用膨脹管和脹塞的結構，使用方 法與膨脹管固井方法相同，本領域技術人員熟悉，不詳細介紹。本實用新型的有益效果是本實用新型可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛 器與現有的技術相比的優點在于送入接頭與膨脹管采用花鍵的連接方 式。 一方面，在尾管下入的過程中可以帶可鉆鉆頭旋轉鉆進，便于尾管 的順利下入， 一方面，在注水泥的過程中可以邊注水泥邊旋轉尾管，提 高水泥環固井質量，延長油井壽命。本實用新型利用液壓力作用，推動脹塞自下向上脹開膨脹管。利用液壓脹開膨脹管與套管內壁緊密接觸進 行懸掛尾管。在結構設計有較大的改進，打破傳統尾管懸掛器結構，該 液壓膨脹式尾管懸掛器在實際應用當中，結構簡單，操作簡便；懸掛成 功率高，密封質量好；尾管懸掛后，管柱內通徑大，便于采取增產措施。
圖1是本實用新型可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器結構剖面示意圖。 是實施例1的結構示意圖。圖2是圖1的A-A剖面的放大圖。圖中，l.送入接頭，2.水泥膠塞，3.中心管，4.膨脹管，5.脹塞， 6.剪釘，7.密封膠塞，8.膠塞導管，9.阻擋環，IO.下連接管，11.環形凸起。
具體實施方式
實施例1:參閱圖1。以9-5/8"規格的可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛 器為例，進行詳細說明。可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，送入接頭1上端有NC50鉆桿螺紋接 頭，能連接5-1/2"鉆柱。水泥膠塞2可以采用常規鉆桿膠塞。中心管3 長度1320mm，內徑與上部鉆桿內徑相同。膨脹管4兩端的外徑C 210mm， 外側有10個環形凸起，環形凸起外部邊沿直徑與膨脹管4的端部直徑相 同。脹塞5采用環形脹塞。剪釘6剪斷壓力8MPa。密封膠塞7尺寸規格 相當于套管膠塞。膠塞導管8是固井需要懸掛的套管，可懸掛7"套管。 阻擋環9的作用是阻擋密封膠塞7與水泥膠塞2組成的復合膠塞沿膠塞 導管8下行，使復合膠塞在阻擋環9處碰壓的。參閱圖2。送入接頭1下端外壁與膨脹管4之間采用花鍵連接。參 閱圖l。在膨脹管4外壁的膨脹段上套有3個橡膠圈。送入接頭l下端內壁與中心管3螺紋連接。中心管3下端通過剪釘6固定有一個密封膠 塞7。密封膠塞7的內徑比中心管3的內徑小12毫米。脹塞5在中心管 3和膨脹管4之間的環形空間，脹塞5與中心管3之間動密封配合，脹 塞5能在中心管3上面滑動；膠塞導管8連接在膨脹管4的下端；膠塞 導管8下端螺紋連接下連接管10，下連接管10的下端有螺紋，下連接 管10下端能懸掛尾管； 一個阻擋環9坐放于下連接管10的內部臺肩上。 阻擋環9上部中心孔的直徑與密封膠塞7下端外徑相同，阻擋環9下部 中心孔的內徑小于密封膠塞7下端外徑18毫米。簡述本實用新型的工作過程，有助于理解本實用新型。當懸掛的尾 管下到預定位置的時候，將設計好一定量的水泥注入送入管柱后，向管 柱內投入水泥膠塞2。繼續泵入完井液，完井液推動水泥膠塞2沿中心 管3內壁向下運動，水泥膠塞2向下運動到密封膠塞7上部碰壓，并剪 斷剪釘6，水泥膠塞2和密封膠塞7組成的復合膠塞在完井液的推動下 沿膠塞導管8內壁繼續下行，同時刮去膠塞導管8內壁上殘留的水泥， 到達阻擋環9處二次碰壓。在水泥固井工序中我們能夠旋轉全部送入管 柱，即通過花鍵帶動膨脹管4、膠塞導管8、下連接管10和下部連接的 尾管進行旋轉，從而實現在尾管注水泥固井施工中，全過程旋轉尾管。 再次憋壓，地面繼續泵入完井液，當壓力增加到一定值時，完井液推動 脹塞5沿中心管3向上滑動，脹開膨脹管4，使膨脹管4外壁與上層套管內壁接觸和脹合，形成了堅固而可靠的座封，實現尾管座掛。同時自 動丟手。丟手后，提出脹塞5、中心管3和送入接頭1至井口，使用常 規鉆井工具可以繼續鉆進。實施例2:參閱圖l。實施例2與實施例l基本相同，不同點是在 膨脹管4的膨脹段的外壁上套有金屬與橡膠組合的密封圈。膨脹管4的 外側有5個環形凸起11，環形凸起11的截面為梯形，環形凸起ll外部 邊沿直徑與膨脹管4的端部直徑相同。
權利要求1、一種可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，主要由送入接頭(1)、水泥膠塞(2)、中心管(3)、膨脹管(4)、脹塞(5)、剪釘(6)、密封膠塞(7)、膠塞導管(8)、阻擋環(9)和下連接管(10)組成，其特征是送入接頭(1)上端有螺紋，能連接鉆具，送入接頭1下端外壁與膨脹管4之間采用花鍵連接；送入接頭(1)下端內壁與中心管(3)螺紋連接，中心管(3)下端通過剪釘(6)固定有一個密封膠塞(7)，密封膠塞(7)的內徑比中心管3的內徑小8-20毫米，脹塞(5)在中心管(3)和膨脹管(4)之間的環形空間內的下端，脹塞(5)與中心管(3)之間動密封配合，脹塞(5)能在中心管(3)上面滑動；膠塞導管(8)連接在膨脹管(4)的下端；膠塞導管(8)下端螺紋連接下連接管(10)，下連接管(10)的下端有螺紋；一個阻擋環(9)坐放于下連接管(10)的內部臺肩上，阻擋環(9)上部中心孔的直徑與密封膠塞(7)下端外徑相同，阻擋環(9)下部中心孔的內徑小于密封膠塞(7)下端外徑。
2、 根據權利要求1所述的可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，其特征是 膨脹管(4)的外側至少有一個環形凸起(11)，環形凸起(ll)的截面為梯 形，環形凸起(11)外部邊沿直徑與膨脹管(4)的端部直徑相同。
3、 根據權利要求1或2所述的可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，其特 征是在膨脹管(4)外壁上套有橡膠圈。
4、 根據權利要求1或2所述的可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，其特 征是在膨脹管(4)外壁上套有金屬與橡膠組合密封圈。
專利摘要可旋轉液壓膨脹式尾管懸掛器，應用于尾管固井施工中。特征是送入接頭上端有螺紋，能連接鉆具。送入接頭下端外壁與膨脹管之間花鍵連接；送入接頭下端內壁與中心管螺紋連接。中心管下端采用剪釘固定有密封膠塞；脹塞在中心管和膨脹管之間的環形空間；膠塞導管連接在膨脹管的下端；膠塞導管下端螺紋連接下連接管；阻擋環坐放于下連接管的內部臺肩上。阻擋環上部中心孔的直徑與密封膠塞下端外徑相同，阻擋環下部中心孔的直徑小于密封膠塞下端外徑。效果是利用液壓脹開膨脹管與套管內壁緊密接觸進行懸掛尾管。懸掛成功率高，密封質量好；管柱內通徑大。送入接頭與膨脹管之間花鍵連接，在下入過程中能帶可鉆鉆頭旋轉鉆進。
文檔編號E21B23/00GK201106427SQ20072019044
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月29日 優先權日2007年11月29日
發明者于永亮, 任榮權, 張燕萍, 軍 王, 輝 王 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院