一种镶块式套管卡瓦的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种镶块式套管卡瓦，包括小套管卡瓦和大套管卡瓦，所述大套管卡瓦外固定套设有至少一个所述小套管卡瓦。所述大套管卡瓦包括外壳，所述外壳上设有锯齿扣和至少一个凹槽,每个所述凹槽上设有通孔;所述外壳上设有至少一个剪切销钉孔，用于安装剪切销钉，使大套管卡瓦固定在悬挂封隔器上；所述小套管卡瓦包括本体,所述本体上表面设有锯齿扣,所述本体下表面连接有倒钩,每个所述凹槽内嵌入一个所述本体,所述倒钩卡入所述凹槽的通孔内。本发明镶块式套管卡瓦能够与套管壁咬合的深度更深，同时采用本发明的结构能大大提高悬挂封隔器使用的可靠性，从而提高酸化压裂增产施工可靠性，大大降低了施工风险。
【专利说明】一种镶块式套管卡瓦
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种镶块式套管卡瓦。
【背景技术】
[0002]为了提高油、气采收率，国内油田越来越看重水平井的钻井方式，而在水平井的完井方式上，很多井又选择水平井分段酸化压裂裸眼完井方式，在实施酸化压裂增产施工过程中，悬挂封隔器要求能够承受高压并能稳定的锚定在套管上，而卡瓦在悬挂封隔器上是实现承受高压及锚定套管的关键零部件。卡瓦需要在活塞的推动、挤压下破裂，此时活塞被锁紧装置固定，从而实现悬挂封隔器锚定在套管上。在压裂施工过程中管柱会不停的震动，所以卡瓦要求兼具易碎、硬度高及耐磨的特点。
[0003]传统的卡瓦是一体式或分瓣式的铸铁件，该铸铁件在热处理后的硬度接近套管壁的硬度。现有悬挂封隔器上配置两个传统的卡瓦，在工具下入到设计位置后，通过管内打压，迫使活塞剪断销钉后移动，通过挤压实现铸铁卡瓦破裂，待活塞被锁紧装置固定后，即实现悬挂封隔器锚定在套管上的任务。
[0004]由于传统铸铁卡瓦成品的硬度与套管的硬度接近，存在以下缺点:
[0005]1、传统的铸铁卡瓦与套管壁咬合的深度浅，影响悬挂封隔器锚定套管的牢固性；
[0006]2、传统卡瓦的硬度与套管的硬度接近，导致卡瓦的耐磨性不好，而在酸化压裂增产施工中管柱处于震动的状态，这样很容易将卡瓦磨损，导致锚定失效，从而降低了施工可靠性。
【发明内容】
[0007]本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种耐磨性好，并能够提高酸化压裂增产施工可靠性的镶块式套管卡瓦。
[0008]为了实现上述目的本发明采取的技术方案是:
[0009]一种镶块式套管卡瓦，包括小套管卡瓦和大套管卡瓦，所述大套管卡瓦外固定套设有至少一个所述小套管卡瓦。
[0010]所述大套管卡瓦的材质为铸铁，所述小套管卡瓦的材质为轴承钢。
[0011]，所述大套管卡瓦包括外壳，所述外壳上设有锯齿扣和至少一个凹槽，每个所述凹槽上设有通孔；所述外壳上设有至少一个剪切销钉孔，用于安装剪切销钉，所述剪切销钉使大套管卡瓦固定在悬挂封隔器上；所述小套管卡瓦包括本体，所述本体上表面设有锯齿扣，所述本体下表面连接有倒钩，每个所述凹槽内嵌入一个所述本体，所述倒钩卡入所述凹槽的通孔内。
[0012]所述小套管卡瓦的本体上表面位于所述凹槽的外部。
[0013]所述凹槽为长方形，对应嵌入的所述小套管卡瓦的本体为长方形。
[0014]所述凹槽为6个，每两个凹槽相邻，并为一对，每对凹槽之间设有间隙，所述间隙的外壳上设有剪切销钉孔，3对凹槽平均分布在所述外壳的四周，所述小套管卡瓦为6个。[0015]所述外壳上设有至少一条细缝。
[0016]所述外壳上设有U形凹槽。
[0017]所述外壳上部设有9条细缝，所述细缝下部的外壳上设有U形凹槽。
[0018]所述大套管卡瓦与所述小套管卡瓦通过沉孔螺钉固定连接在一起。
[0019]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0020]本发明镶块式套管卡瓦以铸铁卡瓦为基体，并在基体中镶入材质为Grl5(轴承钢)的小套管卡瓦，轴承钢硬度更高、抗接触疲劳性能更好，因此在酸化压裂增产施工中，管柱震动的情况下也能够保证卡瓦具有良好的耐磨性，镶块式套管卡瓦能够与套管壁咬合的深度更深，同时采用本发明的结构能大大提高悬挂封隔器使用的可靠性，从而提高酸化压裂增产施工可靠性，大大降低了施工风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明提供的镶块式套管卡瓦的结构示意图；
[0022]图2是图1的侧视图；
[0023]图3是图1的俯视图；
[0024]图4是本发明提供的大套管卡瓦的结构示意图；
[0025]图5是图1的侧视图；
[0026]图6是本发明提供的小套管卡瓦的结构示意图；
[0027]图7是图1的侧视图；
[0028]图8是图1的俯视图；
[0029]图9是本发明提供的镶块式套管卡瓦与悬挂封隔器装配在一起的结构示意图。
[0030]图中:
[0031]I大套管卡瓦，10外壳，11第一锯齿扣，12凹槽，13通孔，14细缝，15U形凹槽，16第一螺钉孔，17剪切销钉孔；
[0032]2小套管卡瓦，20本体，21第二锯齿扣，22倒钩，23第二螺钉孔；
[0033]3沉孔螺钉；
[0034]4悬挂封隔器；
[0035]5剪切销钉。
【具体实施方式】
[0036]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0037]参见图1、图2和图3，一种镶块式套管卡瓦，包括小套管卡瓦2和大套管卡瓦I，大套管卡瓦I外固定套设有至少一个小套管卡瓦2。
[0038]作为优选，大套管卡瓦I的材质为铸铁，小套管卡瓦2的材质为轴承钢。
[0039]参见图4、图5、图6、图7和图8,大套管卡瓦I包括外壳10,外壳10上设有第一锯齿扣11和至少一个凹槽12，每个凹槽12上设有通孔13，外壳10上设有至少一个剪切销钉孔17，用于安装剪切销钉，剪切销钉使大套管卡瓦I固定在悬挂封隔器上；小套管卡瓦2包括本体20，本体20上表面设有第二锯齿扣21，本体20下表面连接有倒钩22，每个凹槽12内嵌入一个本体20，倒钩22卡入凹槽12的通孔13内。
[0040]参见图1和图2，小套管卡瓦2的本体20上表面位于凹槽12的外部。即本体20上表面高出外壳10的上表面。
[0041]参见图5和图8，凹槽12为长方形，凹槽12底部为弧形，对应嵌入的小套管卡瓦2的本体20为长方形。与凹槽12配合的底部为弧形。
[0042]参见图2和图3，凹槽12为6个，每两个凹槽相邻，并为一对，每对凹槽12之间设有间隙，所述间隙的外壳10上设有剪切销钉孔17，3对凹槽12平均分布在外壳10的四周，相应的，小套管卡瓦2为6个，平均分布在外壳10的四周。
[0043]小套管卡瓦经过热处理后其硬度远大于套管硬度和铸铁硬度，设计时保持小套管卡瓦略高出于大套管卡瓦外壳的表面。
[0044]工作的时候，悬挂封隔器整体是在套管里面，在悬挂封隔器的整体设计中卡瓦的外径总体上是小于工具的最大外径(图中可以看出)，所以大套管卡瓦如果不被旁边的推环，即斜坡面挤破裂，小套管卡瓦是接触不到套管的，大套管卡瓦装配在悬挂封隔器的推环上，整个悬挂封隔器不工作的情况下，大套管卡瓦是接触不到套管的。当悬挂封隔器工作的时候，活塞的移动通过挤压使大套管卡瓦破裂，小套管卡瓦在接触到套管壁的时候也会被挤破裂，破裂后的大套管卡瓦向四周扩张，保证小套管卡瓦先接触套管壁，实现悬挂封隔器主要靠小套管卡瓦锚定套管。
[0045]参见图2，外壳10上设有至少一条细缝14。外壳10上设有U形凹槽15。作为优选，外壳10上部设有9条细缝14，细缝14下部的外壳10上设有U形凹槽16。每对中的两个凹槽12之间设有一个U形凹槽16，每对凹槽12之间设有两个U形凹槽16。
[0046]设置细缝及U形凹槽，U形凹槽使外壳壁变薄，使大套管卡瓦易于破裂。
[0047]参见图1，图4和图6，为便于连接，大套管卡瓦I与小套管卡瓦2通过沉孔螺钉3固定连接在一起。大套管卡瓦I上设有第一螺钉孔16，小套管卡瓦2上设有第二螺钉孔23。第一螺钉孔16与第二螺钉孔23相对应，用于安装沉孔螺钉3。
[0048]参见图9，装配时，将6个小套管卡瓦2分别放入大套管卡瓦I外壁上的6个对应的凹槽内，然后分别用沉孔螺钉3紧固，将大套管卡瓦I与小套管卡瓦2固定连接在一起，即完成镶块式套管卡瓦的装配。在装配悬挂封隔器4的时候，只需将原来的卡瓦更换为装配好的镶块式套管卡瓦，剪切销钉5穿过大套管卡瓦I上的剪切销钉孔，将大套管卡瓦I与悬挂封隔器4装配在一起，即完成整体装配，悬挂封隔器4装配两个镶块式套管卡瓦。
[0049]由于本发明小套管卡瓦采用的Grl5 (轴承钢)，所以悬挂封隔器工作时镶块式套管卡瓦能够与套管壁咬合的深度更深，同时在酸化压裂增产施工中管柱震动的情况下也保证良好的耐磨性，为酸化压裂增产施工提供了有力的保障，大大降低了施工风险。本发明的镶块式套管卡瓦兼具易碎、硬度高及耐磨的优点。
[0050]本发明合理的材质选用，实现了产品成本低，并且兼具易碎、硬度高及耐磨的特点；采用轴承钢以及相应的结构设计，使卡瓦咬合的深度更深，因为轴承钢硬度大于套管壁的硬度，硬度大咬合的才深，结构设计主要是轴承钢材质的小套管卡瓦略高出铸铁件高度，这样小套管卡瓦受力更集中。采用本发明的结构设计，在不影响悬挂封隔器整体结构的情况下，实现以Grl5 (轴承钢)件为主、铸铁件为辅的可靠性更高的锚定结构。
[0051 ] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种镶块式套管卡瓦，其特征在于，包括小套管卡瓦和大套管卡瓦，所述大套管卡瓦外固定套设有至少一个所述小套管卡瓦。
2.根据权利要求1所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述大套管卡瓦的材质为铸铁，所述小套管卡瓦的材质为轴承钢。
3.根据权利要求2所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述大套管卡瓦包括外壳，所述外壳上设有锯齿扣和至少一个凹槽，每个所述凹槽上设有通孔；所述外壳上设有至少一个剪切销钉孔，用于安装剪切销钉，所述剪切销钉使大套管卡瓦固定在悬挂封隔器上；所述小套管卡瓦包括本体，所述本体上表面设有锯齿扣，所述本体下表面连接有倒钩，每个所述凹槽内嵌入一个所述本体，所述倒钩卡入所述凹槽的通孔内。
4.根据权利要求3所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述小套管卡瓦的本体上表面位于所述凹槽的外部。
5.根据权利要求4所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述凹槽为长方形，对应嵌入的所述小套管卡瓦的本体为长方形。
6.根据权利要求5所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述凹槽为6个，每两个凹槽相邻，并为一对，每对凹槽之间设有间隙，所述间隙的外壳上设有剪切销钉孔，3对凹槽平均分布在所述外壳的四周，所述小套管卡瓦为6个。
7.根据权利要求1所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述外壳上设有至少一条细缝。
8.根据权利要求6所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述外壳上设有U形凹槽。
9.根据权利要求1所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述外壳上部设有9条细缝，所述细缝下部的外壳上设有U形凹槽。
10.根据权利要求1-9任一项所述的镶块式套管卡瓦，其特征在于，所述大套管卡瓦与所述小套管卡瓦通过沉孔螺钉固定连接在一起。
【文档编号】E21B19/10GK103899258SQ201210585594
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】张鼎业, 张红, 乔鸿云, 王鹏 申请人:安东石油技术（集团）有限公司