专利名称：小尺寸膨胀式悬挂器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及小尺寸尾管固井完井时所用的悬挂装置技术领域，是一种小尺寸膨胀式悬挂器。
背景技术：
为有效修复套损井或打捞、铣磨工艺无法处理的复杂事故井，通常采用开窗侧钻工艺，并下小尺寸尾管固井完井。这种办法确实解决了油田开发中后期部分高难度大修井复产问题，但由于尾管内通径较小，给注采工具配套和增产措施作业带来很多麻烦，尤其是在5-l/2in套管内的侧钻水平井，使用2-7/8in或3-l/2in油管完井，其内通径尺寸不具备重入可能，大大降低了侧钻井有效利用时间。在水平井、定向井以及侧钻水平井等油井的完井管柱结构中，悬挂器是其中最重要的一个环节，常规的悬挂器为机械悬挂，挤压密封，悬挂和密封容易失效，给油田的开采带来麻烦。并且常规悬挂器通径小，特别是侧钻井使用常规悬挂器后，限制了油井的后期开发措施。
发明内容本实用新型提供了一种小尺寸膨胀式悬挂器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决小尺寸尾管固井完井时由于尾管内径较小而给注采工具配套和增产措施作业带来很多麻烦、常规的悬挂器为机械悬挂易造成悬挂和密封容易失效的问题。本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种小尺寸膨胀式悬挂器，包括膨胀管、转换筒、单流阀座和引鞋；在膨胀管内安装有膨胀装置，膨胀管包括自上而下内外径依序增大的胀径管、连接管颈和管体，胀径管的上部外壁上固定有硫化橡胶圈或自上而下固定有至少两圈的硫化橡胶圈；管体的下端与转换筒的上端固定安装在一起，转换筒的内径与管体的内径相同，转换筒的内部安装有钻杆胶塞座封装置，转换筒的下部与单流阀座的上部固定安装在一起，单流阀座的上部内径与转换筒的内径相同，单流阀座的中部内壁上有环形凹槽，环形凹槽内安装有第一 C形弹簧圈，在环形凹槽下方的单流阀座内壁上固定有防脱凸台，在防脱凸台下方的单流阀座内壁上固定安装有筛网杯，筛网杯内放置有外径大于单流阀座最小内径的胶木球，单流阀座的下部外壁与引鞋的上部内壁固定安装在一起，引鞋的下端有通孔；膨胀装置的下部与钻杆胶塞座封装置的上部安装在一起。下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:上述膨胀装置可包括限位帽、中心管和膨胀锥；限位帽的上部外壁固定有外径大于胀径管内径的悬挂凸台，限位帽通过悬挂凸台座挂在胀径管的上部内腔中，中心管的上部外壁与限位帽的内壁固定安装在一起；膨胀锥内部有轴向的通道，膨胀锥包括自上而下内外径依序增大的锥体、锥头和定径环，锥体安装在胀径管中，锥头安装在连接管颈中，定径环安装在管体中，锥体的上部内壁与中心管的下部外壁固定安装在一起；在锥体下部至定径环之间的内腔中固定安装有内部有轴向通道的钢芯，钢芯的下部外壁上有限位凸台，在定径环下方与限位凸台上方的钢芯外壁上固定有唇形密封圈，唇形密封圈的上端面与定径环的下端面紧密贴合，唇形密封圈的外壁与管体的内壁紧密贴合，唇形密封圈的下端面与限位凸台相抵冲心管的上端固定有外径大于限位帽内径的环形凸台。上述钻杆胶塞座封装置可包括轴向剖面为Y形的钻杆胶塞座和能够密封转换筒和钻杆胶塞座的尾管胶塞，钻杆胶塞座内部有与钢芯内部相通的坐封通道，坐封通道的上部孔径大于坐封通道的下部孔径，坐封通道的孔径变化处形成座封面，坐封通道的上部孔径与限位凸台的外径相配，坐封通道的下部孔径小于钻杆胶塞的外径，限位凸台的外壁与钻杆胶塞座的上部通过剪切销钉固定安装在一起，钻杆胶塞座的下部外壁上套装有尾管胶塞，小孔径处的坐封通道的内壁上有环形槽，环形槽内安装有能够锁紧钻杆胶塞的第二 C形弹簧圈，钻杆胶塞座的下部外壁上有环形卡槽。上述锥头可为直胀头或者椭球型胀锥。上述剪切销钉下方的限位凸台的外壁与钻杆胶塞座的上部内壁之间可固定安装有密封圈。上述引鞋下端外侧面可为半球面。上述胀径管的外壁上可固定有两道硫化橡胶圈。上述转换筒与单流阀座之间可固定安装有尾管串，转换筒的下部与尾管串的上部固定安装在一起，尾管串的下部与单流阀座的上部固定安装在一起，尾管串的内径与转换筒的内径相同。上述管体的下端与转换筒的上端可焊接在一起，转换筒的下部与尾管串的上部通过螺纹固定安装在一起，尾管串的下部与单流阀座的上部通过螺纹固定安装在一起，单流阀座的下部与引鞋的上部通过螺纹固定安装在一起，中心管的上部外壁与限位帽的内壁通过螺纹固定安装在一起；锥体的上部内壁与中心管的下部外壁通过螺纹固定安装在一起；在膨胀锥的下部内壁与钢芯的上部外壁通过螺纹固定安装在一起。本实用新型结构合理而紧凑，在油气井井筒通径损失最小的情况下，通过管材的扩张冷拔变形达到悬挂与密封，可靠性高，不会失效。以安全、方便、快速的完成尾管的悬挂固井作业。
附图1为本实用新型的上部分主视剖视结构示意图。附图2为本实用新型的下部分主视剖视结构示意图。附图中的编码分别为:1为胀径管，2为连接管颈，3为管体，4为硫化橡胶圈，5为转换筒，6为尾管串，7为单流阀座,8为引鞋,9为限位帽，10为中心管，11为悬挂凸台，12为锥体，13为锥头，14为定径环，15为钢芯，16为限位凸台，17为唇形密封圈，18为环形凸台，19为钻杆胶塞座,20为尾管胶塞,21为坐封通道,22为剪切销钉,23为环形槽,24为第二 C形弹簧圈，25为环形卡槽，26为密封圈，27为筛网杯，28为胶木球，29为环形凹槽，30为第一 C形弹簧圈，31为防脱凸台。
具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。[0019]在本实用新型中，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的布图方向来确定的。下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:如附图1、2所示，该小尺寸膨胀式悬挂器包括膨胀管、转换筒5、单流阀座7和引鞋8 ;在膨胀管内安装有膨胀装置，膨胀管包括自上而下内外径依序增大的胀径管1、连接管颈2和管体3，胀径管I的上部外壁上固定有硫化橡胶圈4或自上而下固定有至少两圈的硫化橡胶圈4 ;管体3的下端与转换筒5的上端固定安装在一起，转换筒5的内径与管体3的内径相同，转换筒5的内部安装有钻杆胶塞座封装置，转换筒5的下部与单流阀座7的上部固定安装在一起，单流阀座7的上部内径与转换筒5的内径相同，单流阀座7的中部内壁上有环形凹槽29，环形凹槽29内安装有第一 C形弹簧圈30，在环形凹槽29下方的单流阀座7内壁上固定有防脱凸台31，在防脱凸台31下方的单流阀座7内壁上固定安装有筛网杯27，筛网杯27内放置有外径大于单流阀座7最小内径的胶木球28，单流阀座7的下部外壁与引鞋8的上部内壁固定安装在一起，引鞋8的下端有通孔；膨胀装置的下部与钻杆胶塞座封装置的上部安装在一起。筛网杯27可以限定胶木球28的位置。可根据实际需要，对上述小尺寸膨胀式悬挂器作进一步优化或/和改进:如附图1所示，膨胀装置包括限位帽9、中心管10和膨胀锥；限位帽9的上部外壁固定有外径大于胀径管I内径的悬挂凸台11，限位帽9通过悬挂凸台11座挂在胀径管I的上部内腔中，中心管10的上部外壁与限位帽9的内壁固定安装在一起；膨胀锥内部有轴向的通道，膨胀锥包括自上而下内外径依序增大的锥体12、锥头13和定径环14，锥体12安装在胀径管I中，锥头13安装在连接管颈2中，定径环14安装在管体3中，锥体12的上部内壁与中心管10的下部外壁固定安装在一起；在锥体12下部至定径环14之间的内腔中固定安装有内部有轴向通道的钢芯15，钢芯15的下部外壁上有限位凸台16，在定径环14下方与限位凸台16上方的钢芯15外壁上固定有唇形密封圈17，唇形密封圈17的上端面与定径环14的下端面紧密贴合，唇形密封圈17的外壁与管体3的内壁紧密贴合，唇形密封圈17的下端面与限位凸台16相抵；中心管10的上端固定有外径大于限位帽9内径的环形凸台18。限位帽9与胀径管I之间为孔轴间隙配合，位置可调；本实用新型采用的是比老井套管小一级的套管，这就在最大程度上保证了完井尾管内通径尺寸，解决了注采工具配套以及后期油井维修缺乏修井空间的问题。如附图1、2所示，钻杆胶塞座封装置包括轴向剖面为Y形的钻杆胶塞座19和能够密封转换筒和钻杆胶塞座19的尾管胶塞20，钻杆胶塞座19内部有与钢芯15内部相通的坐封通道21，坐封通道21的上部孔径大于坐封通道21的下部孔径，坐封通道21的孔径变化处形成座封面，坐封通道21的上部孔径与限位凸台16的外径相配，坐封通道21的下部孔径小于钻杆胶塞的外径，限位凸台16的外壁与钻杆胶塞座19的上部通过剪切销钉22固定安装在一起，钻杆胶塞座19的下部外壁上套装有尾管胶塞20，小孔径处的坐封通道21的内壁上有环形槽23，环形槽23内安装有能够锁紧钻杆胶塞的第二 C形弹簧圈24，钻杆胶塞座19的下部外壁上有环形卡槽25。如附图1所示，锥头13为直胀头或者椭球型胀锥。如附图1所示，剪切销钉22下方的限位凸台16的外壁与钻杆胶塞座19的上部内壁之间固定安装有密封圈26。如附图2所示，引鞋8下端外侧面为半球面。如附图1所示，胀径管I的外壁上固定有两道硫化橡胶圈4。如附图1所示，转换筒5与单流阀座7之间固定安装有尾管串，转换筒5的下部与尾管串6的上部固定安装在一起，尾管串6的下部与单流阀座7的上部固定安装在一起，尾管串6的内径与转换筒5的内径相同。如附图1、2所示，管体3的下端与转换筒5的上端焊接在一起，转换筒5的下部与尾管串6的上部通过螺纹固定安装在一起，尾管串6的下部与单流阀座7的上部通过螺纹固定安装在一起，单流阀座7的下部与引鞋8的上部通过螺纹固定安装在一起，中心管10的上部外壁与限位帽9的内壁通过螺纹固定安装在一起；锥体12的上部内壁与中心管10的下部外壁通过螺纹固定安装在一起；在膨胀锥的下部内壁与钢芯15的上部外壁通过螺纹固定安装在一起。以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，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。本实用新型最佳实施例的使用过程:固井作业时送入管柱连接本实用新型入井后，正循环注入设计量的水泥浆后，从钻杆中投入钻杆胶塞，正循环注入顶替液顶替，钻杆胶塞顶替到钻杆胶塞座19第一次碰压，继续打压剪断剪切销钉22，继续顶替推动尾管胶塞20下行，当尾管胶塞20顶替到单流阀座7时第二次碰压，此时钻杆胶塞座19的下部进入单流阀座7内，第一 C形弹簧圈30卡入环形卡槽25内，将钻杆胶塞座19的下部锁在单流阀座7内，继续打压整个尾管串6形成压力腔，当压力达到膨胀管启动压力后，膨胀锥上行将膨胀管胀开，通过挤压膨胀管上的硫化橡胶圈4来达到悬挂和密封的目的；膨胀作业结束后，反循环洗出多余水泥浆，固井作业结束。
权利要求1.一种小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于包括膨胀管、转换筒、单流阀座和引鞋；在膨胀管内安装有膨胀装置，膨胀管包括自上而下内外径依序增大的胀径管、连接管颈和管体，胀径管的上部外壁上固定有硫化橡胶圈或自上而下固定有至少两圈的硫化橡胶圈；管体的下端与转换筒的上端固定安装在一起，转换筒的内径与管体的内径相同，转换筒的内部安装有钻杆胶塞座封装置，转换筒的下部与单流阀座的上部固定安装在一起，单流阀座的上部内径与转换筒的内径相同，单流阀座的中部内壁上有环形凹槽，环形凹槽内安装有第一 C形弹簧圈，在环形凹槽下方的单流阀座内壁上固定有防脱凸台，在防脱凸台下方的单流阀座内壁上固定安装有筛网杯，筛网杯内放置有外径大于单流阀座最小内径的胶木球，单流阀座的下部外壁与引鞋的上部内壁固定安装在一起，引鞋的下端有通孔；膨胀装置的下部与钻杆胶塞座封装置的上部安装在一起。
2.根据权利要求1所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于膨胀装置包括限位帽、中心管和膨胀锥；限位帽的上部外壁固定有外径大于胀径管内径的悬挂凸台，限位帽通过悬挂凸台座挂在胀径管的上部内腔中，中心管的上部外壁与限位帽的内壁固定安装在一起；膨胀锥内部有轴向的通道，膨胀锥包括自上而下内外径依序增大的锥体、锥头和定径环，锥体安装在胀径管中，锥头安装在连接管颈中，定径环安装在管体中，锥体的上部内壁与中心管的下部外壁固定安装在一起；在锥体下部至定径环之间的内腔中固定安装有内部有轴向通道的钢芯，钢芯的下部外壁上有限位凸台，在定径环下方与限位凸台上方的钢芯外壁上固定有唇形密封圈，唇形密封圈的上端面与定径环的下端面紧密贴合，唇形密封圈的外壁与管体的内壁紧密贴合，唇形密封圈的下端面与限位凸台相抵；中心管的上端固定有外径大于限位帽内径的环形凸台。
3.根据权利要求2所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于钻杆胶塞座封装置包括轴向剖面为Y形的钻杆胶塞座和能够密封转换筒和钻杆胶塞座的尾管胶塞，钻杆胶塞座内部有与钢芯内部相通的坐封通道，坐封通道的上部孔径大于坐封通道的下部孔径，坐封通道的孔径变化处形成座封面，坐封通道的上部孔径与限位凸台的外径相配，坐封通道的下部孔径小于钻杆胶塞的外径，限位凸台的外壁与钻杆胶塞座的上部通过剪切销钉固定安装在一起，钻杆胶塞座的下部外壁上套装有尾管胶塞，小孔径处的坐封通道的内壁上有环形槽，环形槽内安装有能够锁紧钻杆胶塞的第二 C形弹簧圈，钻杆胶塞座的下部外壁上有环形卡槽。
4.根据权利要求3所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于锥头为直胀头或者椭球型胀锥。
5.根据权利要求4所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于剪切销钉下方的限位凸台的外壁与钻杆胶塞座的上部内壁之间固定安装有密封圈。
6.根据权利要求5所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于胀径管的外壁上固定有两道硫化橡胶圈。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于引鞋下端外侧面为半球面。
8.根据权利要求6所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于引鞋下端外侧面为半球 面。
9.根据权利要求8所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于转换筒与单流阀座之间固定安装有尾管串，转换筒的下部与尾管串的上部固定安装在一起，尾管串的下部与单流阀座的上部固定安装在一起，尾管串的内径与转换筒的内径相同。
10.根据权利要求9所述的小尺寸膨胀式悬挂器，其特征在于管体的下端与转换筒的上端焊接在一起，转换筒的下部与尾管串的上部通过螺纹固定安装在一起，尾管串的下部与单流阀座的上部通过螺纹固定安装在一起，单流阀座的下部与引鞋的上部通过螺纹固定安装在一起，中心管的上部外壁与限位帽的内壁通过螺纹固定安装在一起；锥体的上部内壁与中心管的下部外壁通过螺纹固定安装在一起；在膨胀锥的下部内壁与钢芯的上部外壁通过螺纹固定安装在一起 。
专利摘要本实用新型涉及小尺寸尾管固井完井时所用的悬挂装置技术领域，是一种小尺寸膨胀式悬挂器，其包括膨胀管、转换筒、单流阀座和引鞋；在膨胀管内安装有膨胀装置，膨胀管包括自上而下内外径依序增大的胀径管、连接管颈和管体，胀径管的上部外壁上固定有硫化橡胶圈或自上而下固定有至少两圈的硫化橡胶圈；管体的下端与转换筒的上端固定安装在一起，转换筒的内径与管体的内径相同，转换筒的内部安装有钻杆胶塞座封装置，转换筒的下部与单流阀座7的上部固定安装在一起。本实用新型结构合理而紧凑，在油气井井筒通径损失最小的情况下，通过管材的扩张冷拔变形达到悬挂与密封，可靠性高，不会失效。以安全、方便、快速的完成尾管的悬挂固井作业。
文档编号E21B23/01GK202946068SQ20122066650
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者张丽萍, 荆江录, 杨磊, 盛志民, 张伟, 宋道海 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司