一种尾管悬挂器的制作方法

文档序号:12351142阅读:578来源:国知局
一种尾管悬挂器的制作方法与工艺

本发明属于石油开采领域技术领域,尤其涉及一种水平井裸眼完井分段压裂、酸化改造工具管柱。



背景技术:

水平井分段压裂,酸化改造工具和方法取决于完井方式及工程习惯,不动管柱方式主要适用于水平裸眼井,该类管柱主要由封隔器和滑套喷砂器构成,且由尾管悬挂器挂在直井段的套管上,压裂完成后,该类管柱直接作为生产管柱;不动管柱方式也可应用于水平套管井,但对于水平套管井,还可采取桥塞射孔完成,水力喷砂拖动管柱方式。这些工具和方法各有利弊,实际都在应用中。

中国专利公开号为CN 101514613 A,发明创造的名称为一种尾管悬挂器,包括:上接头,中心管,卡瓦,锁块,活塞,坐封剪钉,活塞套,密封圈,下接头,其特征在于:上接头与中心管连接,活塞装在活塞套内,然后套入到中心管上,中心管在活塞与下接头之间设计了进液孔,上接头的椎体斜面下面是卡瓦,用锁块连接在中心管上,中心管下端与下接头之间采用43/4锥度管螺纹连接,所述的上接头,其中下端为一椎体斜面,便于卡瓦在活塞的推动下,经椎体斜面撑开。

从使用尾管悬挂器的工程实践中发现,现有尾管悬挂器的主要缺陷有二,其一是悬挂力不够,厂家推荐的悬挂力是60吨,其实是小于实际需要的,这是因为尾管悬挂器通过其卡瓦与套管咬合产生悬挂力,用来克服数千米管柱的重力及压裂时泵压对管柱的张力,举个常见例子,如果管柱使用的是3­1/2″外加厚油管,壁厚是9.52mm,那么单位长度名义重量是19.27kg/m,对于3000m井深的直井或水平井直井段,则管柱重量是57.8吨;又如果通径是φ76mm,在井口施加70MPa压力压裂时,那么泵压对管柱的张力应该是31.7吨,二力相加达89.5吨。所以说,现有悬挂器的卡瓦部分有待改进。其二是密封力不够,曾经在压裂施工中发现,油管环空的压力逐渐升高,最后达到管内压力,使压裂不能正常进行。

因此,发明一种尾管悬挂器显得非常必要。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明提供一种尾管悬挂器,以解决现有尾管悬挂器中存在着悬挂力和密封力不够,安全可靠性低,使用寿命短的的问题。一种尾管悬挂器,包括上接头,下接头,伞式护肩,胶筒,双室缸体,卡瓦装置,坐封坐卡剪钉,定位销,中央锲子,中心管,弹性椎体,弹簧销组合,锁环,四氟调整片和椎体,所述的上接头的一侧安装卡瓦装置;所述的下接头的一侧安装伞式护肩;所述的伞式护肩具体采用两个;所述的胶筒安装在所述的伞式护肩中间;所述的双室缸体上部设置坐封坐卡剪钉和定位销;所述的中央锲子安装在中心管的外侧;所述的中心管包括中心管凸台;所述的弹性椎体具体采用两个,所述的弹性椎体分别安装在中央锲子的两侧;所述的弹簧销组合安装在锁环的外侧;所述的四氟调整片安装在中央楔子与弹性椎体之间;所述的椎体安装在卡瓦装置的两侧。

所述的伞式护肩包括盘座,滑柱,伞股,伞幅,收拢弹簧和铰链,所述的盘座内安装滑柱;所述的伞股通过收拢弹簧贴附在胶筒的表面;所述的伞股通过铰链与滑柱相连;所述的伞幅安装在伞股的上部。

所述的卡瓦装置包括下卡瓦,上卡瓦,隔板,拉簧和预留沟槽,所述的上卡瓦或者下卡瓦外侧安装拉簧;所述的隔板具体采用两个,所述的隔板安装在上卡瓦或者下卡瓦与弹性椎体之间;所述的拉簧安装在预留沟槽中。

所述的弹性椎体具体采用表面带有豁口的弹性金属套,有利于限制上卡瓦和下卡瓦的移动。

所述的隔板具体采用黄铜环形板,低摩阻性,有利于屏蔽上卡瓦和下卡瓦的径向力,保持弹性锥体的定位位置。

所述的中心管凸台具体采用高度为1毫米至5毫米环形凸台,所述的中心管凸台两侧设有斜牙一对,上卡瓦和下卡瓦移动被弹性锥体限制,而弹性锥体又被中心管突台限制,由此上卡瓦和下卡瓦只能垂直咬合中心管,不会在中心管表面滑动;同时便于弹性椎体定位。

所述的椎体的半锥角小于15度,角度较小,由此上卡瓦和下卡瓦可获得较大的径向推力。

所述的上卡瓦或者下卡瓦的具体采用大于60mm的接触长度,增大咬合面,获得较大的径向推力。

所述的卡瓦装置或者胶筒具体采用三套液压伺服系统,在上卡瓦和下卡瓦动作的同时,启动中央楔子,每个执行机构的受力、位移都可以准确计算和控制,这就保障了每个执行机构实现其应该发挥的功能。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:由于本发明的一种尾管悬挂器广泛应用于石油开采领域。同时,本发明的有益效果为:

1. 本发明伞式护肩的设置,胶筒不再受剪切力的伤害,工作压差由伞股承担,可以承受较大的工作压差。

2. 本发明的卡瓦装置的设置,增大咬合面,获得较大的径向推力。

3. 本发明的中央锲子的设置,保证悬挂器轴向移动时,中央楔子发生旋转,增大径向尺度,给出巨大阻力,从而产生高悬挂力。

4. 本发明的弹簧销组合的设置,防止意外解封解卡,增强安全保障,使悬挂器长期有效。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的卡瓦装置结构示意图。

图3是本发明的伞式护肩结构示意图。

图4是本发明的中央锲子结构示意图。

图5是本发明的弹性锥体结构示意图。

图中:

1-上接头,2-下接头,3-伞式护肩,31-盘座,32-滑柱,33-伞股,34-伞幅,35-收拢弹簧,36-铰链,4-胶筒,5-双室缸体,6-卡瓦装置,61-下卡瓦,62-上卡瓦,63-隔板,64-拉簧,65-预留沟槽,7-坐封坐卡剪钉,8-定位销,9-中央锲子,10-中心管,11-弹性椎体,12-弹簧销组合,13-锁环,14-四氟调整片,15-椎体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述:

实施例:

如附图1至附图5所示

本发明提供一种尾管悬挂器,包括上接头1,下接头2,伞式护肩3,胶筒4,双室缸体5,卡瓦装置6,坐封坐卡剪钉7,定位销8,中央锲子9,中心管10,弹性椎体11,弹簧销组合12,锁环13,四氟调整片14和椎体15,所述的上接头1的一侧安装卡瓦装置6;所述的下接头2的一侧安装伞式护肩3;所述的伞式护肩3具体采用两个;所述的胶筒4安装在伞式护肩3中间;所述的双室缸体5上部设置坐封坐卡剪钉7和定位销8;所述的中央锲子9安装在中心管10的外侧;所述的中心管10包括中心管凸台101;所述的弹性椎体11具体采用两个,所述的弹性椎体11分别安装在中央锲子9的两侧;所述的弹簧销组合12安装在锁环13的外侧;所述的四氟调整片14安装在中心管10与弹性椎体11之间;所述的椎体15安装在卡瓦装置6的两侧。

所述的伞式护肩3包括盘座31,滑柱32,伞股33,伞幅34,收拢弹簧35和铰链36,所述的盘座31内安装滑柱32;所述的伞股33通过收拢弹簧35贴附在胶筒4的表面;所述的伞股33通过铰链36与滑柱32相连;所述的伞幅34安装在伞股33的上部。

所述的卡瓦装置6包括下卡瓦61,上卡瓦62,隔板63,拉簧64和预留沟槽65,所述的上卡瓦62或者下卡瓦61外侧安装拉簧64;所述的隔板63具体采用两个,所述的隔板63安装在上卡瓦62或者下卡瓦61与弹性椎体11之间;所述的拉簧64安装在预留沟槽65中。

所述的弹性椎体11具体采用表面带有豁口的弹性金属套,有利于限制上卡瓦62和下卡瓦61的移动。

所述的隔板63具体采用黄铜环形板,低摩阻性,有利于屏蔽上卡瓦62和下卡瓦61的径向力,保持弹性锥体11的定位位置。

所述的中心管凸台101具体采用高度为1毫米至5毫米环形凸台,所述的中心管凸台101两侧设有斜牙一对,上卡瓦62和下卡瓦61移动被弹性锥体11限制,而弹性锥体11又被中心管突台101限制,由此上卡瓦62和下卡瓦61只能垂直咬合中心管10,不会在中心管10表面滑动;同时便于弹性椎体11定位。。

所述的椎体16的半锥角小于15度,角度较小,由此上卡瓦62和下卡瓦61可获得较大的径向推力。

所述的上卡瓦62或者下卡瓦61的具体采用大于60mm的接触长度,增大咬合面,获得较大的径向推力。

所述的卡瓦装置6或者胶筒4具体采用三套液压伺服系统,在上卡瓦62和下卡瓦61动作的同时,启动中央楔子9,每个执行机构的受力、位移都可以准确计算和控制,这就保障了每个执行机构实现其应该发挥的功能。

工作原理

本发明是通过弹性锥体11配合中心管10上的中心管凸台101使中央楔子9垂直的咬合在中心管上,由于中央楔子9的锥面部垫有四氟调整片14,当悬挂器发生轴向移动时,中央楔子9会发生旋转,增大径向尺度,悬挂器在轴向移动给出了巨大的阻力,显然增大了悬挂力;胶筒4两端的保护装置采用一种独创的伞式护肩3,它由盘座31、滑柱32、伞股33和伞幅34组成,滑柱32插在盘座31中,可在盘座31中上下滑动,伞股33用铰链36与滑柱32相连,伞股33中穿入收拢弹簧35,伞幅34用来填补伞股33张开时的空隙,胶筒4不变形时,伞股33在收拢弹簧35的作用下贴附在胶筒4的锥面上,胶筒4变形时,伞股33张开,伞股33提拉滑柱32,伞幅34相应张开,填补伞股33的空隙,在这种伞式护肩3的保护下,胶筒4不再受剪切力的伤害,可以承受较大的压差。

利用本发明所述的技术方案,或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下,设计出类似的技术方案,而达到上述技术效果的,均是落入本发明的保护范围。

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