连续油管速度管柱液压解锁悬挂装置的制作方法

本实用新型涉及连续油管设备悬挂装置的结构改进技术，尤其是连续油管速度管柱液压解锁悬挂装置。

背景技术：

在天然气井生产时，井筒内下入的小直径管柱，对井筒内流体起节流增速的作用。在气田开发方面来说，速度管柱即对井下流体起节流增速作用的小直径管柱，由地面悬挂器或井筒悬挂装置悬挂于井筒，或生产油管内部，充当完井生产管柱。当地层流体在天然能量的驱动下进入速度管时，由于过流面积比常规生产油管小，基于变径管流体力学原理，使得较小过流截面上的流体速度有所增加。

简单来说，就是通过连续油管设备，将直径1.0-2.0英寸左右的连续油管，按照设计长度，下入原生产管柱中，用专用设备悬挂在井口或井筒中，形成新的生产管柱，根据生产情况可选择连续油管采气或连续油管与生产油管环空采气两种方式生产。对于低压低产气井，由于其产气量小，携液能力有限，因此油管内气体的流速是影响气井排液的重要因素。流经井底油管截面的气体流速越高，则提供的携液能量就越大，为防止液体回落和减少井底积液，必须保证一定的气体流速。而下入小直径的管柱，可有效减少横截面积，增大气体流速，实现采气排水目的。

连续油管速度生产管柱是采用连续油管替代常规接箍油管，在不压井、不动井内管柱的条件下实施二次完井的施工作业工艺。主要解决难题：针对产量较低，地层又具有一定能量的气井。通过下入1.25-2”的连续油管作为生产管柱,提高采收率,达到增产的效果。但在实际使用过程中主要存在以下不足：

1)卡瓦不能有效的固定。受井内压力及气流的影响，连续油管会产生向上的滑动和振动。卡瓦悬挂器由于缺少有效的固定，极易照成松散，甚至会导致连续油管脱落，导致事故发生。

2)只有1组密封组件。在连续油管悬挂完成后，需要切割连续油管，与井内的天然气只有一道密封，井内气体一旦泄露，将对井口操作人员的安全带来极大的隐患。密封的激发和悬挂器的固定完全依靠顶丝完成，顶丝的受力较大，存在损坏的风险。

3)操作复杂,卡瓦需在连续油管下到位后用专门的操作窗下卡瓦,费时费力,还需要配置操作窗。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供连续油管速度管柱液压解锁悬挂装置，能快速、稳定悬挂连续油管速度管柱，可靠密封连续油管外环空的速度管柱，并能快速有效的完成解锁。

本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括顶部密封组件、本体组件、卡瓦组件、解锁机构和底部密封组件；本体组件中部有空腔，其中上部安装卡瓦组件，下部安装解锁机构，本体组件与卡瓦组件之间安装顶部密封组件，本体组件与解锁机构之间安装底部密封组件；顶部密封组件包括导向螺母、第一密封圈和第四密封圈；导向螺母外螺纹与本体连接；本体组件包括本体、顶丝和限位保护环；卡瓦组件包括卡瓦挡圈、卡瓦座和卡瓦体，卡瓦体由四个卡瓦牙组成；解锁机构包括密封衬套、支撑套、第三活塞和第一单向阀；底部密封组件包括第二密封圈、第三密封圈、密封衬套、第一活塞、第二活塞和单向阀；导向螺母上端中部有锥状导向口，导向螺母轴向中部有螺纹内壁的空腔；在本体中孔内，导向螺母下段顶紧卡瓦体，卡瓦体中下段外壁套接卡瓦座；在本体中段外壁上开二个径向流孔，在这二个径向流孔外端分别安装第一单向阀和第二单向阀。

尤其是，第一密封圈安装在本体内壁上段与导向螺母中段外壁之间，第四密封圈安装在卡瓦体顶部边缘与本体内壁之间；在本体中孔内中段与第二单向阀连通腔的上下端分别安装第二密封圈和第三密封圈。

尤其是，本体上部外壁径向均匀向心开有四个定位孔，这四个定位孔中分别安装顶丝，顶丝外端开有环槽，同时，在这四个定位孔上侧的本体外壁上对应开螺孔，这些螺孔中分别旋接定位螺钉将限位保护环固定在本体外壁上，而且，限位保护环下沿卡入顶丝外端环槽中。

尤其是，在本体中孔内中段内壁衬装密封衬套，密封衬套内壁由下向上依次同轴安装第一活塞、第二活塞，在密封衬套上侧依次安装支撑套和第三活塞15。

尤其是，卡瓦体上端压接卡瓦挡圈，卡瓦挡圈包括四片扇形的卡瓦片，相邻二卡瓦片之间在接触面上分别连接弹簧。

尤其是，卡瓦牙外壁顶端开矩形槽。

尤其是，卡瓦牙外壁底段有锥面。

尤其是，卡瓦座内壁下段依次有逐步缩径的第一台阶、第二台阶和锥口。

尤其是，本体组件、卡瓦组件、解锁机构在轴向接触面上设置有相互配合的第一锥面、第五锥面、第二锥面、第三锥面和第四锥面。

本实用新型的优点和效果：安装、操作简单高效，密封可靠。有效避免或减缓井底积液对后期生产的影响，解锁操作简单、快速。增产效果明显，施工周期短，能短期内见到效果。

附图说明

图1为实施例中结构总装详解图。

图2为实施例中卡瓦组件结构局部放大示意图。

图3为实施例中解锁组件及底部密封组件局部结构放大示意图。

图4为实施例中卡瓦挡圈结构示意图。

图5为实施例中卡瓦体结构示意图。

图6为实施例中三维结构示意图

附图标记包括：

本体1、导向螺母2、第一密封圈3、卡瓦挡圈4、卡瓦座5、卡瓦体6、第一单向阀7、第二密封圈8、第二单向阀9、第三密封圈10、密封衬套11、第一活塞12、第二活塞13、支撑套14、第三活塞15、顶丝16、限位保护环17、第四密封圈18；顶部密封组件a、底部密封组件b、第一锥面c、第五锥面d、第二锥面e、第三锥面f、第四锥面g、i、第一台阶m、第二台阶n、卡瓦牙o、背齿p。

具体实施方式

本实用新型原理在于，配置二组密封组件和液压解锁结构，无需操作窗。

本实用新型应用于石油钻井行业连续油管速度管柱作业领域，主要是用来悬挂和密封连续油管速度管柱，也适宜在低压、低产气井内应用。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如附图1和附图6所示，一种连续油管速度管柱液压解锁悬挂装置，根据功能区分，主要由五部分组成，分别是顶部密封组件a、本体组件、卡瓦组件、解锁机构、底部密封组件b。

前述中，顶部密封组件a由导向螺母2、第一密封圈3和第四密封圈18组成。导向螺母2外螺纹与本体1连接,当连续油管悬挂到位后，右旋导向螺母2使其下行，压缩第一密封圈3实现连续油管与导向螺母2的环空密封。

前述中，本体组件由本体1、顶丝16和限位保护环17组成。本体1用来承载所有部件和管柱的载荷及井内压力，并提供上、下端部连接和侧出口连接；顶丝16共四个，分别用来定位四片卡瓦体6，顶丝16前端带有螺纹，右旋顶丝16到定位锥面使卡瓦体6向内收缩,卡瓦体6外壁上有环状突起的第一台阶m、第二台阶n，顶丝16内端由第一台阶m落入第二台阶n内，如附图2所示，此时卡瓦体6沿锥面g下滑，实现抱紧连续油管，此时，第一单向阀7应该是打开的；限位保护环17用于限定顶丝16旋出位置，防止顶丝16过分旋出而使螺纹失效后受压弹出伤人。

前述中，卡瓦组件由卡瓦挡圈4、卡瓦座5和卡瓦体6组成，卡瓦体6由四个卡瓦牙组成，如附图2所示。卡瓦座5用来承载卡瓦体6和管柱的载荷，同时支撑卡瓦挡圈4及其上部组件；卡瓦座5上部有四个均布的孔，四个顶丝16分别穿过四个孔，来激发卡瓦体6。卡瓦座5内壁带有两个环形台阶，即第一台阶m、第二台阶n，第一台阶m为卡瓦体6未激发坐落位置，第二台阶n为卡瓦体6激发下行的限位位置，防止卡瓦过度下行咬坏油管；如附图4所示，卡瓦挡圈4由卡瓦片19、弹簧20组成。四片卡瓦片19通过四个弹簧20串联成一环形组件，此结构使卡瓦挡圈4具有一定的收缩弹性；卡瓦片19内孔壁带有特殊处理的尖牙用来卡持连续油管，卡瓦片19外壁锥面带有背齿与卡瓦座5配合，锥型背齿结构允许油管快速、稳定咬合，并能阻止卡瓦体6连续向下运动,防止咬破油管。每片卡瓦牙顶部外壁侧面均有一个矩形槽i，如附图5所示，矩形槽i与顶丝16端部配合，用来限制卡瓦牙及卡瓦体6活动轨迹。

前述中，如附图3所示。解锁机构由密封衬套11、支撑套14、第三活塞15和第一单向阀7组成，第一单向阀7为注脂阀；密封衬套11用于承载和传递其上部所有载荷，并给解锁机构和底部密封机构提供密封环空；支撑套14带有内外密封圈，与第三活塞15和密封衬套11组成密封的环空。当顶丝16退回到定位位置，通过第一单向阀7注入液压油，此时，第二单向阀9处于泄压状态，第三活塞15受压上行，在其第三锥面f与卡瓦体6的第二锥面e的相互作用,卡瓦体6中孔顶部第五锥面d与卡瓦挡圈4底端中部下凸的第一锥面c相互作用，卡瓦体6沿第四锥面g上行，四片卡瓦牙向外扩散,坐落于第一台阶m的位置，此时卡瓦体6的内径大于连续油管的外径，可以让连续油管顺利下放或上提，连续油管悬挂器处于解锁状态。

前述中，底部密封组件b由第二密封圈8、第三密封圈10、密封衬套11、第一活塞12、第二活塞13、单向阀9组成，如附图3所示。密封衬套11提供内外的密封环空；当单向阀9注入液压油后，第一活塞12和第二活塞13分别下行和上行，压缩第三密封圈10和第二密封圈8，使其与连续油管管体产生过盈配合，从而实现密封。

本实用新型实施例中，卡瓦体6已经预先装入，无需再使用操作窗来下入卡瓦。

本实用新型实施例中，配置安装特有的液压装置，可快速实现油管解锁及悬挂，操作快捷方便。

本实用新型实施例中，单向阀9加压后，通过第一活塞12、第二活塞13分别向上和向下压缩密封圈，密封连续油管的外环空，能够稳定的保持内部油压，密封可靠性高。同时本装置顶部也配有一套密封组件，通过导向密封套2压缩第一密封圈3来密封连续油管的外环空。通过上下两组密封装置的作用，避免了油气采集过程中的泄露问题，安全可靠。

本实用新型实施例中，卡瓦体6外部锥面带有背齿，如附图5所示，用来与卡瓦座5的第四锥面g配合，锥型背齿结构不但能允许油管快速、稳定咬合，同时还能阻止油管连续向下运动,防止将油管咬破。

本实用新型实施例中，在工作时，首先，退出卡瓦激发销16，使其退出到限位保护环17位置，之后通过第二单向阀9泄压，第一单向阀7注入液压油，使第三活塞15上行，顶推卡瓦体6的卡瓦牙上行并落座到卡瓦座5的第一台阶m，此时卡瓦体6的内径大于连续油管的外径，可以让连续油管顺利下放或上提。下方连续油管，到达要求位置后，通过第一单向阀7卸掉有缸内液压油，右旋顶丝16即卡瓦激发销到定位锥面，直到卡瓦牙全部落入卡瓦座5的第二台阶n内，此时四片卡瓦牙因锥面的作用向内收缩。适当上提连续油管后再下放，直到其完全被卡瓦体6锁住，此时悬重降为零。连续油管悬挂完成后，通过第二单向阀9注入液压油，使第一活塞12和第二活塞13分别压缩第二密封圈8和第三密封圈10来密封连续油管外环空。右旋导向螺母2，压缩第一密封圈3使其密封上部环空。此时，完成连续油管悬挂。