專利名稱：石油膨脹管懸掛器及施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管道之間的連接，尤其是涉及在井下通過套管擴徑和膨脹的方 式，使兩種不同直徑石油套管懸掛連接裝置。
背景技術(shù)：
在石油鉆井和特殊井型施工中要下入多層套管，同一規(guī)格套管之間多以螺 紋方式連接；而不同直徑的套管則以懸掛方式連接，這種懸掛裝置稱為懸掛器。
目前普遍使用的是一種機械軌道式懸掛器，這種懸掛器由于受連接空間限 制和結(jié)構(gòu)設(shè)計欠缺影響，使用時常顯示懸掛力不足，懸掛牙爪經(jīng)常斷裂脫落， 導(dǎo)致被懸掛尾管落井，造成事故；另外還有一個致命的弱點，機械軌道式懸掛 器只能起懸掛作用，連接重復(fù)段要依靠薄水泥環(huán)密封，據(jù)資料統(tǒng)計這種懸掛器 90%以上達(dá)不到密封要求，直接影響油井壽命。另外，膨脹管技術(shù)興起后，采用 單一壓縮膠圈懸掛，這種懸掛器受介質(zhì)腐ti易老化，有時發(fā)生失效。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明提出一種新型石油膨脹管懸掛器，這種懸掛器 解決了現(xiàn)有懸掛器懸掛力不足和密封泄漏的問題，并且鉆井液循環(huán)、注入泥漿 和懸掛連接工藝一次完成。這種新型膨脹管懸掛器結(jié)構(gòu)簡單、密封穩(wěn)定、懸掛 可靠，操作方便靈活。
本發(fā)明涉及一種石油膨脹管懸掛器，包括鉆桿柱、膨脹懸掛體、調(diào)長旋 套組、膨脹發(fā)射室和尾管連接付，其特征在于所說的鉆桿柱由調(diào)節(jié)扶正短節(jié)、 過渡鉆桿、推拉中心管和承載螺帽組成，調(diào)節(jié)扶正短節(jié)上部母扣與上部鉆具公 扣連接，其下部公扣與過渡鉆桿母扣連接，通過螺紋調(diào)節(jié)與調(diào)長旋套組的相對 位置；所說的膨脹管懸掛體由套管、懸掛管、懸掛牙凸和懸掛膠環(huán)組成。懸掛 牙凸是懸掛管外表面的具有三角形截面的凸棱；懸掛膠環(huán)是通過硫化工藝?yán)喂?壓合到懸掛管外表面的環(huán)形膠圈。通過膨脹懸掛管，使懸掛管擴徑并壓擠外壁 的懸掛牙凸及懸掛膠環(huán)咬合于套管內(nèi)壁，形成軸向懸掛力；所說的調(diào)長旋套組由調(diào)長旋套與壓緊螺帽組成，調(diào)長旋套上部的母扣與調(diào)節(jié)扶正短節(jié)表面公扣相 配合，調(diào)長旋套下部有錐形導(dǎo)向鞋，錐形導(dǎo)向鞋插入懸掛管上端喇叭口之內(nèi)， 由壓緊螺帽鎖緊；所說的膨脹發(fā)射室由牽引帽、推進活塞、膨脹頭、上膨脹管 腔體和下膨脹管腔體、鋼球、發(fā)射座、0型密封圈、孔用彈性檔圈組成。推進活 塞上部為鋼護罩，其形狀為傘形；下部為喇叭形且內(nèi)含鋼骨架的橡膠復(fù)合件， 通過牽引帽與推拉中心管形成相對定位；膨脹頭為漸開線橢圓形，旋入推拉中 心管上；承載螺帽用于鎖緊膨脹頭；上膨脹管腔體由二部分組成，上部為原懸 掛管尺寸、長度占4/5,下部通過機械擴徑可裝入膨脹頭及承載螺帽，稱為上膨 脹管腔體；下膨脹管腔體由二部分組成上部通過機械擴徑，與上膨脹管的腔 體直徑相同并焊合連接，下部長度占1/3，投入鋼球落于帶中孔的發(fā)射座上，發(fā) 射座由孔用彈性檔圈、O型密封圈固定于下膨脹管的內(nèi)腔。下膨脹管的公扣與尾 管接箍的母扣連接；所說的尾管連接付由下膨脹管、尾管接箍和尾管組成，尾 管接箍連接下膨脹管及尾管，形成尾管連接付。膨脹懸掛器的工藝是指連接尾 管的膨脹懸掛器下至預(yù)定井深后，注入水泥漿，依次通過鉆桿、調(diào)節(jié)扶正短節(jié)、 過渡鉆桿、推拉中心管中孔及發(fā)射座孔，并返至套管外設(shè)計井深。投球封閉系 統(tǒng)，注水蹩壓推動推進活塞，膨脹頭上移使膨脹懸掛管擴徑，壓擠環(huán)狀懸掛牙 凸咬入套管內(nèi)壁，懸掛膠環(huán)壓緊內(nèi)壁。當(dāng)膨脹頭到達(dá)懸掛管上端時，膨脹結(jié)束。 此時將鉆桿柱、調(diào)長旋套和壓緊螺帽連同膨脹頭和承載螺帽一起提出。最后鉆 銑發(fā)射座，清理通道，完成膨脹懸掛工序。本發(fā)明的優(yōu)點是采用了液壓前拉、 潤滑膨脹頭和軟硬組合懸掛模式，結(jié)構(gòu)簡單，密封性可靠，懸掛力強；鉆井液 循環(huán)、注入水泥漿和懸掛連接一次施工即可完成，操作方便，應(yīng)用靈活，壽命 長。 '


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
具體實施例方式
圖中膨脹管懸掛器由鉆桿柱、膨脹懸掛體、調(diào)長旋套組、膨脹發(fā)射室和尾 管連接付所組成，上述所說的鉆桿柱由調(diào)節(jié)扶正短節(jié)2、過渡鉆桿5、推拉中心 管9和承載螺帽14組成。調(diào)節(jié)扶正短節(jié)上部母扣與上部鉆具公扣連接，下部公 扣與過渡鉆桿母扣連接，通過螺紋調(diào)節(jié)與調(diào)長旋套組的相對位置。過渡鉆桿下端的公扣與推拉中心管上端母扣連接。推拉中心管下部臺階裝有膨脹頭，通過 承載螺帽組壓緊膨脹頭。推拉中心管中部通過牽引帽安裝了推進活塞。所說的 膨脹管懸掛體由套管l、懸掛管6、懸掛牙凸8和懸掛膠環(huán)7組成。通過膨脹懸 掛管，使懸掛管擴徑并壓擠懸掛牙凸和懸掛膠環(huán)咬合于套管內(nèi)壁，形成軸向懸 掛力，所說的調(diào)長旋套組由調(diào)長旋套4與壓緊螺帽3組成。調(diào)長旋套為上部帶 螺紋的圓桶，其下部有錐形導(dǎo)向鞋，伸入懸掛管上端喇叭孔之內(nèi)，調(diào)整調(diào)長旋 套固定懸掛管，然后用壓緊螺帽鎖緊，所說的膨脹發(fā)射室由牽引帽10、推進活 塞ll、膨脹頭13、上膨脹管腔體12和下膨脹管腔體15、鋼球18、發(fā)射座19、 孔用彈性檔圈16和0型密封圈17組成。上膨脹管腔體和下膨脹管腔體，接觸 面的直徑相同并焊合。鋼球落在帶中孔的發(fā)射座上，用孔用彈性檔圈和O型密 封圈固定發(fā)射座，O型密封圈保證發(fā)射座與下膨脹管之間密封。 所說的尾管連接付由下膨脹管20、尾管接箍21和尾管22組成。尾管接箍連接 下膨脹管及尾管，形成尾管連接付。一口 套管，外徑①140mm，井深1180m 的油井，日產(chǎn)油由40T降至3-5T。經(jīng)勘探發(fā)現(xiàn)在1690-1720m有一新油層?？?慮打新井，鉆井費用比較高，釆用老井加深方法恢復(fù)生產(chǎn)能力，選用下4"尾管 (套管)完井，應(yīng)用膨脹管懸掛器與原井套管懸掛。下尾管在加深鉆達(dá)設(shè)計 井深后，下入O102mm套管560m;安裝膨脹管懸掛器；循環(huán)洗井選用鉆井 液循環(huán)3-5周；設(shè)計水泥槳量包括前置液量、水泥漿量、后置液量；注入水 泥漿密度為1.78-1.81;鎖定懸重(鉆具重量)；投鋼球封閉系統(tǒng)；注水蹩 壓膨脹懸掛管地面開泵，壓力升序為lOMPa、 15MPa、 20MPa、 25 MPa， 當(dāng)壓力升至25MPa以后，突然壓力降至零，懸掛成功結(jié)束；起出鉆具包括鉆 桿柱、推進活塞、膨脹頭；鉆銑發(fā)射座選用O)118mm空心鉆頭鉆進0.3m;通 井0118mm通至尾管連接付以下3-5m;試壓15MPa， 30Min壓降小于0.5 MPa，說明已懸掛牢固并且密封良好。
權(quán)利要求
1、一種石油膨脹管懸掛器，包括鉆桿柱、膨脹懸掛體、調(diào)長旋套組、膨脹發(fā)射室和尾管連接付，其特征在于鉆桿柱由調(diào)節(jié)扶正短節(jié)、過渡鉆桿、推拉中心管和承載螺帽組成，調(diào)節(jié)扶正短節(jié)上部母扣與上部鉆具公扣連接，其下部公扣與過渡鉆桿母扣連接，通過螺紋調(diào)節(jié)與調(diào)長旋套組的相對位置，膨脹管懸掛體由套管、懸掛管、懸掛牙凸和懸掛膠環(huán)組成，由膨脹懸掛管，使懸掛管擴徑并壓擠外壁的懸掛牙凸及懸掛膠環(huán)咬合于套管內(nèi)壁，形成軸向懸掛力，調(diào)長旋套組由調(diào)長旋套與壓緊螺帽組成，調(diào)長旋套上部的母扣與調(diào)節(jié)扶正短節(jié)表面公扣相配合，調(diào)長旋套下部有錐形導(dǎo)向鞋，錐形導(dǎo)向鞋插入懸掛管上端喇叭口之內(nèi)，由壓緊螺帽鎖緊，膨脹發(fā)射室由牽引帽、推進活塞、膨脹頭、上膨脹管腔體和下膨脹管腔體、鋼球、發(fā)射座、O型密封圈、孔用彈性檔圈組成，推進活塞上部為鋼護罩，其形狀為傘形，下部為喇叭形且內(nèi)含鋼骨架的橡膠復(fù)合件，通過牽引帽與推拉中心管形成相對定位；膨脹頭旋入推拉中心管上，承載螺帽鎖緊膨脹頭，上膨脹管腔體由二部分組成，上部為原懸掛管尺寸、長度占4/5，下部通過機械擴徑可裝入膨脹頭及承載螺帽，稱為上膨脹管腔體，下膨脹管腔體由二部分組成，上部通過機械擴徑，與上膨脹管的腔體直徑相同并焊合連接，下部長度占1/3，投入鋼球落于帶中孔的發(fā)射座上，發(fā)射座由孔用彈性檔圈和O型密封圈固定于下膨脹管的內(nèi)腔，下膨脹管的公扣與尾管接箍的母扣連接，尾管連接付由下膨脹管、尾管接箍和尾管組成，尾管接箍連接下膨脹管及尾管，形成尾管連接付。
2、 一種利用權(quán)利要求l實施膨脹懸掛的施工工藝，其特征是將連接尾管的膨 脹懸掛器下至預(yù)定井深后，注入水泥漿，依次通過鉆桿、調(diào)節(jié)扶正短節(jié)、過 渡鉆桿、推拉中心管中孔及發(fā)射座孔，并返至套管外設(shè)計井深，然后投鋼球 到發(fā)射座上封閉系統(tǒng)，再注水蹩壓推動推進活塞，膨脹頭上移使膨脹懸掛管 擴徑，壓擠環(huán)狀懸掛牙凸咬入套管內(nèi)壁，懸掛膠環(huán)壓緊內(nèi)壁，當(dāng)膨脹頭到達(dá) 懸掛管上端時，膨脹結(jié)束，隨后將鉆桿柱、調(diào)長旋套和壓緊螺帽連同膨脹頭 和承載螺帽一起提出，最后鉆銑發(fā)射座，清理通道，完成膨脹懸掛工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及在井下通過套管擴徑和膨脹的方式，使兩種不同直徑石油套管懸掛連接裝置及施工工藝。包括鉆桿柱、膨脹懸掛體、調(diào)長旋套組、膨脹發(fā)射室和尾管連接付，其特征在于鉆桿柱由調(diào)節(jié)扶正短節(jié)、過渡鉆桿、推拉中心管和承載螺帽組成，膨脹管懸掛體由套管、懸掛管、懸掛牙凸和懸掛膠環(huán)組成，調(diào)長旋套組由調(diào)長旋套與壓緊螺帽組成，膨脹發(fā)射室由牽引帽、推進活塞、膨脹頭、上膨脹管腔體和下膨脹管腔體、鋼球、發(fā)射座、O型密封圈、孔用彈性檔圈組成，尾管連接付由下膨脹管、尾管接箍和尾管組成，本發(fā)明的優(yōu)點是采用了液壓前拉、潤滑膨脹頭和軟硬組合懸掛模式，密封性可靠，懸掛力強；鉆井液循環(huán)、注入水泥漿和懸掛連接一次施工即可完成，操作方便。
文檔編號E21B23/00GK101575951SQ200810036979
公開日2009年11月11日 申請日期2008年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月5日
發(fā)明者潔 劉, 劉文西, 華 梅, 濤 陳, 陳志義, 陳玉如 申請人:上海管力卜石油設(shè)備有限公司