專(zhuān)利名稱(chēng)：一種倒扣丟手的膨脹懸掛裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井完井裝置領(lǐng)域一種倒扣丟手的膨脹懸掛裝置。
背景技術(shù)：
隨著深井、水平井、分支井、側(cè)鉆井等鉆井技術(shù)的發(fā)展，尾管完井技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，很多情況下，對(duì)這些井采用常規(guī)懸掛器很難滿足施工及生產(chǎn)的需要，如難以獲得較大的懸掛器通徑，不能有效對(duì)喇叭口實(shí)施密封，有時(shí)甚至造成重大井下事故。尾管懸掛完井技術(shù)遇到越來(lái)越多的技術(shù)難題，主要由懸掛器結(jié)構(gòu)不合理引起:常規(guī)懸掛器懸掛后密封性能較差，多達(dá)45% 60%的常規(guī)懸掛器在坐掛后會(huì)出現(xiàn)水力漏失；現(xiàn)有懸掛器在下套管作業(yè)循環(huán)時(shí)易造成提前坐掛；懸掛器的懸掛機(jī)構(gòu)，特別是卡瓦裝置不合理，易造成懸掛失效；倒扣方式單一，容易發(fā)生倒不開(kāi)扣的惡性事故。且在短尾管中難以判斷是否倒開(kāi)扣，造成施工成功率下降。膨脹懸掛器集常規(guī)懸掛器的懸掛功能和管外封隔器的密封功能于一身，可代替常規(guī)懸掛器及管外封隔器。其具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)如下:(I)具備良好的密封懸掛功能，完全解決側(cè)鉆井窗口以上重疊段的環(huán)空漏失問(wèn)題，使重疊段可以小于10m，大幅度減少常規(guī)完井小套管使用量。(2)由于良好的密封及懸掛性能，使裸眼尾管與大套管形成一個(gè)完整的整體。在窗口位置選擇時(shí)可以最大程度的降低開(kāi)創(chuàng)點(diǎn)附近水層對(duì)窗口的影響，從而大幅度減少裸眼井段的長(zhǎng)度，降低鉆井成本及完井套管費(fèi)用。(3)膨脹懸掛器采用一體式結(jié)構(gòu)，沒(méi)有卡瓦等機(jī)構(gòu)，內(nèi)通徑遠(yuǎn)大于配套使用的套管。但是現(xiàn)有的膨脹懸掛器需要配置專(zhuān)門(mén)的丟手機(jī)構(gòu)，并且丟手機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性差，給施工帶來(lái)不變。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是借鑒了膨脹懸掛器的優(yōu)點(diǎn)，為提高尾管完井的成功率，滿足特殊工藝井完井施工的需要，提出了一種倒扣丟手的膨脹懸掛裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:包括丟手機(jī)構(gòu)和主要由膨脹錐軸、膨脹錐、中心管構(gòu)成膨脹機(jī)構(gòu)，其特征是:所述丟手機(jī)構(gòu)為倒扣丟手機(jī)構(gòu)，其包括連接在膨脹錐軸下方的軸承軸，軸承軸的外部套裝倒扣公螺紋，倒扣公螺紋與軸承軸之間通過(guò)鍵槽連接并形成軸向滑動(dòng)配合，在倒扣公螺紋外部套裝雙公接頭，雙公接頭內(nèi)壁通過(guò)倒扣母螺紋與倒扣公螺紋嚙
口 ο上述方案進(jìn)一步包括:在膨脹錐軸下端與軸承軸對(duì)接處設(shè)置軸承，軸承下連接彈黃套后與雙公接頭對(duì)接。中心管下端與膨脹錐軸的連接處向下延伸有膨脹錐限位接頭，膨脹錐限位接頭與膨脹錐形成限位配合。膨脹錐限位接頭與膨脹錐(9)通過(guò)軸向設(shè)置的凹、凸插槽形成限位配合。或者是膨脹錐限位接頭與膨脹錐(9)通過(guò)軸向設(shè)置花鍵、花鍵槽形成限位配合。本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于:提供了兩種方式丟手方式的膨脹懸掛裝置；一種方式借助彈簧套、軸承等輔助機(jī)構(gòu)來(lái)找丟手螺紋的中和點(diǎn)，施加一定的壓力載荷，進(jìn)行倒扣丟手；另一種方式采用在螺紋中和點(diǎn)上，上提一定的載荷，進(jìn)行倒扣丟手。采用上提方式倒扣丟手時(shí)，將倒扣螺紋置于中和點(diǎn)，上提一定的載荷，轉(zhuǎn)動(dòng)上部鉆具，軸承軸上的鍵狀結(jié)構(gòu)與倒扣公螺紋相耦合，帶動(dòng)丟手螺紋正轉(zhuǎn)。丟手螺紋為左旋螺紋，隨著轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，倒扣接頭與膨脹懸掛器脫開(kāi)，丟手作業(yè)完成。加壓中心管上螺紋與伴送管串相連，可通過(guò)加壓中心管實(shí)現(xiàn)膨脹錐的機(jī)械加壓和上提功能。軸承軸上加工有鍵狀結(jié)構(gòu)，可通過(guò)鍵狀結(jié)構(gòu)與倒扣公螺紋相耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)倒扣。采用下壓方式倒扣丟手時(shí)，下壓一定載荷，倒扣螺紋的公螺紋可在軸承軸上軸向滑動(dòng)，從而使倒扣螺紋在軸向上不承受拉力也不承受壓力，也就是處于“中和點(diǎn)”狀態(tài)，轉(zhuǎn)動(dòng)上部鉆具，軸承軸上的鍵狀結(jié)構(gòu)與倒扣公螺紋相耦合，帶動(dòng)倒扣螺紋正轉(zhuǎn)。倒扣螺紋為左旋螺紋，隨著轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，倒扣接頭與膨脹懸掛器脫開(kāi)，丟手作業(yè)完成。倒扣丟手后，提出中心管串及膨脹懸掛器內(nèi)管工具，井內(nèi)只留有膨脹管。此外該丟手機(jī)構(gòu)采用螺紋連接，其丟手機(jī)構(gòu)承載能力大，可以承受上百?lài)嵉妮d荷；可實(shí)現(xiàn)在下壓載荷作用下丟手或在上提載荷作用下丟手，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可選擇丟手方式，提高了膨脹懸掛器丟手的可靠性。能夠快速的將倒扣螺紋置于中和點(diǎn)附近，提高了丟手作業(yè)的成功率，降低了倒扣丟手失敗的可能性。

圖1為一種典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1.中心管及膨脹錐限位接頭2.倒扣公螺紋3.軸承軸4.倒扣母螺紋
5.膨脹懸掛器(即膨脹管)6.雙公接頭7.軸承8.橡膠筒9.膨脹錐10.膨脹錐軸
11.彈簧套
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。膨脹管懸掛膨脹作業(yè)由膨脹機(jī)構(gòu)、倒扣丟手裝置、固井系統(tǒng)、懸掛器外筒(或稱(chēng)膨脹管)等構(gòu)成。膨脹機(jī)構(gòu)主要由膨脹錐軸10、膨脹錐9、膨脹錐限位接頭I等構(gòu)成。其中，膨脹錐9安裝在膨脹錐軸10上，整個(gè)膨脹機(jī)構(gòu)位于膨脹管內(nèi)管柱的上部，在液壓力及上提負(fù)荷的作用下，膨脹機(jī)構(gòu)沿著軸向向上運(yùn)動(dòng)，將膨脹管5徑向膨脹，膨脹管上部硫化的橡膠筒8 (通常根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的要求，橡膠筒通常為3-4段)被擠壓在膨脹管和外層套管內(nèi)壁之間，橡膠筒的壓縮量通常為30%左右，這樣形成了膨脹懸掛裝置的密封及懸掛。倒扣丟手裝置位于膨脹管內(nèi)管柱的下部，主要由軸承7、軸承軸3、彈簧套11、雙公接頭6、倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4等構(gòu)成。軸承軸3上加工有鍵狀結(jié)構(gòu)，倒扣公螺紋2可在軸承軸3上軸向滑動(dòng)，軸承軸3上的鍵狀結(jié)構(gòu)與倒扣螺紋公螺紋2配合，在上部鉆具的旋轉(zhuǎn)下，可產(chǎn)生倒扣扭矩，從而使倒扣公螺紋2、倒扣母螺紋4倒扣丟手。雙公接頭6上的倒扣母螺紋4與倒扣公螺紋2嚙合，倒扣公螺紋2在軸承軸3上可以短距離的軸向滑動(dòng)，倒扣母螺紋4與倒扣公螺紋2的卸扣扭矩靠軸承軸傳遞給倒扣公螺紋2來(lái)實(shí)現(xiàn)。彈簧套11與軸承7連接，采用下壓方式倒扣時(shí)，整個(gè)管柱重量可施加在軸承7上，從而倒扣母螺紋4與倒扣公螺紋2不在承受軸向力，易于倒扣。[0020]膨脹錐9安放在膨脹錐軸10上，膨脹錐限位接頭I對(duì)膨脹錐10加以約束，防止在膨脹施工過(guò)程中膨脹錐10產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。該懸掛器在進(jìn)行注水泥和膨脹坐掛之前，先進(jìn)行倒扣丟手作業(yè)，該倒扣丟手裝置可采用上提或下壓兩種方式進(jìn)行丟手。采用上提方式倒扣丟手時(shí):首先采用中心管將膨脹懸掛器系統(tǒng)下入到設(shè)計(jì)的懸掛位置，在中和點(diǎn)載荷(此時(shí)倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4處于整個(gè)中心管柱的中和點(diǎn)位置)的基礎(chǔ)上，上提中心管一定載荷，因倒扣螺紋的公螺紋2可在軸承軸3上軸向滑動(dòng)，倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4承受的載荷為零或者是很小的軸向拉力，然后正轉(zhuǎn)上部鉆具，軸承軸3上的鍵狀結(jié)構(gòu)與倒扣螺紋的公螺紋2相耦合，帶動(dòng)倒扣螺紋的公螺紋2正轉(zhuǎn)。倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4是左旋螺紋，隨著鉆具的轉(zhuǎn)動(dòng)，倒扣螺紋的公螺紋2與母螺紋4倒扣，從而倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4與膨脹懸掛器5上的雙公接頭6脫開(kāi)，倒扣丟手作業(yè)完成。如果在某些復(fù)雜情況下，采用上提方式不能正常丟手時(shí)，可考慮采用下壓方式倒扣丟手:將膨脹懸掛器系統(tǒng)下入到設(shè)計(jì)的懸掛位置后，在中和點(diǎn)載荷(此時(shí)倒扣螺紋處于整個(gè)中心管柱的中和點(diǎn)位置)的基礎(chǔ)上，下壓中心管一定載荷。采用下壓方式倒扣時(shí)，整個(gè)管柱重量可施加在軸承7上，從而倒扣母螺紋4與倒扣公螺紋2不在承受軸向力，易于倒扣。因倒扣螺紋的公螺紋2可在軸承軸3上軸向滑動(dòng)，倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4承受的載荷為零或者是很小的軸向壓力，然后正轉(zhuǎn)上部鉆具，鉆具帶動(dòng)軸承7和軸承軸3正轉(zhuǎn)，在軸承軸上鍵狀結(jié)構(gòu)的帶動(dòng)下，帶動(dòng)倒扣螺紋的公螺紋2正轉(zhuǎn)。倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4是左旋螺紋，隨著鉆具的轉(zhuǎn)動(dòng)，倒扣螺紋的公螺紋2與母螺紋4倒扣，從而倒扣公螺紋2和倒扣母螺紋4與膨脹懸掛器5的雙公接頭6脫開(kāi)，倒扣丟手作業(yè)完成。采用上述任一種方式倒扣完成丟手后，從地面通過(guò)中心管打壓使液體壓力作用在膨脹錐7上，使膨脹錐7在膨脹懸掛器5內(nèi)沿中心管發(fā)生軸向滑動(dòng)，從而使膨脹懸掛器5在徑向發(fā)生永久塑性變形，懸掛器管體上的橡膠筒8與外層套管內(nèi)壁緊密結(jié)合，從而達(dá)到密封及懸掛的目的。
權(quán)利要求1.一種倒扣丟手的膨脹懸掛裝置，包括丟手機(jī)構(gòu)和主要由膨脹錐軸(10)、膨脹錐(9)、中心管(I)構(gòu)成膨脹機(jī)構(gòu)，其特征是:所述丟手機(jī)構(gòu)為倒扣丟手機(jī)構(gòu)，其包括連接在膨脹錐軸(10)下方的軸承軸(3)，軸承軸(3)的外部套裝倒扣公螺紋(2)，倒扣公螺紋(2)與軸承軸(3)之間通過(guò)鍵槽連接并形成軸向滑動(dòng)配合，在倒扣公螺紋(2)外部套裝雙公接頭(6)，雙公接頭(6)內(nèi)壁通過(guò)倒扣母螺紋(4)與倒扣公螺紋(2)嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒扣丟手的膨脹懸掛裝置，其特征是:在膨脹錐軸(10)下端與軸承軸(3 )對(duì)接處設(shè)置軸承(7 )，軸承(7 )下連接彈簧套(11)后與雙公接頭(6 )對(duì)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的倒扣丟手的膨脹懸掛裝置，其特征是:中心管(I)下端與膨脹錐軸(10)的連接處向下延伸有膨脹錐限位接頭，膨脹錐限位接頭與膨脹錐(9)形成限位配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒扣丟手的膨脹懸掛裝置，其特征是:膨脹錐限位接頭與膨脹錐(9 )通過(guò)軸向設(shè)置的凹、凸插槽形成限位配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒扣丟手的膨脹懸掛裝置，其特征是:膨脹錐限位接頭與膨脹錐(9)通過(guò)軸 向設(shè)置花鍵、花鍵槽形成限位配合。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種倒扣丟手的膨脹懸掛裝置，包括丟手機(jī)構(gòu)和主要由膨脹錐軸、膨脹錐、中心管構(gòu)成膨脹機(jī)構(gòu)，所述丟手機(jī)構(gòu)為倒扣丟手機(jī)構(gòu)，其包括連接在膨脹錐軸下方的軸承軸，軸承軸的外部套裝倒扣公螺紋，倒扣公螺紋與軸承軸之間通過(guò)鍵槽連接并形成軸向滑動(dòng)配合，在倒扣公螺紋外部套裝雙公接頭，雙公接頭內(nèi)壁通過(guò)倒扣母螺紋與倒扣公螺紋嚙合。在膨脹錐軸下端與軸承軸對(duì)接處設(shè)置軸承，軸承下連接彈簧套后與雙公接頭對(duì)接。本實(shí)用新型的突出優(yōu)點(diǎn)在于提供了兩種方式丟手方式的膨脹懸掛裝置；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可選擇丟手方式，能夠快速的將倒扣螺紋置于中和點(diǎn)附近，提高了膨脹懸掛器丟手的可靠性。
文檔編號(hào)E21B23/00GK203081366SQ20122073353
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者唐明, 朱海波, 馬建忠, 寧學(xué)濤, 朱萬(wàn)勝, 滕照正, 唐成磊, 蔡鵬 , 吳柳根, 沈?qū)W祥 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局鉆井工藝研究院