[发明专利]一种膨胀管式尾管悬挂器

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种钻井完井尾管悬挂的 专用工具，是一种尾管悬挂器

背景技术

一般钻井完井用的尾管悬挂器为机械式或液压式，钻杆连接尾管悬 挂器和尾管入井到位后，利用机械动作或者液压方式使悬挂器上的卡 瓦牙打开贴紧在外层技术套管内壁上，卡瓦牙能悬挂尾管重量。一般 在尾管悬挂器悬挂完成后注水泥固井。目前的机械式或液压式尾管悬 挂器在功能又可分为密封和不密封两种：(1)能够实现顶部密封的悬挂 器在完成注水泥后，可以继续动作，通过橡胶件的变形实现对悬挂部 分的密封；(2)不能够实现密封功能的尾管悬挂器在完成悬挂和注水泥 后，为实现上部的密封，必须将钻杆和悬挂器的中心管丢手，再下入 封隔器工具将上部密封。无论是机械式还是液压式尾管悬挂器在服役 一定时间后很容易上部密封失效，由于尾管水泥环经过较长时间后也 无法达到密封效果，影响了开发效果和后续作业。除此之外，常规机 械式和液压式尾管悬挂器为满足悬挂和坐封功能，在径向结构设计了 较多的机械零部件，造成悬挂器的内通径小，工具下入时会收到一些 限制。另外一些常规尾管悬挂器在水平井中坐挂困难。一般尾管悬挂 器设计有反扣用于丢手，因此固井过程中不能正转，否则可能导致尾 管脱落，如反转则可能造成钻杆脱扣；常规尾管悬挂器入井是卡瓦牙 与井壁碰撞，容易损坏，同时由于受重力作用，卡瓦牙相对井筒轴线 为非对称状态，容易破坏悬挂效果，结构可靠性差。常规尾管悬挂器 往往注水泥后要投胶塞和投球，水泥头复杂，作业复杂，悬挂、坐封 和丢手工艺也比较复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀管式尾管悬挂器，实现以下目的：(1) 保证尾管下入到位后，能在固井过程中旋转管柱和上下活动管柱，改 善环空水泥浆流动性，提高固井质量。(2)实现很好的自身密封，省 去封隔器工具的密封这一环节，保证悬挂段更大通径和更好的密封效 果。(3)通过膨胀管式尾管悬挂器实现更简单可靠的注水泥、悬挂、 坐封和丢手作业工艺。(4)替代常规的液压式和机械式尾管悬挂器或旋 转尾管悬挂器，解决斜井、水平井等复杂井的完井作业中施工作业的 可靠性，提高固井质量，满足斜井、水平井等复杂完井的需要。

本发明采用的技术方案是：膨胀管式尾管悬挂器，主要由送入接头、 中心管、螺帽、浮阀装配体、尾管胶塞挂座、尾管胶塞、丢手筒、花 键套、键、剪销钉、膨胀管、回接筒、膨胀锥、浮阀关闭套、销钉、 剪钉、钻杆胶塞和丢手顶套组成。送入接头有中心孔，送入接头上部 有内螺纹，用于连接上部钻杆；其特征是：送入接头下部有外螺纹， 送入接头下部外螺纹连接丢手筒，送入接头下部内螺纹连接中心管上 端。中心管用于连接上端的送入接头和下端的螺帽，同时是膨胀锥滑 动的芯轴。

丢手筒为圆筒状，丢手筒下端外壁有花键，花键套上端内壁有花键， 丢手筒下端采用花键连接花键套上端。丢手筒下端外壁与花键套上端 通过花键嵌合连接，用于传递旋转扭矩，能旋转下部管柱。花键套为 圆筒状，花键套下端有螺纹。花键套下端螺纹连接膨胀管的上端。

在丢手筒的内壁上有一个圆环柱形丢手顶套，丢手顶套与丢手筒之 间采用剪销钉固定。在丢手筒和花键套之间通过键固定。丢手顶套的 外壁顶住键，防止键退回。键能连接丢手筒和花键套，能承受下部全 部管柱的重力。

在膨胀管的下端螺纹连接回接筒上端。回接筒为阶梯形圆筒状，回 接筒的作用是下部连接固井套管柱；回接筒的另一个作用是将中心管 下端的膨胀装置组件带入井下，并保护膨胀装置组件。膨胀管为圆筒 状，膨胀管上端和下端有连接螺纹的结构已经被技术人员所熟知，用 于石油井下的膨胀管的公开专利较多，不详细叙述。但在金属膨胀管 的外壁上有环形凸台，在公开的专利中没有涉及。本专利的关键是依 靠膨胀管膨胀后，膨胀管外壁上的环形凸台与套管内壁形成过盈配合， 实现悬挂尾管。