[发明专利]用于可膨胀尾管悬挂器系统的可收缩锥

说明书

一种可膨胀尾管悬挂器系统及其安装方法。在示例性实施方案中，所述方法包括：将所述可膨胀尾管悬挂器系统定位在套管柱内，所述可膨胀尾管悬挂器系统包括布置在悬挂器主体内的坐封工具，所述坐封工具包括限定锥形外部表面的锥心轴和限定锥形内部表面的膨胀锥；将所述锥形外部表面与所述锥形内部表面接合；通过使所述锥心轴和所述膨胀锥在第一轴向方向上并相对于所述悬挂器主体移位，使所述悬挂器主体径向膨胀以接合所述套管柱；使所述锥心轴在第二轴向方向上并相对于所述膨胀锥移位，以使所述锥形内部表面从所述锥形外部表面脱离，从而允许所述膨胀锥从所述悬挂器主体径向向内压凸；并且将所述膨胀锥从所述悬挂器主体分离。

技术领域

本公开整体涉及可膨胀尾管悬挂器系统，并且更具体地涉及坐封工具(settingtool)，该坐封工具包括用于可膨胀尾管悬挂器系统的可收缩锥。

背景技术

可膨胀尾管悬挂器系统例如通过利用坐封工具进行操作以促进尾管悬挂器的膨胀，从而将尾管悬挂器连接到布置在井筒内的套管柱。为了实现尾管悬挂器的膨胀，膨胀锥轴向移位穿过尾管悬挂器，从而接合尾管悬挂器的内部以使其外部径向膨胀。以这种方式使尾管悬挂器膨胀所需的力(可能相当大)取决于几何形状、材料性能和施加到膨胀锥和/或尾管悬挂器的减摩涂层。

即使一个或多个减摩涂层受损，尾管悬挂器与膨胀锥之间硬度和/或其他基本冶金学性能的某些差异也可以帮助减轻其相应接触表面之间的磨损。因此，常规尾管悬挂器用高延展性的低合金钢制造，常规尾管悬挂器的膨胀可以使用例如用D2工具钢制造的膨胀锥实现。然而，某些尾管悬挂器中包含了镍和铬基合金以在井筒内提供耐腐蚀性。常规膨胀锥不具有适当材料性能以使此类镍和铬基尾管悬挂器有效膨胀。此外，由于常规膨胀锥的几何形状，使用更有效的材料常常过于昂贵。

而且，一旦尾管悬挂器已经膨胀，常规膨胀锥通常很难或无法从尾管悬挂器上移除。尽管可收缩膨胀锥存在用以解决这个问题，但这种可收缩膨胀锥通常包含有允许膨胀锥从尾管悬挂器的内部径向向内弯曲的夹头特征结构。然而，该夹头特征结构的机加工狭缝沿着狭缝的相应边缘产生高接触应力，该应力尤其可能对施加到尾管悬挂器和/或膨胀锥的一个或多个减摩涂层造成损伤。

此外，某些膨胀锥在膨胀锥和尾管悬挂器的内部之间需要密封界面，使得使膨胀锥可以由流体压力致动。与常规可收缩膨胀锥相关联的机加工狭缝使得必须使用不具有狭缝、表面特征或可能产生泄漏路径的其他几何形状的“引导锥”。这种“引导锥”必须具有小于可收缩膨胀锥的直径，由此减小由流体压力施加给坐封工具的有效轴向力。

因此，需要一种解决前述问题中的一者或多者等的装置、方法或系统。

附图说明

根据以下给出的具体实施方式以及本公开的各种实施方案的附图，将更全面地理解本公开的各种实施方案。在附图中，相同的附图标号可指示相同或功能上类似的元件。

图1是根据示例性实施方案的可操作地联接至可膨胀尾管悬挂器系统的海上油气平台的示意图。

图2是根据示例性实施方案的图1的可膨胀尾管悬挂器系统的局部剖视图，其包括坐封工具和悬挂器主体。

图3是根据示例性实施方案的作为图2的坐封工具的部件的锥心轴的局部剖视图。

图4是根据示例性实施方案的作为图2的坐封工具的另一部件的可收缩膨胀锥的局部剖视图。

图5示出了根据示例性实施方案的处于装配状态下的图3的锥心轴和图4的可收缩膨胀锥以及坐封工具的其他部件。

图6A是根据示例性实施方案的布置在井筒内并靠近套管柱下端的图1至图5的可膨胀尾管悬挂器系统的局部剖视图。

图6B是根据示例性实施方案的处于部分膨胀状态的图6A的可膨胀尾管悬挂器系统的局部剖视图。

图6C是根据示例性实施方案的处于完全膨胀状态的图6A和图6B的可膨胀尾管悬挂器系统的局部剖视图。