[发明专利]窄间隙封隔式尾管悬挂装置、固井设备及方法

说明书

本发明涉及窄间隙封隔式尾管悬挂装置、固井设备及方法。封隔式尾管悬挂装置包括：纵向延伸的筒状本体；以及悬挂模块。悬挂模块包括：纵向延伸的锥套，所述锥套固定套设在所述筒状本体之外，所述锥套构造有沿纵向方向延伸的卡瓦槽，所述卡瓦槽的侧壁形成纵向延伸的卡瓦引导台阶，所述卡瓦引导台阶构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向内倾斜；卡瓦，所述卡瓦与所述卡瓦引导台阶相接合；以及卡瓦驱动组件，所述卡瓦驱动组件构造为用于驱动所述卡瓦沿着所述卡瓦引导台阶纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状本体径向向外伸出。

技术领域

本发明涉及油气井固完井技术领域，特别是涉及一种用于大尺寸窄间隙的封隔式尾管悬挂装置。本发明还涉及一种包括该装置的尾管固井设备。本发明还涉及一种使用上述尾管固井设备进行固井的工作方法。

背景技术

近年来，全球的油气井勘探开发不断由常规走向非常规，由深井走向超深井。因此，油气井的结构越来越复杂。例如，在深海环境中的高温高压开发井中，井下的周向空间非常受限。在下入尾管固井设备时，会形成大尺寸、窄间隙的环境。并且，这类井具有泥浆密度高、安全窗口窄、温度高、含气量大等特点。这就对井中的尾管固井设备的整体强度和封隔式尾管悬挂装置的环空封隔能力以及悬挂能力提出了更高的要求。

尾管悬挂器大体上分为液压式尾管悬挂器和机械式尾管悬挂器两种类型。

常规的液压式尾管悬挂器一般都需要多层管柱组合在一起来形成液压结构。然而，这就导致悬挂器的径向尺寸必然较大。如果要应用在大尺寸、窄间隙的环境中，尺寸排布比较困难，并且会降低工具的整体强度。例如，在尾管悬挂器规格为φ340mm×φ298mm的情况下，使其抗外挤能力不足10MPa。这不能满足现场施工的需求。

常规的机械式尾管悬挂器需要采用转动管柱、卡瓦径向弹开的动作方式来进行坐挂。在大尺寸、窄间隙的深水井中，这种动作方式的局限性很大，因此也难以适用。

另外，常规的悬挂结构通常是在筒状主体与卡瓦之间套设可活动式的锥套。通过锥套的纵向移动来推动卡瓦径向向外移动以实现坐挂。常规的封隔结构也具有类似的形式，通过设置在密封套与筒状主体之间的锥套的移动来实现坐封。为了确保各个结构的强度和有效性，必须确保各个结构具有足够的尺寸。因此，这种常规的悬挂结构和封隔结构也难以适用于窄间隙的环境。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种封隔式尾管悬挂装置，包括其的固井设备以及相应的共聚方法，以适用于大尺寸、窄间隙的井下环境。

根据本发明的第一方面，提出了一种封隔式尾管悬挂装置，包括：纵向延伸的筒状本体；以及悬挂模块。所述悬挂模块包括：纵向延伸的锥套，所述锥套固定套设在所述筒状本体之外，所述锥套构造有沿纵向方向延伸的卡瓦槽，所述卡瓦槽的侧壁形成纵向延伸的卡瓦引导台阶，所述卡瓦引导台阶构造为沿纵向从上到下的方向逐渐径向向内倾斜；卡瓦，所述卡瓦与所述卡瓦引导台阶相接合；以及卡瓦驱动组件，所述卡瓦驱动组件构造为用于驱动所述卡瓦沿着所述卡瓦引导台阶纵向向上移动，以使所述卡瓦相对于所述筒状本体径向向外伸出。

在上述装置中，卡瓦直接设置在筒状本体外侧。在卡瓦槽的侧壁上形成卡瓦引导台阶。卡瓦能在卡瓦驱动组件的作用下进行纵向和径向的移动。与现有技术中的在卡瓦和筒状本体之间设置锥套并使锥套移动的方案相比，本发明的装置的这种结构能够有效减小悬挂模块的尺寸，从而有利于在大尺寸、窄间隙的井下环境内进行应用。