用于筛管或尾管的悬挂器 |
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| 申请号 | CN201410602420.7 | 申请日 | 2014-10-31 | 公开(公告)号 | CN104314494A | 公开(公告)日 | 2015-01-28 |
| 申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 吴志勇; 韩宗正; 张建军; 丁晓; 孟雪; 尹剑峰; 张滕; 刘满军; 马振; 钟满发; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种用于筛管或尾管的悬挂器，包括本体、中心管和胀锥，所述本体为中空筒，所述中心管沿轴向活动地安装于所述本体中，所述中心管的外壁与所述本体的内壁之间设置所述胀锥，其特征在于，所述中心管的上端伸出所述本体，所述中心管的下端安装连接套，所述连接套位于所述本体中；所述连接套的外壁与所述本体的内壁之间设置打捞头，所述打捞头通过卡紧机构与所述本体的内壁卡紧或分离，实现方便可靠地丢手。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于筛管或尾管的悬挂器，包括本体、中心管和胀锥，所述本体为中空筒，所述中心管沿轴向活动地安装于所述本体中，所述中心管的外壁与所述本体的内壁之间设置所述胀锥，其特征在于，所述中心管的上端伸出所述本体，所述中心管的下端安装连接套，所述连接套位于所述本体中；所述连接套的外壁与所述本体的内壁之间设置打捞头，所述打捞头通过卡紧机构与所述本体的内壁卡紧或分离。 |
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| 说明书全文 | 用于筛管或尾管的悬挂器技术领域背景技术[0002] 在现有的油藏开采过程中，砂岩油藏的大部分油井存在出砂问题。一般的管外机械防砂是在井筒内建立挡砂屏障，由于完井套管尺寸小，建立挡砂屏障后内通径减少，降低了油井的产能，甚至产生内通径过小而不能下入的情况；而且管外机械防砂的施工工艺复杂，影响其它井下工具下入。化学防砂会给地层带来一定的污染，而且成功率比较低，防砂有效期短。 [0003] 机械防砂先后采用绕丝筛管、割缝筛管、金属棉筛管、TBS筛管(整体金属烧结金属纤维筛管)等。这些筛管的防砂机理是同样的：即地层砂进入井筒之后，较细的砂粒，经过筛管过滤层，随油流排至地面，而一些较粗的砂粒滞留于井筒与筛管之内的环套空间中，形成过滤砂桥，起到初级过滤作用。这些筛管存在以下问题： [0005] 2、由于环套空间存在砂环，筛管打捞作业时，容易卡死筛管，造成大修，增加作业成本。 [0006] 采用膨胀筛管进行机械防砂可以解决上述问题，而且完井后内通径大，能够满足后期作业的要求，在目前的机械防砂技术中普遍采用。 [0007] 由于膨胀筛管膨胀后必须紧贴井壁，内通径很大；而且膨胀过程中胀锥会对膨胀筛管产生向上的粘滞力。因此膨胀筛管进行防砂的技术核心是悬挂器，用于膨胀筛管的悬挂器应该满足以下要求： [0008] 1、内通径大，可以满足胀锥等工具的下入； [0009] 2、能够承受较大的拉力和压力，实现双向锚定； [0010] 3、丢手方便可靠。 [0011] 现有的悬挂器不能满足上述三项要求。 发明内容[0012] 为解决上述的技术问题，本发明提出一种用于筛管或尾管的悬挂器来实现方便可靠地丢手、可靠地双向锚定和形成较大的内通径。 [0013] 本发明提出的一种用于筛管或尾管的悬挂器，包括本体、中心管和胀锥，所述本体为中空筒，所述中心管沿轴向活动地安装于所述本体中，所述中心管的外壁与所述本体的内壁之间设置所述胀锥，所述中心管的上端伸出所述本体，所述中心管的下端安装连接套，所述连接套位于所述本体中；所述连接套的外壁与所述本体的内壁之间设置打捞头，所述打捞头通过卡紧机构与所述本体的内壁卡紧或分离。 [0014] 作为一种可实施的方式，所述卡紧机构包括卡紧件、所述本体的内壁上沿圆周设置的限位槽和所述打捞头的外壁上沿圆周设置的安装槽； [0015] 所述卡紧件置于所述限位槽和所述安装槽内，通过所述中心管带动所述打捞头上移施压所述卡紧件沿径向收缩到所述安装槽内。 [0016] 作为一种可实施的方式，所述卡紧件的上端设置导向面，所述导向面与所述卡紧件的上端面之间呈小于90度的夹角；所述卡紧件的下端设置限位面，所述限位面与所述卡紧件的下端面平行。 [0017] 作为一种可实施的方式，所述连接套上设置与所述中心管的中心孔连通的轴向贯通孔，所述连接套的孔壁上设置横向贯通的传压孔，所述传压孔位于所述打捞头的上方； [0018] 所述胀锥的上端的截面面积小于其下端的截面面积，所述胀锥的中部设置过渡锥面；所述胀锥的下端面抵靠在所述连接套上，所述胀锥的下端面、所述连接套的外壁、所述打捞头的上端面和所述本体的内壁围成胀锥推动腔； [0019] 所述本体上设置与所述过渡锥面相配合的缩径段，经所述传压孔进入所述胀锥推动腔的液体通过所述过渡锥面作用于所述缩径段。 [0020] 作为一种可实施的方式，所述缩径段以上的部分为膨胀段，所述膨胀段的外壁上间隔设置多个锚定机构。 [0021] 作为一种可实施的方式，所述锚定机构包括至少一个金属环，所述金属环套装于所述膨胀段上，相邻的所述金属环间隔设置。 [0022] 作为一种可实施的方式，所述本体的上端覆盖堵帽，所述堵帽上设置用于穿过所述中心管的穿孔，所述堵帽与所述中心管固定连接，所述中心管穿过所述堵帽的一端连接上接头。 [0023] 作为一种可实施的方式，所述堵帽上设置限位凸起，所述本体的一端设置与所述限位凸起相配合的安装槽，所述限位凸起置于所述安装槽中。 [0024] 作为一种可实施的方式，所述传压孔的数量为多个，多个所述传压孔沿所述连接套的周向均匀分布，所述传压孔的截面形状为圆形。 [0025] 作为一种可实施的方式，所述打捞头分别与所述连接套、所述本体之间紧密配合；所述胀锥分别与所述中心管、所述本体之间紧密配合。 [0026] 本发明相比于现有技术的有益效果在于：用于筛管或尾管的悬挂器通过卡紧机构将打捞头卡紧在本体的内壁上，上提中心管，卡紧机构径向收缩与本体分离，可将中心管及其上连接的部件一起取出，丢手方便可靠。导向面的设置使卡紧件在受力后容易收缩，并可减少向上提起中心管的阻力，有利于丢手；限位面避免胀锥推动腔的液压力推动打捞头下行。 [0027] 本体膨胀后，锚定机构将本体可靠悬挂，金属环密封可靠，锚定力大，可双向承载。堵帽可以防止落物，保证悬挂器内部清洁。限位凸起和安装槽配合，防止本体在膨胀过程中受力旋转。本体膨胀紧贴井壁，形成上下一致的通径，完井后悬挂器的内通径较大，便于后期作业。 附图说明 [0028] 图1为本发明用于筛管或尾管的悬挂器的半剖结构示意图； [0029] 图2为本发明的卡紧件的半剖主视示意图； [0030] 图3为本发明的卡紧件的仰视示意图； [0031] 图4为本发明的堵帽的半剖主视示意图； [0032] 图5为图4中A-A的截面示意图。 [0033] 100-用于筛管或尾管的悬挂器； [0034] 110-上接头；120-中心管； [0035] 130-本体；132-缩径段；140-胀锥；142-过渡锥面； [0036] 150-打捞头；160-连接套；162-传压孔； [0037] 170-卡紧机构；172-卡紧件；1722-导向面；1724-限位面； [0038] 180-锚定机构；190-堵帽；192-限位凸起；194-销孔。 具体实施方式[0039] 以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。 [0040] 请参阅图1所示，本发明的一种用于筛管或尾管的悬挂器100，包括本体130、中心管120和胀锥140。本体130为中空筒，中心管120沿轴向活动地安装于本体130中，中心管120的外壁与本体130的内壁之间设置胀锥140，中心管120的上端伸出本体130，中心管120的下端安装连接套160，连接套160位于本体130中；连接套160的外壁与本体130的内壁之间设置打捞头150，打捞头150通过卡紧机构170与本体130的内壁卡紧或分离。 [0041] 用于筛管或尾管的悬挂器100通过卡紧机构170将打捞头150卡紧在本体130的内壁上，上提中心管120，卡紧机构170径向收缩与本体130分离，可将中心管120及其上连接的部件一起取出，丢手方便可靠。在现有的油田石油与天然气开采过程中，本发明的悬挂器100可实现对膨胀筛管防砂完井管柱的悬挂，对油套环空的密封，也可用于其他类型的筛管或尾管的悬挂。 [0042] 作为一种可实施的方式，卡紧机构170包括卡紧件172、本体130的内壁上沿圆周设置的限位槽和打捞头150的外壁上沿圆周设置的安装槽。卡紧件172置于限位槽和安装槽内，通过中心管120带动打捞头150上移施压卡紧件172沿径向收缩到安装槽内，卡紧机构170与本体130分离。较优地，卡紧件172为卡簧，卡簧在轴向受力后易产生径向收缩，防止出现倒扣丢手时不容易脱开的现象。 [0043] 作为一种可实施的方式，请参阅图2和图3所示，卡紧件172的上端设置导向面1722，导向面1722与卡紧件172的上端面之间呈小于90度的夹角。导向面1722的设置使卡紧件172在受力后容易收缩，并可减少向上提起中心管120的阻力，同时导向面1722的斜坡面朝向中心管120的上提方向，有利于丢手。本实施例中导向面1722即为45度倒角面，导向面1722还可以为弧面。 [0044] 卡紧件172的下端设置限位面1724，限位面1724与卡紧件172的下端面平行，本实施例中，限位面1724即为卡紧件172的下端面。限位面1724相对于导向面1722可承受较大的轴向力，防止液压力推动打捞头150下行。 [0045] 作为一种可实施的方式，连接套160上设置与中心管120的中心孔连通的轴向贯通孔，本实施例中，中心管120的下端与连接套160的上端对接。连接套160的孔壁上设置横向贯通的传压孔162，传压孔162位于打捞头150的上方。 [0046] 初始状态时，胀锥140的上端的截面面积小于其下端的截面面积，胀锥140的中部设置过渡锥面142；胀锥140的下端面抵靠在连接套160上，胀锥140的下端面、连接套160的外壁、打捞头150的上端面和本体130的内壁围成胀锥推动腔，用于筛管或尾管的悬挂器100中形成的胀锥推动腔是独立的。本体130上设置与过渡锥面142相配合的缩径段132，经传压孔162进入胀锥推动腔的液体通过过渡锥面142作用于缩径段132。较优地，过渡锥面142的位置靠近胀锥140的上端。 [0047] 胀锥推动腔的液压力推动胀锥140朝向上接头110的方向移动，缩径段132的内径被逐渐扩大，直至扩大到与胀锥140在过渡锥面142以下部分的外径相等。缩径段132和缩径段132以上的部分被膨胀后紧贴井壁，形成上下一致的通径，完井后用于筛管或尾管的悬挂器100的内通径较大，便于后期作业。本体130全部被膨胀后，用于筛管或尾管的悬挂器100自动泄压，悬挂作业完成。 [0049] 作为一种可实施的方式，传压孔162的数量为多个，多个传压孔162沿连接套160的周向均匀分布，传压孔162的截面形状为圆形。 [0050] 作为一种可实施的方式，本体130上位于缩径段132以上的部分为膨胀段，膨胀段的外壁上间隔设置多个锚定机构180。本实施例中，在膨胀段上设置了三个锚定机构180。胀锥推动腔的液压力推动胀锥140朝向上接头110移动，锚定机构180能随本体130同时膨胀，锚定机构180将本体130可靠悬挂在井壁上。 [0051] 作为一种可实施的方式，锚定机构180包括至少一个金属环，金属环套装于膨胀段上，相邻的金属环间隔设置。较优地，每个锚定机构180包括两个金属环。本体130膨胀，金属环受力直径扩大，变形膨胀直至金属环将本体130可靠悬挂在井壁上，金属环密封可靠，锚定力大，可实现双向承载。胀锥推动腔的液压力推动胀锥140朝向上接头110移动，金属环能随本体130同时膨胀。 [0052] 金属环与本体130通过过盈配合相连接，金属环的装配过程如下：根据热胀冷缩原理，金属环通过加热后膨胀，内径变大，套装在本体130上预先加工好的凹槽处。待金属环冷却后，内径变小卡紧固定在凹槽内。金属环随本体130膨胀后与套管的内壁过盈配合，增加摩擦力，密封效果和锚定效果均优于橡胶制作的密封环，金属环耐高温，不易失效，强度好，不易损坏。 [0053] 作为一种可实施的方式，如图1所示，本体130的上端覆盖堵帽190，请参阅图4和图5所示，堵帽190上设置用于穿过中心管120的穿孔，堵帽190与中心管120固定连接，中心管120穿过堵帽190的一端连接上接头110。堵帽190可以防止落物，保证悬挂器100的内部清洁。较优地，堵帽190上设置销孔194，销钉或螺栓等连接件穿过销孔194将堵帽190固定于中心管120上。还可以不设置销孔194，通过焊接方式将堵帽190固定于中心管 120上。 [0054] 作为一种可实施的方式，堵帽190上设置限位凸起192，本体130的一端设置与限位凸起192相配合的安装槽，限位凸起192置于安装槽中。限位凸起192和安装槽配合，防止本体130在膨胀过程中受力旋转，从而使中心管120与本体130的相对位置恒定，保证本体130的受力膨胀。 [0055] 作为一种可实施的方式，打捞头150分别与连接套160、本体130之间紧密配合；胀锥140分别与中心管120、本体130之间紧密配合。 [0056] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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