用於篩管或尾管的懸掛器的製造方法
2023-04-24 08:02:26 2
用於篩管或尾管的懸掛器的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於篩管或尾管的懸掛器，包括本體、中心管和脹錐，所述本體為中空筒，所述中心管沿軸向活動地安裝於所述本體中，所述中心管的外壁與所述本體的內壁之間設置所述脹錐，其特徵在於，所述中心管的上端伸出所述本體，所述中心管的下端安裝連接套，所述連接套位於所述本體中；所述連接套的外壁與所述本體的內壁之間設置打撈頭，所述打撈頭通過卡緊機構與所述本體的內壁卡緊或分離，實現方便可靠地丟手。
【專利說明】用於篩管或尾管的懸掛器
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田石油及天然氣開採的【技術領域】，特別涉及一種用於篩管或尾管的懸掛器。
【背景技術】
[0002]在現有的油藏開採過程中，砂巖油藏的大部分油井存在出砂問題。一般的管外機械防砂是在井筒內建立擋砂屏障，由於完井套管尺寸小，建立擋砂屏障後內通徑減少，降低了油井的產能，甚至產生內通徑過小而不能下入的情況；而且管外機械防砂的施工工藝複雜，影響其它井下工具下入。化學防砂會給地層帶來一定的汙染，而且成功率比較低，防砂有效期短。
[0003]機械防砂先後採用繞絲篩管、割縫篩管、金屬棉篩管、TBS篩管(整體金屬燒結金屬纖維篩管)等。這些篩管的防砂機理是同樣的:即地層砂進入井筒之後，較細的砂粒，經過篩管過濾層，隨油流排至地面，而一些較粗的砂粒滯留於井筒與篩管之內的環套空間中，形成過濾砂橋，起到初級過濾作用。這些篩管存在以下問題:
[0004]1、當地層砂分選性差時，細砂填充於粗砂孔隙之間，難以形成高滲透率的油流通道。根據達西定律，油流通過時，造成很大的壓力降，增大了油流流動阻力，限制了油井的產量。
[0005]2、由於環套空間存在砂環，篩管打撈作業時，容易卡死篩管，造成大修，增加作業成本。
[0006]採用膨脹篩管進行機械防砂可以解決上述問題，而且完井後內通徑大，能夠滿足後期作業的要求，在目前的機械防砂技術中普遍採用。
[0007]由於膨脹篩管膨脹後必須緊貼井壁，內通徑很大；而且膨脹過程中脹錐會對膨脹篩管產生向上的粘滯力。因此膨脹篩管進行防砂的技術核心是懸掛器，用於膨脹篩管的懸掛器應該滿足以下要求:
[0008]1、內通徑大，可以滿足脹錐等工具的下入；
[0009]2、能夠承受較大的拉力和壓力，實現雙向錨定；
[0010]3、丟手方便可靠。
[0011]現有的懸掛器不能滿足上述三項要求。
【發明內容】
[0012]為解決上述的技術問題，本發明提出一種用於篩管或尾管的懸掛器來實現方便可靠地丟手、可靠地雙向錨定和形成較大的內通徑。
[0013]本發明提出的一種用於篩管或尾管的懸掛器，包括本體、中心管和脹錐，所述本體為中空筒，所述中心管沿軸向活動地安裝於所述本體中，所述中心管的外壁與所述本體的內壁之間設置所述脹錐，所述中心管的上端伸出所述本體，所述中心管的下端安裝連接套，所述連接套位於所述本體中；所述連接套的外壁與所述本體的內壁之間設置打撈頭，所述打撈頭通過卡緊機構與所述本體的內壁卡緊或分離。
[0014]作為一種可實施的方式，所述卡緊機構包括卡緊件、所述本體的內壁上沿圓周設置的限位槽和所述打撈頭的外壁上沿圓周設置的安裝槽；
[0015]所述卡緊件置於所述限位槽和所述安裝槽內，通過所述中心管帶動所述打撈頭上移施壓所述卡緊件沿徑向收縮到所述安裝槽內。
[0016]作為一種可實施的方式，所述卡緊件的上端設置導向面，所述導向面與所述卡緊件的上端面之間呈小於90度的夾角；所述卡緊件的下端設置限位面，所述限位面與所述卡緊件的下端面平行。
[0017]作為一種可實施的方式，所述連接套上設置與所述中心管的中心孔連通的軸向貫通孔，所述連接套的孔壁上設置橫向貫通的傳壓孔，所述傳壓孔位於所述打撈頭的上方；
[0018]所述脹錐的上端的截面面積小於其下端的截面面積，所述脹錐的中部設置過渡錐面；所述脹錐的下端面抵靠在所述連接套上，所述脹錐的下端面、所述連接套的外壁、所述打撈頭的上端面和所述本體的內壁圍成脹錐推動腔；
[0019]所述本體上設置與所述過渡錐面相配合的縮徑段，經所述傳壓孔進入所述脹錐推動腔的液體通過所述過渡錐面作用於所述縮徑段。
[0020]作為一種可實施的方式，所述縮徑段以上的部分為膨脹段，所述膨脹段的外壁上間隔設置多個錨定機構。
[0021]作為一種可實施的方式，所述錨定機構包括至少一個金屬環，所述金屬環套裝於所述膨脹段上，相鄰的所述金屬環間隔設置。
[0022]作為一種可實施的方式，所述本體的上端覆蓋堵帽，所述堵帽上設置用於穿過所述中心管的穿孔，所述堵帽與所述中心管固定連接，所述中心管穿過所述堵帽的一端連接上接頭。
[0023]作為一種可實施的方式，所述堵帽上設置限位凸起，所述本體的一端設置與所述限位凸起相配合的安裝槽，所述限位凸起置於所述安裝槽中。
[0024]作為一種可實施的方式，所述傳壓孔的數量為多個，多個所述傳壓孔沿所述連接套的周向均勻分布，所述傳壓孔的截面形狀為圓形。
[0025]作為一種可實施的方式，所述打撈頭分別與所述連接套、所述本體之間緊密配合；所述脹錐分別與所述中心管、所述本體之間緊密配合。
[0026]本發明相比於現有技術的有益效果在於:用於篩管或尾管的懸掛器通過卡緊機構將打撈頭卡緊在本體的內壁上，上提中心管，卡緊機構徑向收縮與本體分離，可將中心管及其上連接的部件一起取出，丟手方便可靠。導向面的設置使卡緊件在受力後容易收縮，並可減少向上提起中心管的阻力，有利於丟手；限位面避免脹錐推動腔的液壓力推動打撈頭下行。
[0027]本體膨脹後，錨定機構將本體可靠懸掛，金屬環密封可靠，錨定力大，可雙向承載。堵帽可以防止落物，保證懸掛器內部清潔。限位凸起和安裝槽配合，防止本體在膨脹過程中受力旋轉。本體膨脹緊貼井壁，形成上下一致的通徑，完井後懸掛器的內通徑較大，便於後期作業。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]圖1為本發明用於篩管或尾管的懸掛器的半剖結構示意圖；
[0029]圖2為本發明的卡緊件的半剖主視示意圖；
[0030]圖3為本發明的卡緊件的仰視示意圖；
[0031]圖4為本發明的堵帽的半剖主視示意圖；
[0032]圖5為圖4中A-A的截面示意圖。
[0033]100-用於篩管或尾管的懸掛器；
[0034]110-上接頭；120-中心管；
[0035]130-本體；132-縮徑段；140-脹錐；142-過渡錐面；
[0036]150-打撈頭；160-連接套；162-傳壓孔；
[0037]170-卡緊機構；172_卡緊件；1722-導向面；1724_限位面；
[0038]180-錨定機構；190_堵帽；192_限位凸起；194_銷孔。
【具體實施方式】
[0039]以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的部分實施例，而不是全部實施例。
[0040]請參閱圖1所示，本發明的一種用於篩管或尾管的懸掛器100，包括本體130、中心管120和脹錐140。本體130為中空筒，中心管120沿軸向活動地安裝於本體130中，中心管120的外壁與本體130的內壁之間設置脹錐140，中心管120的上端伸出本體130，中心管120的下端安裝連接套160，連接套160位於本體130中；連接套160的外壁與本體130的內壁之間設置打撈頭150，打撈頭150通過卡緊機構170與本體130的內壁卡緊或分離。
[0041]用於篩管或尾管的懸掛器100通過卡緊機構170將打撈頭150卡緊在本體130的內壁上，上提中心管120，卡緊機構170徑向收縮與本體130分離，可將中心管120及其上連接的部件一起取出，丟手方便可靠。在現有的油田石油與天然氣開採過程中，本發明的懸掛器100可實現對膨脹篩管防砂完井管柱的懸掛，對油套環空的密封，也可用於其他類型的篩管或尾管的懸掛。
[0042]作為一種可實施的方式，卡緊機構170包括卡緊件172、本體130的內壁上沿圓周設置的限位槽和打撈頭150的外壁上沿圓周設置的安裝槽。卡緊件172置於限位槽和安裝槽內，通過中心管120帶動打撈頭150上移施壓卡緊件172沿徑向收縮到安裝槽內，卡緊機構170與本體130分離。較優地，卡緊件172為卡簧，卡簧在軸向受力後易產生徑向收縮，防止出現倒扣丟手時不容易脫開的現象。
[0043]作為一種可實施的方式，請參閱圖2和圖3所示，卡緊件172的上端設置導向面1722，導向面1722與卡緊件172的上端面之間呈小於90度的夾角。導向面1722的設置使卡緊件172在受力後容易收縮，並可減少向上提起中心管120的阻力，同時導向面1722的斜坡面朝向中心管120的上提方向，有利於丟手。本實施例中導向面1722即為45度倒角面，導向面1722還可以為弧面。
[0044]卡緊件172的下端設置限位面1724，限位面1724與卡緊件172的下端面平行，本實施例中，限位面1724即為卡緊件172的下端面。限位面1724相對於導向面1722可承受較大的軸向力，防止液壓力推動打撈頭150下行。
[0045]作為一種可實施的方式，連接套160上設置與中心管120的中心孔連通的軸向貫通孔，本實施例中，中心管120的下端與連接套160的上端對接。連接套160的孔壁上設置橫向貫通的傳壓孔162,傳壓孔162位於打撈頭150的上方。
[0046]初始狀態時，脹錐140的上端的截面面積小於其下端的截面面積，脹錐140的中部設置過渡錐面142 ;脹錐140的下端面抵靠在連接套160上，脹錐140的下端面、連接套160的外壁、打撈頭150的上端面和本體130的內壁圍成脹錐推動腔，用於篩管或尾管的懸掛器100中形成的脹錐推動腔是獨立的。本體130上設置與過渡錐面142相配合的縮徑段132，經傳壓孔162進入脹錐推動腔的液體通過過渡錐面142作用於縮徑段132。較優地，過渡錐面142的位置靠近脹錐140的上端。
[0047]脹錐推動腔的液壓力推動脹錐140朝向上接頭110的方向移動，縮徑段132的內徑被逐漸擴大，直至擴大到與脹錐140在過渡錐面142以下部分的外徑相等。縮徑段132和縮徑段132以上的部分被膨脹後緊貼井壁，形成上下一致的通徑，完井後用於篩管或尾管的懸掛器100的內通徑較大，便於後期作業。本體130全部被膨脹後，用於篩管或尾管的懸掛器100自動洩壓,懸掛作業完成。
[0048]較優地，連接套160與中心管120之間為螺紋連接，本實施例中，連接套160的上端設置內螺紋，中心管120的下端設置外螺紋，脹錐140抵靠在連接套160的端部。
[0049]作為一種可實施的方式，傳壓孔162的數量為多個，多個傳壓孔162沿連接套160的周向均勻分布，傳壓孔162的截面形狀為圓形。
[0050]作為一種可實施的方式，本體130上位於縮徑段132以上的部分為膨脹段，膨脹段的外壁上間隔設置多個錨定機構180。本實施例中，在膨脹段上設置了三個錨定機構180。脹錐推動腔的液壓力推動脹錐140朝向上接頭110移動，錨定機構180能隨本體130同時膨脹，錨定機構180將本體130可靠懸掛在井壁上。
[0051]作為一種可實施的方式，錨定機構180包括至少一個金屬環，金屬環套裝於膨脹段上，相鄰的金屬環間隔設置。較優地，每個錨定機構180包括兩個金屬環。本體130膨脹，金屬環受力直徑擴大，變形膨脹直至金屬環將本體130可靠懸掛在井壁上，金屬環密封可靠，錨定力大，可實現雙向承載。脹錐推動腔的液壓力推動脹錐140朝向上接頭110移動，金屬環能隨本體130同時膨脹。
[0052]金屬環與本體130通過過盈配合相連接，金屬環的裝配過程如下:根據熱脹冷縮原理,金屬環通過加熱後膨脹，內徑變大,套裝在本體130上預先加工好的凹槽處。待金屬環冷卻後，內徑變小卡緊固定在凹槽內。金屬環隨本體130膨脹後與套管的內壁過盈配合，增加摩擦力，密封效果和錨定效果均優於橡膠製作的密封環，金屬環耐高溫，不易失效，強度好，不易損壞。
[0053]作為一種可實施的方式，如圖1所示，本體130的上端覆蓋堵帽190，請參閱圖4和圖5所示，堵帽190上設置用於穿過中心管120的穿孔，堵帽190與中心管120固定連接，中心管120穿過堵帽190的一端連接上接頭110。堵帽190可以防止落物，保證懸掛器100的內部清潔。較優地，堵帽190上設置銷孔194，銷釘或螺栓等連接件穿過銷孔194將堵帽190固定於中心管120上。還可以不設置銷孔194，通過焊接方式將堵帽190固定於中心管120 上。
[0054]作為一種可實施的方式，堵帽190上設置限位凸起192，本體130的一端設置與限位凸起192相配合的安裝槽，限位凸起192置於安裝槽中。限位凸起192和安裝槽配合，防止本體130在膨脹過程中受力旋轉，從而使中心管120與本體130的相對位置恆定，保證本體130的受力膨脹。
[0055]作為一種可實施的方式，打撈頭150分別與連接套160、本體130之間緊密配合；脹錐140分別與中心管120、本體130之間緊密配合。
[0056]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，應當理解，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限定本發明的保護範圍。特別指出，對於本領域技術人員來說，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種用於篩管或尾管的懸掛器，包括本體、中心管和脹錐，所述本體為中空筒，所述中心管沿軸向活動地安裝於所述本體中，所述中心管的外壁與所述本體的內壁之間設置所述脹錐，其特徵在於，所述中心管的上端伸出所述本體，所述中心管的下端安裝連接套，所述連接套位於所述本體中；所述連接套的外壁與所述本體的內壁之間設置打撈頭，所述打撈頭通過卡緊機構與所述本體的內壁卡緊或分離。
2.根據權利要求1所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述卡緊機構包括卡緊件、所述本體的內壁上沿圓周設置的限位槽和所述打撈頭的外壁上沿圓周設置的安裝槽； 所述卡緊件置於所述限位槽和所述安裝槽內，通過所述中心管帶動所述打撈頭上移施壓所述卡緊件沿徑向收縮到所述安裝槽內。
3.根據權利要求2所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述卡緊件的上端設置導向面，所述導向面與所述卡緊件的上端面之間呈小於90度的夾角；所述卡緊件的下端設置限位面，所述限位面與所述卡緊件的下端面平行。
4.根據權利要求1至3任一項所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述連接套上設置與所述中心管的中心孔連通的軸向貫通孔，所述連接套的孔壁上設置橫向貫通的傳壓孔，所述傳壓孔位於所述打撈頭的上方； 所述脹錐的上端的截面面積小於其下端的截面面積，所述脹錐的中部設置過渡錐面；所述脹錐的下端面抵靠在所述連接套上，所述脹錐的下端面、所述連接套的外壁、所述打撈頭的上端面和所述本體的內壁圍成脹錐推動腔； 所述本體上設置與所述過渡錐面相配合的縮徑段，經所述傳壓孔進入所述脹錐推動腔的液體通過所述過渡錐面作用於所述縮徑段。
5.根據權利要求4所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述縮徑段以上的部分為膨脹段，所述膨脹段的外壁上間隔設置多個錨定機構。
6.根據權利要求5所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述錨定機構包括至少一個金屬環，所述金屬環套裝於所述膨脹段上，相鄰的所述金屬環間隔設置。
7.根據權利要求1所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述本體的上端覆蓋堵帽，所述堵帽上設置用於穿過所述中心管的穿孔，所述堵帽與所述中心管固定連接，所述中心管穿過所述堵帽的一端連接上接頭。
8.根據權利要求7所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述堵帽上設置限位凸起，所述本體的一端設置與所述限位凸起相配合的安裝槽，所述限位凸起置於所述安裝槽中。
9.根據權利要求4所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述傳壓孔的數量為多個，多個所述傳壓孔沿所述連接套的周向均勻分布，所述傳壓孔的截面形狀為圓形。
10.根據權利要求1至3任一項所述的用於篩管或尾管的懸掛器，其特徵在於，所述打撈頭分別與所述連接套、所述本體之間緊密配合；所述脹錐分別與所述中心管、所述本體之間緊密配合。
【文檔編號】E21B31/00GK104314494SQ201410602420
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】吳志勇, 韓宗正, 張建軍, 丁曉, 孟雪, 尹劍峰, 張滕, 劉滿軍, 馬振, 鍾滿發 申請人:中國石油天然氣股份有限公司