專利名稱：機械膨脹式篩管懸掛器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及石油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種石油井下管內(nèi)防砂篩 管技術(shù)，特別是一種機械膨脹式篩管的懸掛器。
背景技術(shù)：
篩管懸掛器作用是將防砂篩管懸掛在上層套管內(nèi)壁上。施工過程是 將數(shù)十米乃至上百米的篩管串送至井內(nèi)預(yù)定位置，通過地面操作，經(jīng)液 壓或機械作用進行篩管串的座封與丟手，最后將送入的篩管串懸掛在上 層套管內(nèi)壁上，完成油井防砂施工。目前，國內(nèi)常規(guī)篩管懸掛器是利用封隔器進行座封的篩管懸掛器。 常規(guī)篩管懸掛器存在以下不足座掛施工時容易損傷套管；篩管座掛部 件與套管的重疊段長度長；在復(fù)雜井況下，篩管串遇阻不易達到預(yù)定位 置；用卡瓦與套管緊密咬合進行座掛占用套管內(nèi)部空間大，油氣采收率 低；需多次下鉆才能實現(xiàn)座封，座掛前后需要沖洗篩管的內(nèi)外壁；隨著 深井、超深井、水平井等特殊井的不斷增多，油井內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜， 在這種惡劣的井況條件下，時常出現(xiàn)座掛、座封失敗等情況，嚴(yán)重影響 最終的完井效率和完井成本。中國專利公告號CN2898269Y和CN2203355Y 所提供的篩管懸掛器是利用卡瓦與套管緊密咬合方式進行懸掛。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種機械膨脹式篩管懸掛器，實現(xiàn)防砂篩管懸 掛在上層套管內(nèi)壁上。利用上提管柱的機械力脹開膨脹管，使該機械膨 脹式篩管懸掛器與套管內(nèi)壁緊密貼合，實現(xiàn)篩管座封、座掛。該篩管懸
掛器主要解決常規(guī)篩管懸掛器存在的篩管座掛部件與套管的重疊段長 度長；篩管完井后，油氣采收率低；需多次下鉆才能實現(xiàn)座封、座掛前 后沖洗篩管的內(nèi)外壁；篩管座封、座掛質(zhì)量差；懸掛的篩管壽命低等不 足。
本發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的，機械膨脹式篩管懸掛器，包括送入接頭、 中心管、膨脹管、脹塞、連接管、外連接套、沖管、密封盤、沖管接箍、 鎖簧機構(gòu)和固定套。
送入接頭上部有螺紋，能將機械膨脹式篩管懸掛器連接在送入管柱 的下端。其特征在于送入接頭下端外壁連接有膨脹管，送入接頭下端
內(nèi)壁連接有中心管。在中心管外壁上固定有脹塞，脹塞在中心管與膨脹 管之間。固定套固定連接在中心管上。中心管下端連接有連接管，連接 管下端連接有沖管。沖管的下端固定有沖管接箍，沖管接箍的作用是提 出密封盤。膨脹管下端連接外連接套。外連接套內(nèi)壁與沖管外壁之間有 密封盤，密封盤坐封在外連接套的內(nèi)部臺階上。在外連接套的下端外壁 上均勻分布固定至少兩個鎖簧機構(gòu)。外連接套的下端有外螺紋，能連接 篩管串。
為了施工時機械膨脹式篩管懸掛器能相對固定在井下套管接箍卡槽 內(nèi)，當(dāng)管柱在上提的時候，機械膨脹式篩管懸掛器和篩管串與套管之間 不產(chǎn)生相對運動，在外連接套的下端固定有鎖簧機構(gòu)。鎖簧機構(gòu)由擋板、
鎖塊和彈簧組成。擋板焊接在外連接套上；鎖塊形狀為"L"形的鋼板， 鎖塊的下平面為一斜面；彈簧為圓柱螺旋壓縮彈簧。鎖簧機構(gòu)嵌入外連 接套外壁上。在篩管串下到預(yù)定深度時，鎖簧機構(gòu)中的鎖塊能自動彈出， 鎖塊進入套管接箍的卡槽內(nèi)。預(yù)先下入井內(nèi)的套管接箍應(yīng)當(dāng)在篩管串準(zhǔn) 備懸掛的位置。
膨脹管與送入接頭的連接方式可以采用左旋螺紋連接。膨脹管與送 入接頭的連接方式也可以釆用花鍵連接。
為了使膨脹管膨脹后能夠更好的與套管進行座封、座掛，膨脹管的外 側(cè)至少有一個環(huán)形凸起。
為了施工上提脹塞減少阻力，脹塞的軸向兩端為錐面。 本發(fā)明的有益效果是機械膨脹式篩管懸掛器，利用上提管柱的機械 力脹開膨脹管，使其與套管內(nèi)表面緊密接觸進行座封、座掛。該機械膨 脹式篩管懸掛器座封、座掛質(zhì)量好；座掛的篩管使用壽命長；能減少篩 管座掛部件與套管的重疊段長度；能大大提高完井后的油氣采收率；座 封、座掛前、后可沖洗篩管串的內(nèi)外壁； 一次下鉆就能實現(xiàn)座封、座掛 前后沖洗篩管的內(nèi)外壁；在深井、超深井、水平井等特殊井中應(yīng)用效果 顯著。


圖1是本發(fā)明機械膨脹式篩管懸掛器的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。是實施例 1的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是鎖簧機構(gòu)的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖中，l.送入接頭，2.中心管，3.膨脹管，4.脹塞，5.連接管，6. 外連接套，7.沖管，8.密封盤，9.沖管接箍，IO.鎖簧機構(gòu)，ll.軸肩， 12.固定套，13.擋板，14.鎖塊，15.彈簧，16.環(huán)形凸起。
具體實施例方式
實施例1:參閱附圖1。以一個規(guī)格為9 5/8"-7"的機械膨脹式篩管
懸掛器為例，進行具體說明。
送入接頭1最大外徑是210毫米。中心管2長度是1355毫米，內(nèi)徑 是82毫米，外徑是120毫米。膨脹管3長度是1400毫米。膨脹管3的 外側(cè)有兩道環(huán)形凸起16。環(huán)形凸起16的截面為梯形，厚度是5毫米。 環(huán)形凸起21外部邊沿的直徑與膨脹管3的最大直徑相同。
送入接頭1上部有螺紋，能將機械膨脹式篩管懸掛器連接在送入管 柱的下端，將機械膨脹式篩管懸掛器送入井下懸掛的位置。送入接頭1 下端外壁連接有膨脹管3，膨脹管3與送入接頭1的連接方式采用花鍵連接。送入接頭l下端內(nèi)壁連接有中心管2。在中心管2外壁上套有脹塞4，脹塞4在中心管2與膨脹管3之間， 且脹塞4能沿中心管2上下滑動。脹塞4的厚度300毫米，最大外徑192 毫米，其軸向兩端有錐面。固定套12固定連接在中心管2上，能夠阻止 脹塞4相對中心管2向下運動。中心管2下端外壁上螺紋連接有連接管5。連接管5下端連接有沖 管7。沖管7的下端固定有沖管接箍9。膨脹管3下端連接外連接套6。 外連接套6內(nèi)壁與沖管7外壁之間有密封盤8，密封盤8坐封在外連接 套6的內(nèi)部臺階11上。參閱圖2。在外連接套6的下端外壁上均勻分布固定有4個鎖簧機 構(gòu)10。鎖簧機構(gòu)10包括擋板13、鎖塊14和彈簧15。鎖塊14形狀為"L" 形的鋼板，鎖塊14的下平面為一斜面；彈簧15為圓柱螺旋壓縮彈簧。 鎖簧機構(gòu)10嵌入外連接套6外壁上。外連接套6的下端有外連接螺紋。實施例2:參閱附圖1。實施例2與實施例1不同點是膨脹管3 與送入接頭1的連接方式采用的是左扣螺紋連接。簡述機械膨脹式篩管懸掛器的使用操作過程，有助于理解本發(fā)明。 將篩管懸掛器下放到預(yù)定位置前，正洗井沖砂，沖洗篩管串與裸眼環(huán)空。 篩管懸掛器下放到預(yù)定位置時，上提送入管柱，懸重上升，證明鎖簧機 構(gòu)10中的鎖塊已彈到特制套管接箍的卡槽內(nèi)，確定篩管懸掛器下放到設(shè) 計位置時。此時，順時針旋轉(zhuǎn)管柱，旋開送入接頭l與膨脹管3之間的 左扣。上提管柱，送入接頭l、中心管2、外連接套6、沖管7、密封盤 8和沖管接箍9一起上提，為脹塞4提供一個向上的機械力，脹塞4相
對于膨脹管3向上移動，脹開膨脹管3。全部脹開的膨脹管3與套管緊 密接觸，座封、座掛篩管串。這樣解決了常規(guī)篩管懸掛器使用卡瓦座掛 損壞套管質(zhì)量，使用膠塞密封易腐蝕的問題，而且，其座掛，座封效果 好，可以大大減少篩管懸掛器與套管重疊段的長度。送入接頭1、中心管2、外連接套6、沖管7、密封盤8和沖管接箍9上提的同時，即可丟 手。這種機械膨脹式篩管懸掛器結(jié)構(gòu)簡單，丟手、座封、座掛成功率高， 同時可大大節(jié)省施工時間。丟手后，繼續(xù)上提管柱，使送入接頭1相對于膨脹管3離開一小段 距離。再次向鉆柱內(nèi)加高壓完井液，對篩管串內(nèi)部進行沖洗。沖洗結(jié)束 后，提出篩管內(nèi)部管柱，完成作業(yè)。如果，送入接頭l和膨脹管3用花鍵連接時，采用旋轉(zhuǎn)整個管柱下 放，有利于順利下放到預(yù)定位置。機械膨脹式篩管器在下放到預(yù)定位置 后，直接上提管柱就可以對篩管串進行座掛座封。其工作原理與實施例 1采用左扣螺紋連接的機械膨脹式篩管懸掛器的膨脹和懸掛原理相同。
權(quán)利要求
1、 一種機械膨脹式篩管懸掛器，包括送入接頭(l)、中心管(2)、膨 脹管(3)、脹塞(4)、連接管(5)、外連接套(6)、沖管(7)、密封盤(8)、 沖管接箍(9)、鎖簧機構(gòu)(10)和固定套(12)，送入接頭(l)上部有螺紋，其特征在于送入接頭(l)下端外壁連接 有膨脹管(3)，送入接頭(1)下端內(nèi)壁連接有中心管(2)，在中心管(2)外 壁上固定有脹塞(4)，脹塞(4)在中心管(2)與膨脹管(3)之間，且脹塞(4) 能沿中心管(2)上下滑動，固定套(12)固定連接在中心管(2)上，中心管 (2)下端連接有連接管(5)，連接管(5)下端連接有沖管(7)，沖管(7)的下 端固定有沖管接箍(9)，膨脹管(3)下端連接外連接套(6)，外連接套(6) 內(nèi)壁與沖管(7)外壁之間有密封盤(8)，密封盤(8)坐封在外連接套(6)的 內(nèi)部臺階(11)上，在外連接套(6)的下端外壁上均勻分布固定有至少兩個 鎖簧機構(gòu)(IO)，外連接套(6)的下端有外螺紋。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機械膨脹式篩管懸掛器，其特征在于膨 脹管(3)與送入接頭(1)的連接方式采用花鍵連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的機械膨脹式篩管懸掛器，其特征在于膨 脹管(3)與送入接頭(1)的連接方式采用左扣螺紋連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的機械膨脹式篩管懸掛器，其特征在于 膨脹管(3)的外側(cè)至少有一個環(huán)形凸起(16)，環(huán)形凸起(16)的截面為梯 形，外部邊沿直徑與膨脹管(3)的最大直徑相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的機械膨脹式篩管懸掛器，其特征 在于所述的鎖簧機構(gòu)(10)包括擋板(13)、鎖塊(14)和彈簧(15)，擋板 (13)焊接在外連接套(6)上;鎖塊(14)形狀為"L"形的鋼板，鎖塊(14) 的下平面為一斜面；彈簧(15)為圓柱螺旋壓縮彈簧，鎖簧機構(gòu)(10)嵌入 外連接套(6)外壁上。
6、根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的機械膨脹式篩管懸掛器，其特征在于脹塞(4)的軸向的兩個端為錐面。
全文摘要
機械膨脹式篩管懸掛器，應(yīng)用于石油井下防砂篩管懸掛施工中。特征是送入接頭下端外壁連接有膨脹管，送入接頭下端內(nèi)壁連接有中心管。在中心管外壁上固定有脹塞。固定套固定連接在中心管上。中心管下端連接有連接管，連接管下端連接有沖管。沖管的下端固定有沖管接箍。膨脹管下端連接外連接套。外連接套內(nèi)壁與沖管外壁之間有密封盤，密封盤坐封在外連接套的內(nèi)部臺階上。在外連接套的下端固定有鎖簧機構(gòu)。效果是利用機械力脹開膨脹管，與套管金屬面緊密接觸進行座封、座掛。座封、座掛質(zhì)量好；減少篩管座掛部件與套管的重疊段長度；提高完井后的油氣采收率；在特殊井中應(yīng)用效果顯著。
文檔編號E21B43/02GK101122214SQ20071012207
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者任榮權(quán), 尹洪偉, 張燕萍, 軍 王, 輝 王 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院