尾管懸掛器及包括其的管柱式固井系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油固井技術領域，尤其涉及一種尾管懸掛器及包括其的管柱式固井系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]尾管懸掛器按照其驅動機理可分為機械式、液壓式和液壓機械雙作用式三種類型。其中，液壓式尾管懸掛器得到了廣泛的應用，在尾管串到達指定位置后投下憋壓球對管柱內部進行憋壓，從而啟動尾管懸掛器的液壓機構，以便推動卡瓦式坐掛機構進行坐掛作業(yè)。
[0003]目前，現(xiàn)有的液壓式尾管懸掛器在下入遇阻后，通常需要采取快速上提下放管柱、旋轉管柱和開栗循環(huán)等措施來解除阻礙。然而，由于快速上提下放管柱的操作會引起高強度的激蕩壓力，迫使液壓機構被開啟，從而推動卡瓦式坐掛機構提前進行坐掛。而開栗循環(huán)需要較高的循環(huán)壓力，如果其超過液壓機構的啟動壓力，那么該卡瓦式坐掛機構同樣將提前坐掛，而如果其低于液壓機構的啟動壓力，那么會降低解阻效率，延長固井作業(yè)的時間。

【發(fā)明內容】

[0004]為了解決上述部分或全部技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種尾管懸掛器及包括其的管柱式固井系統(tǒng)，其能夠防止液壓機構在快速上提下放和開栗循環(huán)的過程中開啟，從而可以有效地防止該尾管懸掛器提前進行坐掛。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種尾管懸掛器，其包括:具有傳壓孔和穩(wěn)壓孔的芯管；設在芯管外的坐掛機構；設在芯管內的憋壓機構；液壓機構，其包括滑動式套接在芯管外且位于坐掛機構的下游的滑套組件，以及形成在芯管與環(huán)套之間的坐掛腔和穩(wěn)壓腔。其中，憋壓機構構造成在未憋壓時，允許芯管內的流體通過憋壓機構，使得流體能夠通過傳壓孔和穩(wěn)壓孔分別進入到坐掛腔和穩(wěn)壓腔內。憋壓機構還構造成在憋壓后，能夠阻止流體通過憋壓機構，使得流體只能夠通過傳壓孔進入到坐掛腔內，從而促動滑套組件推動坐掛機構進行坐掛。
[0006]在一個實施例中，憋壓機構包括相對固定地設置在芯管內的中心管組件和用于密封形成在中心管組件與芯管之間的環(huán)形空的密封件，以及固定設置在中心管組件的內壁上的用于密封式接收憋壓部件的接收座，其中，密封件設置在傳壓孔和穩(wěn)壓孔之間，并且在密封件上方的中心管組件的周壁上設有的通孔。
[0007]在一個實施例中，接收座通過剪切單元固定在中心管組件的內壁上。
[0008]在一個實施例中，滑套組件包括沿軸向從上至下依次固定連接的推動部件、銜接部件和穩(wěn)壓部件，推動部件與芯管通過設置在推動部件本體的內壁上的上游凸起和設置在芯管本體的外壁上的下游凸起來限定形成坐掛腔，在穩(wěn)壓部件和芯管之間設有用于在上游方向上限定穩(wěn)壓腔的密封組件。
[0009]在一個實施例中，密封組件包括固定設置在芯管的外壁上的兩個密封卡環(huán)，以及以軸向擠壓方式設置在兩個密封卡環(huán)之間的密封膠套。
[0010]在一個實施例中，銜接部件設置在下游凸起與處于上游的密封卡環(huán)之間內，使得銜接部件只能夠在下游凸起與該密封卡環(huán)之間運動。
[0011]在一個實施例中，在推動部件的周壁上設有進液孔，進液孔與形成在下游凸起與銜接部件之間的滑道腔相連通。
[0012]在一個實施例中，在滑套組件的下游處設有用于控制滑套組件的開啟壓力的剪切機構，剪切機構包括套接在芯管外并彼此通過螺紋相連的剪釘套和壓環(huán)，以及設置在芯管的外壁上的用于固定剪釘套和壓環(huán)的卡環(huán)，剪釘套通過剪釘來固定滑套組件。
[0013]在一個實施例中，坐掛機構包括固定式套接在芯管外的卡瓦推動套和滑動式套接在芯管外的卡瓦容納套，以及設置在卡瓦容納套內的卡瓦，其中卡瓦推動套處于卡瓦容納套的上游，使得卡瓦容納套能夠被滑套組件推動，并促使卡瓦在卡瓦推動套的作用下坐掛于處于油井套管的內壁上。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種管柱式固井系統(tǒng)，其沿著從上游到下游的方向依次包括送入工具、回接筒、坐封短節(jié)、丟手裝置、封隔器、懸掛器、尾管串、浮箍和浮鞋，其中懸掛器選用根據(jù)本發(fā)明的第一方面的尾管懸掛器。
[0015]在一個實施例中，浮鞋為鉆式偏心浮鞋。
[0016]在本申請中，上游和上方定義均為靠近井口的方向，而下游和下方均為遠離進口的方向。同時，在沒有特別限定的情況下，軸向和徑向分別定義為芯管的軸向和徑向。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的用于尾管懸掛器的中心管組件的內部在快速上提下放的過程中處于未憋壓的狀態(tài)，此時中心管組件內的流體既可進入到坐掛腔內又可進入到的穩(wěn)壓腔內，使得流體可以通過坐掛腔和穩(wěn)壓腔分別施加給滑套組件兩個作用力，這兩個力的大小相差不多，方向相反，由此兩者相互抵消，從而防止滑套組件促動坐掛機構提前進行坐掛。通過這種方式，可以允許管柱內外的循環(huán)壓力大于該尾管懸掛器的液壓機構的開啟壓力，因此可以加快解阻效率，縮短固井作業(yè)的時間。另外，由于未憋壓的狀態(tài)下的卡瓦能夠藏于卡瓦容納套內，因此可以在旋轉解阻的過程中不會損壞該卡瓦的結構，進而提高該尾管懸掛器的坐掛的可靠性。此外，根據(jù)本發(fā)明的尾管懸掛器的結構簡單，加工方便，使用安全高效，從而便于實施推廣應用。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的管柱式固井系統(tǒng)由于使用了尾管懸掛器，使得其可以采用快速上提下放該管柱式固井系統(tǒng)、轉動該管柱式固井系統(tǒng)和開栗循環(huán)這三種措施來消除阻礙。又由于該管柱式固井系統(tǒng)允許同時使用這三種措施，因此其可以大幅度地提高解阻效率，提高尾管下入的可靠性，降低固井作業(yè)的時間。另外，該管柱式固井系統(tǒng)使用的鉆式偏心浮鞋在遇到臺階井或縮頸井時，可以通過旋轉下入管柱式固井系統(tǒng)的方法促使設置在鉆式偏心浮鞋的外壁上的側肋對井眼進行擴張，以便該管柱式固井系統(tǒng)順利通過該臺階或縮頸部分。
【附圖說明】
[0019]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中:
[0020]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的尾管懸掛器，其中未示出憋壓機構；
[0021]圖2是圖1所示的尾管懸掛器的憋壓機構所在處的局部示意圖；
[0022]圖3是圖1所示的尾管懸掛器的密封組件所在處的局部示意圖；以及
[0023]圖4是圖1中A處的局部放大圖。
[0024]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了一種尾管懸掛器10，其用于把尾管或尾管串坐掛在油井套管的內壁上。如圖1所示，該尾管懸掛器10包括芯管2。該芯管2的上游端可通過螺紋式接頭I可與封隔器相連固定，而下游端可用于連接尾管或尾管串。該芯管2具有兩個軸向間隔開的傳壓孔201和穩(wěn)壓孔202。其中，所述的封隔器及尾管均屬于本領域技術人員熟知的，在此不作詳細描述。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，該尾管懸掛器10包括套接式設置在芯管2外的坐掛機構3。該坐掛機構3優(yōu)選為卡瓦式坐掛機構，其可包括固定式套接在芯管2外的卡瓦推動套301和滑動式套接在芯管2外的卡瓦容納套302，以及設在卡瓦容納套302的周壁內的多個卡瓦303。其中，卡瓦推動套301處于卡瓦容納套302的上游?？ㄍ呷菁{套302能夠在外力的作用下帶動卡瓦303沿著軸向朝向卡瓦推動套301運動，使得卡瓦303在卡瓦推動套301的作用下沿徑向向外擴張，并坐掛于油井套管的內壁上。
[0028]另外，該尾管懸掛器10還包括液壓機構5。該液壓機構5可包括滑動式套接在芯管2外的滑套組件501，以及形成在芯管2與滑套組件501之間的坐掛腔502和穩(wěn)壓腔503。該坐掛腔502通過傳壓孔201與芯管2的內部連通，而穩(wěn)壓腔503通過穩(wěn)壓孔202與芯管2的內部連通。其中，進入到坐掛腔502內的流體能夠推動滑套組件501朝上游運動，促使坐掛機構3進行坐掛作業(yè)，而進入到穩(wěn)壓腔503內的流體能夠阻止滑套組件501作用于坐掛機構3進行坐掛。由此可知，在快速上提下放和開栗循環(huán)的過程中通過穩(wěn)壓腔503內的流體的阻礙作用可以防止坐掛機構3提前進行坐掛作業(yè)。
[0029]在一個優(yōu)選的實施例中，坐掛腔502的橫向截面積與穩(wěn)壓腔503的橫向截面積大致相等，使得坐掛腔502內的流體作用于滑套組件501的作用力等于穩(wěn)壓腔503內的流體作用于滑套組件501的作用力。然而，由于這兩個作用力的大小相等，方向相反，彼此相互抵消，因此可以有效地阻止滑套組件501進行運動，從而可以防止該尾管懸掛器10在快速上提下放和開栗循環(huán)過程中提前進行坐掛。
[0030]如圖2所示，該尾管懸掛器10還包括設置芯管2內的憋壓機構6。憋壓機構6可包括相對固定地設置在芯管2內的中心管組件601。該中心管組件601可通過送入工具實現(xiàn)相對于芯管2的固定。同時，中心管組件601既可由多個管件組成，也可由單個管件構造成。另外，憋壓機構6還包括固定設置在中心管組件601的外壁上且位于傳壓孔201和穩(wěn)壓孔202之間的密封件602。該密封件602優(yōu)選為膠塞，以用于密封式形成在中心管組件601與芯管2之間的環(huán)形空603。
[0031]在密封件602上方的中心管組件601的周壁上開設有通孔604。無論該憋壓機構6的中心管組件601的內部是否憋壓，該通孔604都能夠允許中心管組件601內的流體經過環(huán)形空603和傳壓孔201后進入到坐掛腔502內，以便在憋壓后促動坐掛機構3進行坐掛。在快速上提下放該尾管懸掛器10或開栗循環(huán)的過程中，中心管組件601的內部處于未憋壓的狀態(tài)，此時中心管組件601內的流體既可進入到坐掛腔502內又可進入到的穩(wěn)壓腔503內，使得流體可以通過坐掛腔502和穩(wěn)壓腔503向滑套組件501施加兩個作用力，這兩個力的大小相差不多，方向相反，彼此可以相互抵消，從而可以防止該尾管懸掛器10在快速上提下放和開栗循環(huán)過程中提前進行坐掛。
[0032]為了實現(xiàn)中心管組件601的內部的憋壓，憋壓機構6還包括固定設置在中心管組件601的內壁上的接收座605，以及能夠被接收座605密封式接收的憋壓部件60