[發明專利]一種單卡瓦雙作用非循環坐封導斜器懸掛工具

有效

• 申請號: 201110355226.X
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102367727A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 張德榮;孔春巖;馮文榮;鐘琳
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B23/00
• 分類號: E21B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于油氣井套管內開窗側鉆時，固定導斜器的單卡瓦雙作用非循環坐封導斜器懸掛工具。

背景技術

套管開窗側鉆技術是近幾年發展起來的一項新技術，主要用于解決油田老區塊上套損井、變形井和事故井使之恢復產能，也是油田中后期降低成本增產原油（開發剩余油氣藏）的重要措施之一。套管開窗側鉆技術的核心是要有可靠的高效率的開窗工具，而懸掛坐封工具又是套管開窗工具的最為重要的部件之一。目前國內開窗側鉆用的比較好的液壓懸掛坐封器大都是雙卡瓦單作用循環坐封式的，這樣的工具具有坐封可靠、操作簡單、施工周期短的優點，但是兩組卡瓦使得工具結構加長，增加了井下事故率和制造成本；同時，由于在坐封過程中不能循環洗井，當遇到套管內有鐵銹、沉沙等雜質時，使工具坐封不可靠，甚至無法完成坐封懸掛，增加了作業周期。

發明內容

本發明的目的是：為了達到液壓懸掛工具軸向和周向固定導斜器的功能，具有清除套管內部鐵銹及沉沙等雜質的作用，實現非循環坐封，且具有全液壓驅動、坐封可靠、操作簡單、施工周期短的特點，能夠滿足開窗側鉆工具結構的要求，特提供一種單卡瓦雙作用非循環坐封導斜器懸掛工具。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種單卡瓦雙作用非循環坐封導斜器懸掛工具，是由上接頭、濾網、封堵球、上缸體、限位馬牙、活塞、卡瓦本體、硬質合金齒、卡瓦座、下缸體、防堵滑套、鋼球、下接頭、O形密封圈組成。其結構特征是：將上接頭與上缸體用螺紋連接，再將上缸體與下缸體用螺紋連接，并用防松螺釘定位；將限位馬牙與活塞用螺紋連接，再將活塞與下接頭用螺紋連接，這兩個連接體之間用兩個剪釘連接；在卡瓦本體和下缸體之間設置有卡瓦座；在上接頭的180°平面內加工有兩個坐封通道，在上接頭的另一個180°平面內加工有兩個循環通道，坐封通道和循環通道成“十”字交叉形，坐封通道口設置有濾網，循環通道上部錐形口用以放置封堵球；防堵滑套懸掛在活塞下端口，在下接頭內設置一個鋼球；四片卡瓦本體對稱的安裝在活塞斜面的“T”形槽上；上缸體與限位馬牙間用單向馬牙扣連接。活塞和上缸體之間設置有第一O形密封圈；活塞和下缸體之間設置有兩組O形密封圈，上部為第二O形密封圈，下部為第三O形密封圈；下缸體和下接頭之間設置有第四O形密封圈；防堵滑套和下接頭之間設置有第五O形密封圈。

上述的四片卡瓦本體，每片卡瓦本體表面都鑲嵌有17顆硬質合金齒：卡瓦本體中間鑲有9顆硬質合金齒，起軸向固定作用，中間的9顆安裝時垂直卡瓦本體弧面向下偏轉5°；卡瓦本體上面鑲有4顆硬質合金齒，下面鑲有4顆硬質合金齒，這8顆齒起周向固定作用，上下各4顆齒沿卡瓦本體的弧面逆時針偏轉5°。

本發明與現有技術比較，具有以下有益效果：（1）本工具單組卡瓦能夠同時起軸向和周向固定導斜器的作用，簡化了工具結構，節約了制造成本，降低了井下事故率；（2）具有液壓側鉆工具坐封可靠、操作簡單、施工周期短的特點；（3）本工具可在側鉆工具下到開窗點后循環洗井，清除套管內部鐵銹、沉沙等雜質，增加了液壓懸掛坐封工具的可靠性；（4）本單卡瓦雙作用非循環坐封導斜器懸掛工具在20～25Mpa的泵壓下完成坐封懸掛，能承受30T的軸向坐封力。

附圖說明

圖1為本發明單卡瓦雙作用非循環坐封導斜器懸掛工具的結構示意圖：

圖中：1—上接頭，2—濾網，3—封堵球，4—上缸體，5—限位馬牙，6—第一O型密封圈，7—活塞，8—硬質合金齒，9—卡瓦本體，10—卡瓦座，11—第二O型密封圈，12—防松螺釘，13—下缸體，14—第三O型密封圈，15—第四O型密封圈，16—防堵滑套，17—第五O型密封圈，18—鋼球，19—剪釘，20—下接頭。

圖2為本懸掛工具卡瓦本體的布齒結構示意圖。

圖3為圖2的俯視圖。

圖4為本懸掛工具上接頭內部結構示意圖。

圖5為圖4的左視圖。

具體實施方式

按照圖1將各零部件組裝好，整個工具通過上接頭1的螺紋扣與導斜器、投送桿等連接，然后下井，在工具下井過程中防堵滑套16可防止套管內液體倒吸使鋼球18堵塞工具內部通道，當工具下到預定的側鉆位置時，開啟鉆井泵，鉆井液進入上接頭1的環空，從上接頭1的循環通道流出，完成循環洗井，清除套管內部鐵銹等雜質，同時上接頭1坐封通道口的濾網2可防止鐵銹等雜質隨鉆井液進入工具內腔；洗井結束后從井口投入封堵球3，封堵球3到達上接頭1環空內堵死循環通道，此時鉆井液通過上接頭1的坐封通道進入到下部工具的環空內，由于下接頭20內腔設置有鋼球18，鉆井液不能從下接頭20流出循環，從而形成憋壓；此時鉆井液進入到達活塞7的上端面及下接頭20的上端面形成兩個高壓腔，當鉆井液在兩個液缸的壓力達到可以剪斷剪釘19的壓力時，限位馬牙5—活塞7—下接頭20在兩個液缸的推力下，剪斷剪釘19向下移動，四片卡瓦本體9在活塞7的推動下，沿“T”形槽逐漸向外撐開，使卡瓦本體9上的硬質合金齒8與套管內壁接觸，并被壓入套管壁，達到軸向和周向固定；此時由于限位馬牙5只能單向運動，起自鎖作用，卡瓦本體9上的硬質合金齒8完全吃入套管壁且不回縮，這樣就達到了坐封固定導斜器的目的。