[實用新型]多級重載旋轉尾管懸掛器

有效

• 申請號: 201220679347.X
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203022666U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 唐欣;劉運樓;周正;李斌;葉登勝
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B23/01
• 分類號: E21B23/01;E21B33/10
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術領域

本實用新型涉及一種多級重載旋轉尾管懸掛器，屬于石油天然氣開發的油氣井固井作業的井下工具制造技術領域。

背景技術

在進行各種深井、超深井、大斜度井、水平井和低壓漏失井等復雜井的鉆井過程中進行尾管固井時，為保證套管順利下入到設計位置，進行疏通和穩定井眼，往往要進行大量的通井、觀察和泥漿處理，需要花費大量的鉆井時間和費用，即使通過認真的井眼準備和采取細致的下套管措施，有時依然會發生尾管管柱中途遇阻卡，不能下入到設計位置。進行固井施工時，對于深井和超深井，管柱對流體摩阻大，施工排量小，頂替效率低，固井質量差；對于大斜度井和水平井，為保證套管順利下入到位，套管居中度往往較低，也導致頂替效率低，固井質量差；低壓漏失井，施工排量較高時，很容易壓漏地層，甚至造成循環失返，為保證固井施工順利進行，施工排量也較小，也造成頂替效率低，固井質量差。因此，這些復雜井進行尾管固井時，采用普通的尾管懸掛器已不能完全滿足現場的使用，有時還會造成惡性井下事故。

目前，為解決現場生產技術問題，尾管懸掛器技術得到了長足的發展，特別是研究了有利于復雜井尾管管柱下入和提高頂替效率和固井質量的旋轉尾管懸掛器，具有較大的進步意義。尾管懸掛器主要包括懸掛器本體和送入工具，懸掛器本體實現尾管的懸掛和懸掛控制，送入工具實現尾管管柱的送入及脫手。在懸掛器本體和送入工具間設置有密封盒，實現送入工具與懸掛器本體的高壓密封，從而保證尾管固井注替水泥漿施工。

專利公開號CN200946473Y公開了一種膨脹式尾管懸掛器，采用液壓自上而下的方式膨脹，不能旋轉尾管。專利公開號CN201024940Y公開了一種內藏旋轉式尾管懸掛器，在管柱下入時，能旋轉尾管；當懸掛器坐掛后進行固井施工時，懸掛器不能旋轉。這兩種懸掛器均不能實現旋轉尾管固井。

專利公開號CN101173601A和CN101187300A公開了一種液壓和機械雙作用的膨脹旋轉尾管懸掛器。專利公開號CN101906946A公開了一種可膨脹式旋轉尾管懸掛器，采用液壓自下而上的方式膨脹。這兩種膨脹式旋轉尾管懸掛器，在下入和施工時，均能實現全管柱的旋轉，有利于管柱的下入和提高固井質量。但是，這兩種膨脹式旋轉尾管懸掛器需要在尾管固井施工結束后，才進行尾管懸掛器的膨脹懸掛，以及送入工具與懸掛器本體的分離。由于固井是一項高風險作業，尾管固井風險更大，在尾管固井施工結束后，水泥漿已注入到井內，多余水泥漿已返至鉆桿段。如果送入工具和鉆桿不能與懸掛器迅速有效分離并起出，鉆桿、送入工具將會和懸掛器一起被水泥固住，造成惡性事故，甚至使整口井報廢，損失巨大，因此普通尾管懸掛器進行固井施工前，就要進行坐掛和送入工具與懸掛器的有效分離，然后才能進行尾管固井注水泥施工。所以，該懸掛器現場施工風險較大。

專利公開號CN201826788U公開了一種軸承承載的旋轉尾管懸掛器，采用圓錐凸度滾子，高溫潤滑脂潤滑，密封隔離保護，達到增強軸承承載能力，延長軸承使用壽命的目的。專利號為US4033640的專利提供了一種使用帶有密封結構的圓柱滾子軸承的旋轉尾管懸掛器，填充潤滑脂和潤滑油，以增強承載能力。這兩種結構的軸承承載旋轉尾管懸掛器，均由單級軸承承載，無論通過結構的如何優化，旋轉承載尾管的載荷都不夠高，不能滿足現場較長的尾管固井旋轉施工要求。

另外，現有技術中普遍使用的尾管懸掛器的密封盒為一環狀結構，密封盒內部與送入工具密封，外部與懸掛器本體密封，卡在懸掛器本體內，采用易鉆材料制造。固井施工后，送入工具起出，密封盒留在懸掛器本體內，形成局部小內徑，為保證下步作業和施工，需要下鉆鉆除密封盒，既要增加一趟起下鉆時間，在鉆密封盒時，由于震動、撞擊，還會破壞環空水泥環，影響水泥環的封隔性能。

為解決現有技術的不足，設計了多種可取出的尾管懸掛器密封盒結構，主要有三種形式：封隔器膠筒式密封盒、碗狀膠筒式密封盒和卡塊式密封盒。

封隔器膠筒式密封盒設置在送入工具上，其外沿與懸掛器本體內徑的活動密封，施工后隨送入工具起出，實現不鉆密封盒。該結構在施工時，送入管柱下端處于自由狀態，管柱受施工流體密度、施工壓力、井下溫度、密封盒環面活塞等復雜因素的影響，造成管柱長度不斷變化，封隔器膠筒來回蠕動，損傷膠筒，容易發生密封失效。