[發明專利]一種金屬膨脹式尾管頂部封隔器

在審

• 申請號: 201310055210.6
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號: CN104005729A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 馬蘭榮;吳晉霞;朱和明;郭朝輝;姚輝前
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B33/127
• 分類號: E21B33/127
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種尾管頂部膨脹式封隔器，其尤其適用于油田固井作業。

背景技術

目前，尾管懸掛器技術已經相對成熟且尾管懸掛器的種類繁多，主要包括常規尾管懸掛器、旋轉尾管懸掛器和封隔式尾管懸掛器等。

對于封隔式尾管懸掛器來說，其在常規尾管懸掛器的基礎上提供了尾管頂部封隔器。因此在懸掛器坐掛、丟手和固井結束后，可通過上提送入工具并利用送入工具上的坐封單元來坐封封隔器。因此，可以封隔環空并有效地提高固井質量。

目前常用的封隔懸掛器主要是多膠筒式與單膠筒式。但是這兩種封隔懸掛器的封隔范圍較大，但在大排量循環過程中容易造成提前坐封。并且，封隔壓力較低，一般低于35MPa，而且所允許的循環排量也較小，一般小于1.2m³/min。此外，這種封隔懸掛器配有膠筒隔離、防突等機構，這使得封隔器的零部件繁多，結構復雜，使得現場使用過程中可靠性不高。

發明內容

針對上述技術問題，本發明旨在提供一種應用于油田固井作業的金屬膨脹式尾管頂部封隔器，其能夠應用于大排量的循環過程中而不會造成提前坐封。

根據本發明，提供了一種應用于油田固井作業的金屬膨脹式尾管頂部封隔器，包括：管狀本體；通過徑向的剪切銷安裝在本體外周上的鎖緊座；安裝在本體上的處于鎖緊座下游處的卡簧，其中卡簧的內螺紋與設置在本體上的防退螺紋相接合，使得卡簧只能相對于本體向下運動，卡簧還具有外螺紋；安裝在本體上的錐體，所述錐體通過內螺紋與卡簧的外螺紋相接合，并且所述錐體至少在其下游端部處是錐形的；套在所述錐體的下游端部上的膨脹套筒；以及布置在膨脹套筒的外周上的膠筒。

在一個實施例中，當鎖緊座受到的軸向向下的作用力大于剪切銷的剪切值時，剪切銷被剪斷，導致鎖緊座推動錐體以帶動卡簧相對于本體向下運動，使得錐體的下游端部插入到膨脹套筒內，從而使膠筒向外擴張而封隔環空。由此，實現了非常可靠的操作。

在一個優選的實施例中，錐體的下游端部的外周上設有波浪形結構。這種波浪形結構用于與膨脹套筒形成配合，其具體尺寸可根據不同的井況外套管的尺寸來設計和修改，從而極大地提高了封隔器的封隔能力和適應能力。

在一個實施例中，膠筒為可硫化的膠筒，膨脹套筒為金屬套筒。

在一個優選的實施例中，在膨脹套筒上的與膠筒相接觸的部位設有若干凸出部。凸出部優選為凸齒。通過設置這種凸出部，提高了金屬套筒與膠筒的膠結能力。即便在大排量的循環條件下，也不會導致提前坐封。

在一個實施例中，在膨脹套筒的下端開有傳壓孔，并且在本體上的膨脹套筒的下游設有支撐環。

在一個優選的實施例中，卡簧為帶有雙面鋸齒的C型結構。通過卡簧上的鋸齒結構與本體上的防退螺紋相接合，使得鎖緊套與卡簧只能沿著本體軸向向下地運動。這樣，在錐體推動膨脹套筒帶動膠筒徑向擴張到套管上之后，能夠有效地鎖緊套筒，保證了封隔的長久性和可靠性。

根據本發明的尾管頂部封隔器可以應用于大排量的循環條件

下，不會導致提前坐封。此外，該封隔器具有較強的封隔能力與適應能力，性能可靠。在用于現場尾管固井時，可以極大地提高尾管重疊段的封固質量，有效地防止油氣水竄的發生。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述，其中：

圖1顯示了根據本發明的尾管頂部封隔器的結構；

圖2是顯示了根據本發明的尾管頂部封隔器中的錐體、膠筒與膨脹套筒之間的配合的放大視圖；

圖3顯示了帶有雙面鋸齒的C型結構的卡簧5。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖1顯示了一種金屬膨脹式尾管頂部封隔器，該封隔器尤其適用于油田固井作業。在本發明中，將從井口到井底的方向定義為向下的方向。也就是說，圖1中的從上至下的方向為向下的方向。

根據本發明的金屬膨脹式尾管頂部封隔器100包括管狀的本體1。在本體1上可設置多個具有不同尺寸的軸肩，以便于在本體1上安裝各種零件。在本體1的沿軸向的一部分上加工有防退螺紋，其功能將在下文中描述。

在本體1的上端部分中安裝有鎖緊座2。該鎖緊座2通過徑向的剪切銷3與本體1固定地相連。在一個具體實施例中，在鎖緊座2的中部設有凸臺，剪切銷3設置在該凸臺中。