專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，屬于石油天然氣開(kāi)發(fā)的油氣井固井作業(yè)的井下工具制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行各種深井、超深井、大斜度井、水平井和低壓漏失井等復(fù)雜井的鉆井過(guò)程中進(jìn)行尾管固井時(shí)，為保證套管順利下入到設(shè)計(jì)位置，進(jìn)行疏通和穩(wěn)定井眼，往往要進(jìn)行大量的通井、觀察和泥漿處理，需要花費(fèi)大量的鉆井時(shí)間和費(fèi)用，即使通過(guò)認(rèn)真的井眼準(zhǔn)備和采取細(xì)致的下套管措施，有時(shí)依然會(huì)發(fā)生尾管管柱中途遇阻卡，不能下入到設(shè)計(jì)位置。進(jìn)行固井施工時(shí)，對(duì)于深井和超深井，管柱對(duì)流體摩阻大，施工排量小，頂替效率低，固井質(zhì)量差；對(duì)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(dǎo)致頂替效率低，固井質(zhì)量差；低壓漏失井，施工排量較高時(shí)，很容易壓漏地層，甚至造成循環(huán)失返，為保證固井施工順利進(jìn)行，施工排量也較小，也造成頂替效率低，固井質(zhì)量差。因此，這些復(fù)雜井進(jìn)行尾管固井時(shí)，采用普通的尾管懸掛器已不能完全滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的使用，有時(shí)還會(huì)造成惡性井下事故。目前，為解決現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題，尾管懸掛器技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，特別是研究了有利于復(fù)雜井尾管管柱下入和提高頂替效率和固井質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，具有較大的進(jìn)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(shí)現(xiàn)尾管的懸掛和懸掛控制，送入工具實(shí)現(xiàn)尾管管柱的送入及脫手。在懸掛器本體和送入工具間設(shè)置有密封盒，實(shí)現(xiàn)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(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN200946473Y公開(kāi)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(zhuǎn)尾管。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN201024940Y公開(kāi)了一種內(nèi)藏旋轉(zhuǎn)式尾管懸掛器，在管柱下入時(shí)，能旋轉(zhuǎn)尾管；當(dāng)懸掛器坐掛后進(jìn)行固井施工時(shí)，懸掛器不能旋轉(zhuǎn)。這兩種懸掛器均不能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)尾管固井。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN101173601A和CN101187300A公開(kāi)了一種液壓和機(jī)械雙作用的膨脹旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN101906946A公開(kāi)了一種可膨脹式旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)尾管懸掛器，在下入和施工時(shí)，均能實(shí)現(xiàn)全管柱的旋轉(zhuǎn)，有利于管柱的下入和提高固井質(zhì)量。但是，這兩種膨脹式旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器需要在尾管固井施工結(jié)束后，才進(jìn)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(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，尾管固井風(fēng)險(xiǎn)更大，在尾管固井施工結(jié)束后，水泥漿已注入到井內(nèi)，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(huì)和懸掛器一起被水泥固住，造成惡性事故，甚至使整口井報(bào)廢，損失巨大，因此普通尾管懸掛器進(jìn)行固井施工前，就要進(jìn)行坐掛和送入工具與懸掛器的有效分離，然后才能進(jìn)行尾管固井注水泥施工。所以，該懸掛器現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)較大。專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN201826788U公開(kāi)了一種軸承承載的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，采用圓錐凸度滾子，高溫潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，密封隔離保護(hù)，達(dá)到增強(qiáng)軸承承載能力，延長(zhǎng)軸承使用壽命的目的。專(zhuān)利號(hào)為US4033640的專(zhuān)利提供了一種使用帶有密封結(jié)構(gòu)的圓柱滾子軸承的旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，填充潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油，以增強(qiáng)承載能力。這兩種結(jié)構(gòu)的軸承承載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，均由單級(jí)軸承承載，無(wú)論通過(guò)結(jié)構(gòu)的如何優(yōu)化，旋轉(zhuǎn)承載尾管的載荷都不夠高，不能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)較長(zhǎng)的尾管固井旋轉(zhuǎn)施工要求。另外，現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用的尾管懸掛器的密封盒為一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，密封盒內(nèi)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(nèi)，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(nèi)，形成局部小內(nèi)徑，為保證下步作業(yè)和施工，需要下鉆鉆除密封盒，既要增加一趟起下鉆時(shí)間，在鉆密封盒時(shí)，由于震動(dòng)、撞擊，還會(huì)破壞環(huán)空水泥環(huán)，影響水泥環(huán)的封隔性能。為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了多種可取出的尾管懸掛器密封盒結(jié)構(gòu)，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(shè)置在送入工具上，其外沿與懸掛器本體內(nèi)徑的活動(dòng)密封，施工后隨送入工具起出，實(shí)現(xiàn)不鉆密封盒。該結(jié)構(gòu)在施工時(shí)，送入管柱下端處于自由狀態(tài)，管柱受施工流體密度、施工壓力、井下溫度、密封盒環(huán)面活塞等復(fù)雜因素的影響，造成管柱長(zhǎng)度不斷變化，封隔器膠筒來(lái)回蠕動(dòng)，損傷膠筒，容易發(fā)生密封失效。碗狀膠筒式密封盒也設(shè)置送入工具上，其外沿與懸掛器本體內(nèi)徑接觸，可實(shí)現(xiàn)正向高壓密封，反向低壓密封，施工后隨送入工具起出，實(shí)現(xiàn)不鉆密封盒。該結(jié)構(gòu)反向密封壓力低，管柱下入時(shí)，管內(nèi)掏空較多時(shí)，易發(fā)生密封盒滲漏，刺傷密封盒，影響施工時(shí)的密封性能。該密封盒在施工承受正壓力時(shí)與封隔器膠筒式密封盒特點(diǎn)相似，也容易發(fā)生密封失效。卡塊式密封盒通過(guò)設(shè)計(jì)特殊卡塊結(jié)構(gòu)，該密封盒在施工時(shí)嵌卡在懸掛器本體內(nèi)徑上的凹槽內(nèi)，施工結(jié)束時(shí)，上起送入工具，在送入工具的末端外徑縮小，卡塊可收回，密封盒與懸掛器本體內(nèi)徑的凹槽脫開(kāi)實(shí)現(xiàn)起出。目前使用的該結(jié)構(gòu)，卡塊直接作用在送入工具的送入工具密封管上，密封高壓時(shí)，卡塊易在送入工具密封管上壓出凹坑，影響密封性能。在進(jìn)行懸掛器脫手判斷時(shí)，上提送入工具高度過(guò)大，易使卡塊回收密封盒脫手密封失效，造成不能施工。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有普通尾管懸掛器、膨脹式旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器和軸承承載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器存在的上述不足，提供一種多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，本實(shí)用新型具有在管柱下入時(shí)能實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)，在懸掛器坐掛和丟手分離后，有多級(jí)軸承承載，能實(shí)現(xiàn)重載尾管旋轉(zhuǎn)固井的功能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，包括鉆桿、上接頭、丟手機(jī)構(gòu)、密封管、密封盒、雙公接頭、公母接頭和下接頭，鉆桿、上接頭、雙公接頭和下接頭依次螺紋連接，其特征在于:還包括至少二級(jí)相互連接的承載機(jī)構(gòu)，所述承載機(jī)構(gòu)包括坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承和中心管，坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承依次設(shè)置在中心管上；與公母接頭相鄰的承載機(jī)構(gòu)的中心管與公母接頭下端連接，與公母接頭相鄰的承載機(jī)構(gòu)的重載軸承位于公母接頭與連體雙錐體之間。所述連體雙卡瓦和連體雙錐體通過(guò)嵌入結(jié)構(gòu)嵌合連接，連體雙錐體上設(shè)置有過(guò)流槽。所述承載機(jī)構(gòu)為二級(jí)，第一級(jí)承載機(jī)構(gòu)包括第一坐掛液缸、第一連體雙卡瓦、第一連體雙錐體、第一重載軸承和第一中心管，第一中心管與公母接頭下端連接，第一重載軸承位于公母接頭與第一連體雙錐體之間；第二級(jí)承載機(jī)構(gòu)包括第二坐掛液缸、第二連體雙卡瓦、第二連體雙錐體、第二重載軸承和第二中心管，第二重載軸承位于第二雙錐體與第一中心管之間；第一中心管與第二中心管連接。所述第一坐掛液缸和第二坐掛液缸分別控制第一連體雙卡瓦和第二連體雙卡瓦的坐掛。所述第一中心管與第二中心管通過(guò)螺紋固定連接。本實(shí)用新型還包括扭矩筒，所述上接頭與扭矩筒上端嵌合，扭矩筒下端與公母接頭上端嵌合。所述丟手機(jī)構(gòu)包括丟手液缸、丟手控制銷(xiāo)釘和彈爪，丟手液缸設(shè)置在雙公接頭上，彈爪通過(guò)連接機(jī)構(gòu)和丟手控制銷(xiāo)釘連接在丟手液缸上，彈爪卡塊通過(guò)下接頭支撐且卡在公母接頭內(nèi)的凹槽中。所述上接頭通過(guò)花鍵軸與扭矩筒上端的嚙合齒嵌合。所述扭矩筒下端通過(guò)花鍵軸與公母接頭上端的嚙合齒嵌合。所述密封盒固定設(shè)置在密封管外公母接頭和中心管的連接處。本實(shí)用新型還包括空心膠塞，所述空心膠塞通過(guò)銷(xiāo)釘和螺紋連接在送入工具的下端。所述密封盒包括密封盒本體、卡塊、支撐內(nèi)套、脫手控制銷(xiāo)釘，所述支撐內(nèi)套設(shè)置在密封盒本體內(nèi)，脫手控制銷(xiāo)釘穿過(guò)密封盒本體與支撐內(nèi)套連接，且密封盒本體內(nèi)設(shè)置有在脫手控制銷(xiāo)釘斷開(kāi)后用于支撐內(nèi)套向上滑動(dòng)的滑動(dòng)腔，所述密封盒本體上設(shè)置有貫通密封盒本體壁的卡塊槽，所述卡塊嵌入式設(shè)置在卡塊槽中，卡塊外側(cè)上的凸臺(tái)卡接在公母接頭和第一中心管的連接處，支撐內(nèi)套向上滑動(dòng)后密封盒本體內(nèi)具有用于使卡塊向密封盒本體內(nèi)回縮的空間。所述支撐內(nèi)套上設(shè)置有臺(tái)階，所述回縮的空間為支撐內(nèi)套向上滑動(dòng)后臺(tái)階處與密封盒本體內(nèi)壁之間的空隙。所述滑動(dòng)腔內(nèi)設(shè)置有徑向溢流孔。所述密封盒本體的下端設(shè)置有保護(hù)接頭，保護(hù)接頭與密封盒本體通過(guò)螺紋連接，在螺紋連接處設(shè)置有固定銷(xiāo)釘。所述徑向溢流孔上方的密封盒本體外壁和內(nèi)壁上均設(shè)置有多個(gè)密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:一、本實(shí)用新型包括至少二級(jí)相互連接的承載機(jī)構(gòu)，所述承載機(jī)構(gòu)包括坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承和中心管，坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承依次設(shè)置在中心管上；與公母接頭相鄰的承載機(jī)構(gòu)的中心管與公母接頭下端連接，與公母接頭相鄰的承載機(jī)構(gòu)的重載軸承位于公母接頭與連體雙錐體之間，具有在管柱下入時(shí)能實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)，使尾管管柱旋轉(zhuǎn)下入，在懸掛器坐掛和丟手分離后，有多級(jí)軸承承載，能實(shí)現(xiàn)重載尾管旋轉(zhuǎn)固井施工的功能，能有效解決普通懸掛器不能旋轉(zhuǎn)，膨脹式旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器在固井施工后才能進(jìn)行坐掛脫手和軸承承載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器承載尾管重量不足的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)于深井、超深井和復(fù)雜井尾管固井，有利于管柱下入到設(shè)計(jì)位置，有利于提高頂替效率和固井質(zhì)量，解決了現(xiàn)有尾管懸掛器在現(xiàn)場(chǎng)使用中存在的技術(shù)問(wèn)題。二、本實(shí)用新型中，所述承載機(jī)構(gòu)為二級(jí)，第一級(jí)承載機(jī)構(gòu)包括第一坐掛液缸、第一連體雙卡瓦、第一連體雙錐體、第一重載軸承和第一中心管，第一中心管與公母接頭下端連接，第一重載軸承位于公母接頭與第一連體雙錐體之間；第二級(jí)承載機(jī)構(gòu)包括第二坐掛液缸、第二連體雙卡瓦、第二連體雙錐體、第二重載軸承和第二中心管,第二重載軸承位于第二雙錐體與第一中心管之間；第一中心管與第二中心管連接，第一連體雙卡瓦和第二連體雙卡瓦共同實(shí)現(xiàn)尾管重量在外層套管上的懸掛器，保護(hù)外層套管，增加懸掛重量；第一重載軸承和第二重載軸承在懸掛器坐掛后共同承載尾管重量，保護(hù)軸承，增加承載能力，實(shí)現(xiàn)重載尾管旋轉(zhuǎn)固井。三、本實(shí)用新型中，采用第一連體雙卡瓦、第一連體雙錐體與第二連體雙卡瓦、第二連體雙錐體坐掛后共同承載尾管，大幅增加外層套管承載面積，保護(hù)外層套管，同時(shí)，也增加尾管懸掛能力。四、本實(shí)用新型中，采用第一重載軸承和第二重載軸承同承載尾管重量，成倍增加旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器的旋轉(zhuǎn)承載能力，保護(hù)軸承，增加軸承使用壽命，保證重載尾管在坐掛后實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)及旋轉(zhuǎn)固井。五、本實(shí)用新型中，所述第一坐掛液缸和第二坐掛液缸分別控制第一連體雙卡瓦和第二連體雙卡瓦的坐掛，采用兩組或兩組以上相互獨(dú)立的坐掛系統(tǒng)，增加坐掛的可靠性，保證旋轉(zhuǎn)懸掛器成功坐掛，坐掛可靠，成功率高。六、本實(shí)用新型中，所述第一中心管與第二中心管通過(guò)螺紋固定連接，實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)尾管大扭矩傳遞。七、本實(shí)用新型還包括扭矩筒和彈爪卡塊，所述上接頭與扭矩筒上端嵌合，扭矩筒下端與公母接頭上端嵌合，用于尾管承載和脫手的彈爪卡塊通過(guò)下接頭支撐且卡在公母接頭內(nèi)的凹槽中，采用彈爪卡塊實(shí)現(xiàn)送入工具與懸掛器的連接承載和脫手，可靠性高。八、本實(shí)用新型中，所述上接頭通過(guò)花鍵軸與扭矩筒上端的嚙合齒嵌合，所述扭矩筒下端通過(guò)花鍵軸與公母接頭上端的嚙合齒嵌合，此方式傳遞旋轉(zhuǎn)扭矩，實(shí)現(xiàn)了尾管旋轉(zhuǎn)。九、本實(shí)用新型中，所述密封盒固定設(shè)置在密封管外公母接頭和中心管的連接處，與承載機(jī)構(gòu)的密封更可靠。十、本實(shí)用新型還包括空心膠塞，所述空心膠塞通過(guò)銷(xiāo)釘和螺紋連接在送入工具的下端，此方式可清潔套管內(nèi)壁，隔離水泥漿，控制下水泥塞更加方便快捷。 十一、本實(shí)用新型中，采用所述密封盒本體上設(shè)置有貫通密封盒本體壁的卡塊槽，所述卡塊嵌入式設(shè)置在卡塊槽中，卡塊外側(cè)上的凸臺(tái)卡接在公母接頭和第一中心管的連接處的內(nèi)部凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)密封盒在懸掛器本體內(nèi)的固定。十二、本實(shí)用新型中，所述支撐內(nèi)套設(shè)置在密封盒本體內(nèi)，所述支撐內(nèi)套上設(shè)置有臺(tái)階，所述回縮的空間為支撐內(nèi)套向上滑動(dòng)后臺(tái)階處與密封盒本體內(nèi)壁之間的空隙，避免卡塊與密封管直接接觸，起到減小送入工具密封管在密封盒本體內(nèi)滑動(dòng)時(shí)的摩擦力，保護(hù)送入工具密封管，從而保護(hù)送入工具密封管的密封性能，并且卡塊回縮后，實(shí)現(xiàn)了密封盒起出免鉆。[0043]十三、本實(shí)用新型中，脫手控制銷(xiāo)釘穿過(guò)密封盒本體與支撐內(nèi)套連接，實(shí)現(xiàn)支撐內(nèi)套軸向的暫時(shí)固定和相對(duì)滑動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)卡塊和整個(gè)密封盒的可靠固定和脫手。十四、本實(shí)用新型中，所述滑動(dòng)腔內(nèi)設(shè)置有徑向溢流孔，便于支撐內(nèi)套能向上滑動(dòng)。十五、本實(shí)用新型中，所述徑向溢流孔上方的密封盒本體外壁和內(nèi)壁上均設(shè)置有多個(gè)密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈，可實(shí)現(xiàn)高壓密封，密封更可靠。綜上所述，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有既能實(shí)現(xiàn)尾管下入時(shí)的旋轉(zhuǎn)和坐掛后旋轉(zhuǎn)尾管施工，同時(shí)，大幅增加了旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器的尾管懸掛能力，該多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)懸掛器承載能力強(qiáng)，性能可靠，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工井普遍適用，很好地解決了現(xiàn)場(chǎng)施工的安全和技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型中的密封盒與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有密封盒免鉆，防止密封盒誤脫手，保護(hù)送入工具密封管，密封可靠等優(yōu)點(diǎn)，很好地解決了現(xiàn)有密封盒技術(shù)不足的問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為圖1中的A— A剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖3為圖1中的B— B剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實(shí)用新型密封盒設(shè)置處的結(jié)構(gòu)示意圖圖5為圖4的A— A剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖6為本實(shí)用新型丟手機(jī)構(gòu)處的結(jié)構(gòu)示意圖圖7為圖6的A— A剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖8為圖1的C一C剖視結(jié)構(gòu)示意圖圖9為本實(shí)用新型連體雙錐體和連體雙卡瓦連接的示意圖圖中標(biāo)記為:1、鉆桿，2、上接頭，3、扭矩筒，4、雙公接頭，5、彈爪卡塊，6、下接頭，
7、公母接頭，8、第一重載軸承，9、第一連體雙錐體，10、第一連體雙卡瓦，11、第一坐掛液缸，12、第一中心管，13、第二重載軸承，14、第二連體雙錐體，15、第二連體雙卡瓦，16、第二坐掛液缸，17、第二中心管，18、空心膠塞，19、密封盒本體，20、卡塊，21、支撐內(nèi)套，22、脫手控制銷(xiāo)釘，23、滑動(dòng)腔，24、徑向溢流孔，25、保護(hù)接頭，26、密封圈，27、密封管，28、第二下接頭，29、丟手液缸,30、丟手控制銷(xiāo)釘,31、彈爪。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型中的承載機(jī)構(gòu)可以為二級(jí)，也可以為二級(jí)以上，下面以二級(jí)為例結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1作為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式，本實(shí)用新型主要包括鉆桿I (此處可為短鉆桿)、上接頭2、扭矩筒3、雙公接頭4、彈爪卡塊5、密封盒、下接頭6、公母接頭7、丟手機(jī)構(gòu)、空心膠塞18和二個(gè)承載機(jī)構(gòu)。其中，密封盒和丟手機(jī)構(gòu)可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的密封盒和丟手機(jī)構(gòu)。第一承載機(jī)構(gòu)包括第一重載軸承8、第一連體雙錐體9、第一連體雙卡瓦10、第一坐掛液缸11和第一中心管12。第二承載機(jī)構(gòu)包括第二重載軸承13、第二連體雙錐體14、第二連體雙卡瓦15、第二坐掛液缸16和第二中心管17和。所述上接頭2通過(guò)花鍵軸與扭矩筒3上端的嚙合齒嵌合，扭矩筒3通過(guò)花鍵軸與公母接頭7上端的哨合齒嵌合,所述彈爪卡塊5通過(guò)下接頭6的支撐卡在公母接頭7的內(nèi)部凹槽內(nèi)，所述第一坐掛液缸11、第一連體雙卡瓦10、第一連體雙錐體9、第一重載軸承8依次安裝在第一中心管12上.所述第二坐掛液缸16、第二連體雙卡瓦15、第二連體雙錐體14、第二重載軸承13依次安裝在第二中心管17上，所述短鉆桿、上接頭2、雙公接頭4、下接頭6通過(guò)螺紋依次連接固定在一起，所述公母接頭7、第一中心管12和第二中心管17通過(guò)螺紋依次連接固定在一起，所述空心膠塞18通過(guò)銷(xiāo)釘和螺紋連接在送入工具的下端。所述密封盒固定安裝在密封管外公母接頭7和第一中心管12的連接處。本實(shí)用新型中，連體雙錐體是由兩個(gè)大致上呈錐體狀的筒首尾相接形成。連體雙卡瓦是由兩個(gè)卡瓦首尾相接形成。連體雙錐體和連體雙卡瓦通過(guò)嵌合結(jié)構(gòu)連接在一起。這樣的結(jié)構(gòu)形式，采用第一坐掛液缸11和第二坐掛液缸16為兩組相互獨(dú)立的坐掛控制系統(tǒng)，提高坐掛可靠性；采用第一連體雙卡瓦10與第二連體雙卡瓦15，保護(hù)外層套管，增加懸掛能力；采用第一重載軸承8和第二重載軸承13在懸掛器坐掛后，共同承載尾管重量，保護(hù)軸承，保證旋轉(zhuǎn)尾管固井施工，增加懸掛能力；采用上接頭2的花鍵軸與扭矩筒3上端的嚙合齒嵌合，扭矩筒的花鍵軸與公母接頭7上端的嚙合齒嵌合，短鉆桿、上接頭2、雙公接頭4、下接頭6螺紋連接固定，公母接頭7、第一中心管12和第二中心管17螺紋連接，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)尾管大扭矩傳遞；采用彈爪卡塊5實(shí)現(xiàn)送入工具與懸掛器的連接承載和脫手；采用空心膠塞18，清潔套管內(nèi)壁，隔離水泥漿，控制下水泥塞。實(shí)施例2作為本實(shí)用新型的最佳實(shí)施方式為:本實(shí)用新型主要包括鉆桿I (短鉆桿)、上接頭2、扭矩筒3、雙公接頭4、彈爪卡塊5、下接頭6、公母接頭7、第一重載軸承8、第一連體雙錐體9、第一連體雙卡瓦10、第一坐掛液缸11、第一中心管12、第二重載軸承13、第二連體雙錐體14、第二連體雙卡瓦15、第二坐掛液缸16、第二中心管17和空心膠塞18。短鉆桿I上端設(shè)有鉆桿母螺紋，實(shí)現(xiàn)與鉆桿的連接，懸掛器的下端設(shè)有套管公螺紋，實(shí)現(xiàn)與尾管的連接。彈爪卡塊5通過(guò)下接頭6上端的錐面支撐卡在公母接頭7的內(nèi)部凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)承載尾管。上接頭2上設(shè)置花鍵軸與扭矩筒3上端設(shè)置的嚙合齒嵌合，扭矩筒3上設(shè)置花鍵軸與公母接頭7上端設(shè)置的嚙合齒嵌合，短鉆桿1、上接頭2、雙公接頭4、下接頭6螺紋連接固定，公母接頭7、第一中心管12、第二中心管17螺紋連接固定，傳遞大扭矩，旋轉(zhuǎn)重載尾管。第一坐掛液缸11、第一連體雙卡瓦10、第一連體雙錐體9、第一重載軸承8等依次安裝在第一中心管12上,第二坐掛液缸16、第二連體雙卡瓦15、第二連體雙錐體14、第二重載軸承13等依次安裝在第二中心管17上，兩組坐掛控制、卡瓦懸掛、重載軸承承載，提高坐掛可靠性，保護(hù)外層套管，保護(hù)軸承，增加承載能力，實(shí)現(xiàn)中重載尾管旋轉(zhuǎn)固井。空心膠塞18通過(guò)銷(xiāo)釘和螺紋連接在密封管10的下端，實(shí)現(xiàn)清潔套管內(nèi)壁，隔離水泥漿，控制水泥塞。本實(shí)用新型的主要工作原理如下:將本實(shí)用新型連接在尾管管柱套管串和鉆桿串之間，下入遇阻時(shí)，井口旋轉(zhuǎn)鉆桿，實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)，有利于管柱順利下入到設(shè)計(jì)位置。管柱下入到位后，投球、憋壓，第一坐掛液缸11推動(dòng)第一連體雙卡瓦10上行坐掛，第二坐掛液缸16推動(dòng)第二連體雙卡瓦15上行坐掛，實(shí)現(xiàn)懸掛器坐掛。坐掛后，尾管重量分別通過(guò)第一重載軸承8傳遞給第一連體雙錐體9、第一連體雙卡瓦10、外層套管，第二重載軸承13傳遞給第二連體雙錐體14、第二連體雙卡瓦15、外層套管，第一重載軸承8和第二重載軸承13共同承載尾管，外層套管通過(guò)第一連體雙卡瓦10和第二連體雙卡瓦15共同承載尾管重量。坐掛后，彈爪卡塊5回收，脫開(kāi)雙母接頭7的內(nèi)部凹槽，實(shí)現(xiàn)丟手。進(jìn)行循環(huán)及注水泥施工時(shí)，送入工具壓在懸掛器上，扭矩筒3的花鍵軸與公母接頭7上端嚙合齒嵌合，井口旋轉(zhuǎn)鉆桿可實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)尾管固井，有利于提高頂替效率和固井質(zhì)量。實(shí)施例3作為本實(shí)用新型密封盒的一較佳實(shí)施方式，包括密封盒本體19，卡塊20，支撐內(nèi)套21、脫手控制銷(xiāo)22和保護(hù)接頭25。所述卡塊20嵌入設(shè)置在密封盒本體19的下部，支撐內(nèi)套21設(shè)置在卡塊20和密封盒本體19的內(nèi)部，密封盒本體19與支撐內(nèi)套間設(shè)置有脫手控制銷(xiāo)釘22，保護(hù)接頭25設(shè)置在密封盒本體19下端。所述卡塊20周向凸臺(tái)外緣卡在公母接頭7和第一中心管12的連接處的內(nèi)部凹槽內(nèi)。所述送入工具的密封管27穿過(guò)密封盒本體19的內(nèi)部，送入工具密封管27下端設(shè)置有第二下接頭28。這樣的結(jié)構(gòu)形式，采用在卡塊和送入工具密封管之間的設(shè)置支撐內(nèi)套的方式，減小送入工具密封管軸向活動(dòng)摩擦力，保護(hù)送入工具密封管，增強(qiáng)密封性；采用在支撐內(nèi)套和密封盒本體間安裝脫手控制銷(xiāo)釘，避免正常提放送入工具密封管操作時(shí)密封盒誤脫手；起鉆時(shí)，加大上提噸位，剪斷脫手控制銷(xiāo)釘，支撐內(nèi)套上行，卡塊內(nèi)收，密封盒隨送入工具密封管起出，實(shí)現(xiàn)密封盒免鉆。實(shí)施例4作為本實(shí)用新型密封盒的最佳實(shí)施方式為:所述密封盒包括密封盒本體19、卡塊20、支撐內(nèi)套21、脫手控制銷(xiāo)釘22，所述支撐內(nèi)套21設(shè)置在密封盒本體19內(nèi)，脫手控制銷(xiāo)釘22穿過(guò)密封盒本體19與支撐內(nèi)套21連接，且密封盒本體19內(nèi)設(shè)置有在脫手控制銷(xiāo)釘22斷開(kāi)后用于支撐內(nèi)套21向上滑動(dòng)的滑動(dòng)腔23，所述密封盒本體19上設(shè)置有貫通密封盒本體19壁的卡塊槽，所述卡塊20嵌入式設(shè)置在卡塊槽中，卡塊20外側(cè)上的凸臺(tái)卡接在公母接頭7和第一中心管12的連接處，支撐內(nèi)套21向上滑動(dòng)后密封盒本體19內(nèi)具有用于使卡塊20向密封盒本體19內(nèi)回縮的空間。進(jìn)一步地，所述支撐內(nèi)套21上設(shè)置有臺(tái)階，所述回縮的空間為支撐內(nèi)套21向上滑動(dòng)后臺(tái)階處與密封盒本體19內(nèi)壁之間的空隙。另外，所述滑動(dòng)腔23內(nèi)設(shè)置有徑向溢流孔24。所述密封盒本體19的下端設(shè)置有保護(hù)接頭25，保護(hù)接頭25與密封盒本體19通過(guò)螺紋連接，在螺紋連接處設(shè)置有固定銷(xiāo)釘。所述徑向溢流孔24上方的密封盒本體外壁和內(nèi)壁上均設(shè)置有多個(gè)密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈26，密封圈26優(yōu)選為O形密封圈。進(jìn)一步說(shuō)明如下:所述卡塊20嵌入設(shè)置在密封盒本體19的下部，支撐內(nèi)套21設(shè)置在密封盒本體19和卡塊20的內(nèi)部，密封盒本體19與支撐內(nèi)套21上設(shè)置有脫手控制銷(xiāo)釘22，保護(hù)接頭25設(shè)置在密封盒本體19下端部。所述卡塊20周向凸臺(tái)外緣卡在公母接頭7和第一中心管12的連接處的內(nèi)部凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)密封盒在懸掛器本體內(nèi)的固定。所述送入工具密封管27位于密封盒本體19和支撐內(nèi)套21的內(nèi)部，第二下接頭28位于送入工具密封管27的下端部。所述密封盒本體19與懸掛器本體上部和送入工具密封管處設(shè)置有O型密封圈。[0077]密封盒的主要用途:在循環(huán)和施工時(shí)，實(shí)現(xiàn)懸掛器本體上部與送入工具密封管的高壓密封；施工結(jié)束起鉆，上提送入工具密封管，帶動(dòng)第二下接頭向上推動(dòng)支撐內(nèi)套，上提載荷足夠時(shí)，剪斷脫手控制銷(xiāo)釘，支撐內(nèi)套上行，讓開(kāi)卡塊，卡塊內(nèi)收，卡塊外部凸起脫開(kāi)公母接頭和第一中心管的連接處的內(nèi)部凹槽，密封盒從懸掛器本體內(nèi)脫手，隨送入工具密封管一起起出，實(shí)現(xiàn)密封盒本體隨送入工具密封管從懸掛器內(nèi)起出，實(shí)現(xiàn)密封盒免鉆。實(shí)施例5本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式，所述丟手液缸設(shè)置在雙公接頭上，上部留有空腔，所述彈爪通過(guò)連接機(jī)構(gòu)和丟手控制銷(xiāo)釘連接在丟手液缸的下部，所述彈爪下端設(shè)有向外彈爪卡爪，彈爪卡爪通過(guò)下接頭上端的錐面支撐卡在公母接頭凹槽內(nèi)，所述上接頭通過(guò)花鍵軸與公母接頭上端的嚙合齒嵌合，所述連體雙錐體和連體雙卡瓦通過(guò)嵌入結(jié)構(gòu)嵌合在一起，所述坐掛液缸、輕載軸承、連體雙錐體、連體雙卡瓦、重載軸承等依次安裝在中心管上，所述密封盒固定安裝在密封管外公母接頭和中心管的連接處，所述短鉆桿、上接頭、雙公接頭、下接頭與密封管連接在一起，所述空心膠塞通過(guò)銷(xiāo)釘和螺紋連接在密封管下端，所述短鉆桿上端加工鉆桿螺紋，中心管下端加工套管螺紋，分別與鉆桿串和套管串連接，所述連體雙錐體上設(shè)置有過(guò)流槽，所述密封盒與密封管和公母接頭之間設(shè)置有O型密封圈。這樣的結(jié)構(gòu)形式，采用連體雙卡瓦，保護(hù)外層套管，增加懸掛載荷；采用嵌入式卡瓦，避免提前坐掛，避免坐掛后旋轉(zhuǎn)時(shí)卡瓦與錐體錯(cuò)位造成坐掛失效；采用上接頭的花鍵軸與公母接頭的嚙合齒嵌合，實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)；采用連體雙錐體和連體雙卡瓦上下端分別安裝重載軸承，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器坐掛后承載尾管和小扭矩實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)固井；采用丟手液缸、丟手控制銷(xiāo)釘和彈爪，實(shí)現(xiàn)承載尾管重量和懸掛器丟手；采用連體雙錐體上設(shè)置有過(guò)流槽，增加過(guò)流面積；采用密封盒，實(shí)現(xiàn)高壓密封施工；采用空心膠塞，清潔套管內(nèi)壁，隔離水泥漿，控制下水泥塞。實(shí)施例6本實(shí)用新型的又一實(shí)施方式為:所述丟手機(jī)構(gòu)包括丟手液缸29、丟手控制銷(xiāo)釘30和彈爪31，丟手液缸29設(shè)置在雙公接頭上，彈爪31通過(guò)連接機(jī)構(gòu)和丟手控制銷(xiāo)釘30連接在丟手液缸29上，彈爪卡塊5通過(guò)下接頭6支撐且卡在公母接頭7內(nèi)的凹槽中。短鉆桿上端設(shè)有鉆桿母螺紋，實(shí)現(xiàn)與鉆桿的連接，中心管的下端設(shè)有套管公螺紋，實(shí)現(xiàn)與尾管的連接。丟手液缸安裝在雙公接頭上，上部留有空腔，所述坐掛液缸的上部留有的空腔，便于坐掛液缸充分上行，實(shí)現(xiàn)脫手。彈爪連接在丟手液缸的下部，彈爪的下端設(shè)有向外彈爪卡爪，彈爪卡爪通過(guò)下接頭上端的錐面支撐卡在公母接頭內(nèi)部凹槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)承載尾管。丟手控制銷(xiāo)釘實(shí)現(xiàn)丟手液缸和彈爪的動(dòng)作控制。上接頭上設(shè)置花鍵軸與公母接頭上端設(shè)置的嚙合齒嵌合，短鉆桿、上接頭、雙公接頭、下接頭螺紋連接，公母接頭和中心管套管連接，實(shí)現(xiàn)扭矩傳遞，旋轉(zhuǎn)尾管。連體雙卡瓦保護(hù)外層套管，增加懸掛能力。連體雙卡瓦嵌入連體雙錐體，避免提前坐掛，使坐掛可靠。坐掛液缸設(shè)置在中心管上，中心管開(kāi)有過(guò)流孔，實(shí)現(xiàn)坐掛控制?？招哪z塞通過(guò)銷(xiāo)釘和螺紋連接在密封管的下端，實(shí)現(xiàn)清潔套管內(nèi)壁，隔離水泥漿，控制水泥塞。連體雙錐體外部設(shè)置有過(guò)流槽，增加過(guò)流面積。本實(shí)用新型的主要用途:連接在尾管管柱套管串和鉆桿串之間，下入遇阻時(shí)，井口旋轉(zhuǎn)鉆桿，實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)，有利于管柱順利下入到設(shè)計(jì)位置。管柱下入到位后，投入憋壓球，憋壓，推動(dòng)坐掛液缸和連體雙卡瓦上行，實(shí)現(xiàn)懸掛器坐掛，外層套管通過(guò)連體雙卡瓦承載尾管重量。坐掛后，繼續(xù)憋更高的壓力，剪斷丟手控制銷(xiāo)釘，丟手液缸帶動(dòng)彈爪上行，實(shí)現(xiàn)丟手。進(jìn)行循環(huán)及注水泥施工時(shí)，保持上接頭的花鍵軸與公母接頭上端嚙合齒嵌合，通過(guò)井口旋轉(zhuǎn)鉆桿實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)尾管固井，可極大地提高頂替效率和提高固井質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，包括鉆桿(I)、上接頭(2)、密封管、密封盒、雙公接頭(4)、丟手機(jī)構(gòu)、公母接頭(7)和下接頭(6)，鉆桿(I)、上接頭(2)、雙公接頭(4)和下接頭(6)依次連接，其特征在于:還包括至少二級(jí)相互連接的承載機(jī)構(gòu)，所述承載機(jī)構(gòu)包括坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承和中心管，坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承依次設(shè)置在中心管上；與公母接頭(7)相鄰的承載機(jī)構(gòu)的中心管與公母接頭(7)下端連接，與公母接頭(7)相鄰的承載機(jī)構(gòu)的重載軸承位于公母接頭(7)與連體雙錐體之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述承載機(jī)構(gòu)為二級(jí)，第一級(jí)承載機(jī)構(gòu)包括第一坐掛液缸(11)、第一連體雙卡瓦(10)、第一連體雙錐體(9)、第一重載軸承(8)和第一中心管(12)，第一中心管(12)與公母接頭下端連接，第一重載軸承(8)位于公母接頭與第一連體雙錐體(9)之間；第二級(jí)承載機(jī)構(gòu)包括第二坐掛液缸(16)、第二連體雙卡瓦(15)、第二連體雙錐體(14)、第二重載軸承(13)和第二中心管(17)，第二重載軸承(13)位于第二雙錐體與第一中心管(12)之間；第一中心管(12)與第二中心管(17)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述第一坐掛液缸(11)和第二坐掛液缸(16)分別控制第一連體雙卡瓦(10)和第二連體雙卡瓦(15)的坐掛。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述第一中心管(12)與第二中心管(17)通過(guò)螺紋固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述密封盒包括密封盒本體(19 )、卡塊(20 )、支撐內(nèi)套(21)、脫手控制銷(xiāo)釘(22 )，所述支撐內(nèi)套(21)設(shè)置在密封盒本體(19)內(nèi)，脫手控制銷(xiāo)釘(22)穿過(guò)密封盒本體(19)與支撐內(nèi)套(21)連接，且密封盒本體(19 )內(nèi)設(shè)置有在脫手控制銷(xiāo)釘(22 )斷開(kāi)后用于支撐內(nèi)套(21)向上滑動(dòng)的滑動(dòng)腔(23 )，所述密封盒本體(19 )上設(shè)置有貫通密封盒本體壁的卡塊槽，所述卡塊(20 )嵌入式設(shè)置在卡塊槽中，卡塊(20)外側(cè)上的凸臺(tái)卡接在公母接頭和第一中心管的連接處，支撐內(nèi)套(21)向上滑動(dòng)后密封盒本體(19)內(nèi)具有用于使卡塊向密封盒本體內(nèi)回縮的空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述支撐內(nèi)套(21)上設(shè)置有臺(tái)階，所述回縮的空間為支撐內(nèi)套(21)向上滑動(dòng)后臺(tái)階處與密封盒本體(19)內(nèi)壁之間的空隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:還包括扭矩筒(3)，所述上接頭(2)與扭矩筒(3)上端嵌合，扭矩筒(3)下端與公母接頭(7)上端嵌合，所述上接頭(2)通過(guò)花鍵軸與扭矩筒(3)上端的嚙合齒嵌合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述扭矩筒(3)下端通過(guò)花鍵軸與公母接頭(7)上端的嚙合齒嵌合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，其特征在于:所述密封盒固定設(shè)置在密封管外公母接頭(7)和中心管的連接處。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多級(jí)重載旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器，包括鉆桿、上接頭、密封管、密封盒、雙公接頭、公母接頭和下接頭，鉆桿、上接頭、雙公接頭和下接頭依次螺紋連接，還包括至少二級(jí)相互連接的承載機(jī)構(gòu)，所述承載機(jī)構(gòu)包括坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承和中心管，坐掛液缸、連體雙卡瓦、連體雙錐體、重載軸承依次設(shè)置在中心管上；與公母接頭相鄰的承載機(jī)構(gòu)的中心管與公母接頭下端連接，與公母接頭相鄰的承載機(jī)構(gòu)的重載軸承位于公母接頭與連體雙錐體之間。本實(shí)用新型具有在管柱下入時(shí)能實(shí)現(xiàn)尾管旋轉(zhuǎn)，在懸掛器坐掛和丟手分離后，有多級(jí)軸承承載，能實(shí)現(xiàn)重載尾管旋轉(zhuǎn)固井的功能。
文檔編號(hào)E21B23/01GK203022666SQ20122067934
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者唐欣, 劉運(yùn)樓, 周正, 李斌, 葉登勝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司