机械液压双作用尾管悬挂密封装置及钻井系统的制作方法

本技术涉及钻井设备领域，特别是涉及一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置。此外，本技术还涉及一种包括上述机械液压双作用尾管悬挂密封装置的钻井系统。

背景技术：

1、随着油田开发的不断深入，尾管完井技术得到较快发展，其完井方式呈现多形式、多样化发展趋势，成为侧钻井、深井、超深井、复杂结构井和特殊工艺井中不可缺少的完井方式之一。下入井内的套管顶点未延伸到井口的套管柱称尾管，尾管通常用钻杆送下，采用尾管悬挂器将尾管悬挂于上部套管内，进行尾管固井或筛管完井作业，广泛应用于侧钻井、加深井、超深井和小间隙井等复杂井的尾管作业中。

2、目前，尾管悬挂器主要分为卡瓦式尾管悬挂器和膨胀式尾管悬挂器，各类卡瓦式尾管悬挂器主要通过液缸推动卡瓦牙动作实现尾管柱的悬挂，部分卡瓦式悬挂器具有顶部密封、旋转尾管等特殊功能以满足特殊井况要求。然而存在结构相对复杂，在井下存在发生复杂情况风险，价格成本相对较高，在低成本市场和成本管控较严格市场仍具有一定的应用局限性。

3、本实用新型旨在提供一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置，通过尾管柱重力和液压两种方式实现尾管的斜面悬挂和顶部密封作业。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置，通过机械和液压双作用方式可实现尾管的悬挂和密封，作业简单，密封可靠，风险低，成本小，适用于多种环境的完井作业。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述机械液压双作用尾管悬挂密封装置的钻井系统。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置，包括同轴布置的丢手接头、基管、悬挂套筒和坐挂套筒，所述坐挂套筒上端连接上层套管下部，所述丢手接头下端连接所述基管上端，所述基管下端插入所述悬挂套筒上端开口，所述基管及所述丢手接头伸入所述上层套管内部，所述悬挂套筒插入所述坐挂套筒内部，所述坐挂套筒向上支撑所述悬挂套筒，所述基管外壁由下至上依次套装有密封胶筒、挤压套、液压胶筒和液压缸筒，所述密封胶筒上端与所述挤压套下端相抵，所述密封胶筒下端与所述悬挂套筒上端相抵，所述基管能够相对于所述悬挂套筒向下移动，并带动所述挤压套向下移动挤压所述密封胶筒，所述密封胶筒向外鼓起与所述上层套管内壁密封接触，所述液压胶筒的上端与所述液压缸筒下端相抵，所述液压胶筒的下端与所述挤压套上端相抵，所述基管外壁和所述液压缸筒内壁之间设置有密封的液压腔体，所述基管对应所述液压腔体的位置设置有进液孔，液压通过所述进液孔进入所述液压腔体，驱动所述液压缸筒相对于所述基管向下移动挤压所述液压胶筒，所述液压胶筒向外鼓起与所述上层套管内壁密封接触。

3、优选地，所述液压缸筒内壁下端设置有密封贴合所述基管外壁的下凸台，所述基管外壁设置有密封贴合所述液压缸筒内壁中部的上凸台，所述上凸台和所述下凸台之间为所述液压腔体，所述进液孔位于所述上凸台下方。

4、优选地，所述液压缸筒内壁上端和所述基管外壁上端之间连接有液压销钉，液压密封作业时所述下凸台远离所述上凸台。

5、优选地，所述基管外壁设置有定位锁块，所述定位锁块位于所述液压销钉和所述上凸台之间，所述液压缸筒内壁上端设置有锁定台阶，所述液压缸筒向下移动后所述锁定台阶卡接所述定位锁块。

6、优选地，所述液压胶筒上下两端设置有向外收拢的斜面，所述液压缸筒下端和所述挤压套上端均设置有配合的斜面，使所述液压胶筒嵌入所述液压缸筒和所述挤压套之间。

7、优选地，包括沿轴向依次布置的多个所述密封胶筒，相邻所述密封胶筒之间设置有隔环。

8、优选地，还包括套管短节，所述套管短节上端伸入所述基管下端开口并固定连接，所述套管短节下端连接尾管，所述套管短节穿过所述悬挂套筒及所述坐挂套筒；

9、优选地，所述悬挂套筒内设置有阶梯孔，所述阶梯孔中部设置有限位台阶，所述阶梯孔上端直径与所述基管外壁直径匹配，所述阶梯孔下端直径与所述套管短节直径匹配，所述限位台阶能够与所述基管下端相抵，用于限制所述基管的下降行程；所述基管外壁下端和悬挂套筒内壁上端之间连接有剪切销钉，密封作业前使所述基管下端和所述限位台阶之间具有下降行程距离。

10、优选地，所述丢手接头上端设置有连接钻杆的内螺纹，所述丢手接头下端设置有连接所述基管的外螺纹，所述丢手接头与所述基管通过反扣螺纹连接。

11、本实用新型还提供一种钻井系统，包括如上述任意一项所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置。

12、本实用新型提供一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置，包括同轴布置的丢手接头、基管、悬挂套筒和坐挂套筒，坐挂套筒上端连接上层套管下部，丢手接头下端连接基管上端，基管下端插入悬挂套筒上端开口，基管及丢手接头伸入上层套管内部，悬挂套筒插入坐挂套筒内部，坐挂套筒向上支撑悬挂套筒，基管外壁由下至上依次套装有密封胶筒、挤压套、液压胶筒和液压缸筒，密封胶筒上端与挤压套下端相抵，密封胶筒下端与悬挂套筒上端相抵，基管能够相对于悬挂套筒向下移动，并带动挤压套向下移动挤压密封胶筒，密封胶筒向外鼓起与上层套管内壁密封接触，液压胶筒的上端与液压缸筒下端相抵，液压胶筒的下端与挤压套上端相抵，基管外壁和液压缸筒内壁之间设置有密封的液压腔体，基管对应液压腔体的位置设置有进液孔，液压通过进液孔进入液压腔体，驱动液压缸筒相对于基管向下移动挤压液压胶筒，液压胶筒向外鼓起与上层套管内壁密封接触。

13、悬挂作业时，先将坐挂套筒随上层套管入井，其余装置和尾管入井后，尾管及基管在重力作用下沿活动行程下行，带动挤压套下行挤压密封胶筒，实现密封胶筒变形密封，完成尾管的悬挂和密封作业，同时，在液压作业下，压力推动液压缸筒挤压液压胶筒，完成双级密封作业。通过机械和液压双作用方式可实现尾管的悬挂和密封，作业简单，密封可靠，风险低，成本小，适用于多种环境的完井作业，无需液压坐挂和卡瓦悬挂，现场应用优势明显。

14、本实用新型还提供一种包括上述机械液压双作用尾管悬挂密封装置的钻井系统，由于上述机械液压双作用尾管悬挂密封装置具有上述技术效果，上述钻井系统也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

技术特征：

1.一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置，包括同轴布置的丢手接头(1)、基管(2)、悬挂套筒(3)和坐挂套筒(4)，所述坐挂套筒(4)上端连接上层套管(5)下部，所述丢手接头(1)下端连接所述基管(2)上端，所述基管(2)下端插入所述悬挂套筒(3)上端开口，所述基管(2)及所述丢手接头(1)伸入所述上层套管(5)内部，所述悬挂套筒(3)插入所述坐挂套筒(4)内部，所述坐挂套筒(4)向上支撑所述悬挂套筒(3)，所述基管(2)外壁由下至上依次套装有密封胶筒(7)、挤压套(6)、液压胶筒(13)和液压缸筒(14)，所述密封胶筒(7)上端与所述挤压套(6)下端相抵，所述密封胶筒(7)下端与所述悬挂套筒(3)上端相抵，所述基管(2)能够相对于所述悬挂套筒(3)向下移动，并带动所述挤压套(6)向下移动挤压所述密封胶筒(7)，所述密封胶筒(7)向外鼓起与所述上层套管(5)内壁密封接触，所述液压胶筒(13)的上端与所述液压缸筒(14)下端相抵，所述液压胶筒(13)的下端与所述挤压套(6)上端相抵，所述基管(2)外壁和所述液压缸筒(14)内壁之间设置有密封的液压腔体，所述基管(2)对应所述液压腔体的位置设置有进液孔(22)，液压通过所述进液孔(22)进入所述液压腔体，驱动所述液压缸筒(14)相对于所述基管(2)向下移动挤压所述液压胶筒(13)，所述液压胶筒(13)向外鼓起与所述上层套管(5)内壁密封接触。

2.根据权利要求1所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，所述液压缸筒(14)内壁下端设置有密封贴合所述基管(2)外壁的下凸台(141)，所述基管(2)外壁设置有密封贴合所述液压缸筒(14)内壁中部的上凸台(21)，所述上凸台(21)和所述下凸台(141)之间为所述液压腔体，所述进液孔(22)位于所述上凸台(21)下方。

3.根据权利要求2所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，所述液压缸筒(14)内壁上端和所述基管(2)外壁上端之间连接有液压销钉(143)，液压密封作业时所述下凸台(141)远离所述上凸台(21)。

4.根据权利要求3所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，所述基管(2)外壁设置有定位锁块(15)，所述定位锁块(15)位于所述液压销钉(143)和所述上凸台(21)之间，所述液压缸筒(14)内壁上端设置有锁定台阶(142)，所述液压缸筒(14)向下移动后所述锁定台阶(142)卡接所述定位锁块(15)。

5.根据权利要求1所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，所述液压胶筒(13)上下两端设置有向外收拢的斜面，所述液压缸筒(14)下端和所述挤压套(6)上端均设置有配合的斜面，使所述液压胶筒(13)嵌入所述液压缸筒(14)和所述挤压套(6)之间。

6.根据权利要求1所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，包括沿轴向依次布置的多个所述密封胶筒(7)，相邻所述密封胶筒(7)之间设置有隔环(12)。

7.根据权利要求1所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，还包括套管短节(8)，所述套管短节(8)上端伸入所述基管(2)下端开口并固定连接，所述套管短节(8)下端连接尾管(9)，所述套管短节(8)穿过所述悬挂套筒(3)及所述坐挂套筒(4)。

8.根据权利要求7所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，所述悬挂套筒(3)内设置有阶梯孔，所述阶梯孔中部设置有限位台阶(31)，所述阶梯孔上端直径与所述基管(2)外壁直径匹配，所述阶梯孔下端直径与所述套管短节(8)直径匹配，所述限位台阶(31)能够与所述基管(2)下端相抵，用于限制所述基管(2)的下降行程；所述基管(2)外壁下端和悬挂套筒(3)内壁上端之间连接有剪切销钉(32)，密封作业前使所述基管(2)下端和所述限位台阶(31)之间具有下降行程距离。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置，其特征在于，所述丢手接头(1)上端设置有连接钻杆(11)的内螺纹，所述丢手接头(1)下端设置有连接所述基管(2)的外螺纹，所述丢手接头(1)与所述基管(2)通过反扣螺纹连接。

10.一种钻井系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的机械液压双作用尾管悬挂密封装置。

技术总结本技术公开一种机械液压双作用尾管悬挂密封装置及钻井系统，包括丢手接头、基管、悬挂套筒和坐挂套筒，基管外壁由下至上依次套装有密封胶筒、挤压套、液压胶筒和液压缸筒，基管能够相对于悬挂套筒向下移动，密封胶筒向外鼓起与上层套管内壁密封接触，基管外壁和液压缸筒内壁之间设置有密封的液压腔体，液压通过进液孔进入液压腔体，驱动液压缸筒相对于基管向下移动挤压液压胶筒，液压胶筒向外鼓起与上层套管内壁密封接触。通过机械和液压双作用方式可实现尾管的悬挂和密封，作业简单，密封可靠，风险低，成本小，适用于多种环境的完井作业，无需液压坐挂和卡瓦悬挂，现场应用优势明显。技术研发人员：杨海波,吴柳根,黄文欢,赵文英,滕照正,张国彬受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务股份有限公司技术研发日：20231121技术公布日：2024/7/23