[实用新型]一种卡瓦内嵌式旋转尾管悬挂器

说明书

技术领域

本实用新型属于石油固井领域，具体涉及一种卡瓦内嵌式旋转尾管悬挂器。

背景技术

石油工业不断发展的今天，钻井技术得到快速发展，在固井过程中，为了达到较好的固井质量，需要在下入尾管、钻井液循环或固井过程中旋转。而目前大多数悬挂器不能够实现这一功能，为实现旋转尾管固井，必须设计特殊的丢手工具和旋转尾管悬挂器。旋转尾管悬挂器在入井和固井过程中能旋转，利于尾管串下入到位，并且能够提高顶替效率，因此旋转尾管固井技术得到许多专家的认可与推荐，旋转尾管悬挂器能够实现坐挂及坐挂前后旋转尾管两大功能，旋转悬挂器在固井作业方面发挥了巨大的作用。尾管悬挂器利用楔形卡瓦、与卡瓦配合的锥套及外层套管三者之间楔紧，实现将尾管的重量悬挂在外层套管上。旋转尾管悬挂器的锥套是套在本体上的，锥套上方安放了高载荷轴承，实现了在悬挂器坐挂后，锥套和锥套上方的轴承承受了整个尾管载荷，旋转尾管时，悬挂器的芯体旋转，而卡瓦和锥套不旋转，利用轴承减少了旋转扭矩。

但大多数旋转尾管悬挂器存在以下问题或不足：

1.大部分卡瓦是外露式，即采用推杆和卡瓦相连，在入井过程中很容易磕碰脱落，在水平井或者大斜度井内，利用推杆连接卡瓦时，卡瓦自身的重量导致推杆弹性变形，卡瓦外径会高于扶正装置的外径，更容易导致卡瓦受损。

2.部分较为先进的产品也考虑到卡瓦的入井保护，采用了内嵌式卡瓦，但其仍延续了老式的卡瓦内锥面和锥套外锥面挤压的承载方式，增大了卡瓦、锥套自身和外层套管的应力值，在承受较大载荷时，容易发生某一零件损坏。

3.另外，悬挂器坐挂前后的过水面积也是其在复杂井中应用成败的关键参数。目前的悬挂器在坐挂前后过水面积相差较大，在悬挂器坐挂后，过水面积明显减小，导致循环压力增大，如何最大化的增大过水面积也是困扰国内外各大工具厂商的难题之一。

4.目前悬挂器大多采用液压缸利用液压力剪断剪钉，推动卡瓦沿锥套向外张开，从而坐挂。悬挂器的卡瓦没有设计防止提前坐挂的机构，如果井内有异物刮蹭到卡瓦，容易造成液压剪钉剪断，导致悬挂器提前坐挂。

总之，目前的旋转悬挂器存在着两大问题，一是承载能力相对较低，在长尾管的固井中应用性能略显不足；二是入井过程中卡瓦保护不够，容易造成提前坐挂等不足，制约了悬挂器在水平井、大斜度井等复杂井内的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种卡瓦内嵌式旋转尾管悬挂器，能够实现坐挂和旋转尾管两大功能，并且具有悬挂承载能力大、保护卡瓦、防卡瓦提前坐挂等功能，提高旋转尾管悬挂器在复杂井内的可靠性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种卡瓦内嵌式旋转尾管悬挂器，所述卡瓦内嵌式旋转尾管悬挂器包括芯轴12以及从上至下依次套在所述芯轴12外的轴承1、卡簧套2、锥套4、卡瓦支撑套6、液缸8；

所述芯轴12的上端连接密封装置和送入装置，下端连接尾管串；

在所述锥套4内装有卡瓦5；所述卡瓦5的两个侧面16为锥形，所述锥套4上开有锥形槽，所述锥形槽将锥套4内外贯穿；所述锥形槽的两个侧面13为锥形斜面；在坐挂前，所述卡瓦5一直藏于锥套4内；所述卡瓦5的两个侧面16分别与锥套4内锥形槽的两个侧面13贴紧；在坐挂后，卡瓦5，和锥套4之间形成过流通道；坐挂后，靠锥套4、卡瓦5及外层套管三者共同作用，实现“楔紧”。

卡瓦5的下端与卡瓦支撑套6直接连接；

所述锥套4与芯轴12之间为滑动连接。

在所述卡瓦5的两个侧面16上均设计有滑动导向键15，在所述锥套4的锥形槽的两个侧面13上均设计有滑动导向槽14，所述滑动导向键15和滑动导向槽14之间是滑动间隙配合。

所述滑动导向键15与卡瓦5的轴向形成夹角，所述滑动导向槽14与锥套4的轴向形成夹角，所述两个夹角的大小均与卡瓦5和锥套4的滑行角度一致，防止卡瓦在入井过程中张开脱落；所述卡瓦5、锥套4和芯轴12同轴向。

在所述卡瓦支撑套6与液缸8之间装有防坐挂挡块7，当液缸8动作后，所述防坐挂挡块7收缩到液缸8内，液缸8继续上行，坐挂所述卡瓦内嵌式旋转尾管悬挂器。只有在液缸8动作后防坐挂挡块7的防提前坐挂功能失效才能实现坐挂，这就进一步提高了悬挂器的可靠性。

在所述液缸8的下端装有导向螺钉9，导向螺钉9是用来防止液缸8和芯轴12之间相对转动的。在所述导向螺钉9的下方装有剪钉10，所述液缸8通过所述剪钉10固定在所述芯轴12上。