送入工具及安装有该送入工具的大通径悬挂器

摘要

本发明公开了一种送入工具及安装有该送入工具的大通径悬挂器；送入工具集成安装悬挂器座封液压传力系统，能实现液压、机械双丢手；送入工具与悬挂器主体通过反扣连接在一起，由于座封与丢手功能全部集成在了送入工具上，悬挂器主体仅保留悬挂密封系统与解封系统，使得悬挂器主体结构更加精简紧凑，以获得更大的通径，让工具满足膨胀筛管完井及其它各种完井作业的要求。同时该悬挂器还具有可打捞功能，其通过底部设有钩爪的打捞工具，利用机械传动，实现打捞。

说明书

技术领域

本发明涉及完井作业工具领域，具体为一种送入工具及安装有该送入工具的大通径悬挂器。

背景技术

目前现有的液压坐封悬挂器大多将液压系统设计在悬挂器主体上，悬挂器主体空间有限，再加上复杂的结构，使用中容易出现问题，并且过于复杂的结构严重影响悬挂器通径，常规的悬挂器无法胜任膨胀筛管或膨胀管完井这样的需要在后期下入大尺寸胀锥扩径的完井施工，小通径还给后期作业带来了大风险。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种送入工具及安装有该送入工具的大通径悬挂器，该送入工具直接设置有液压工具，不会影响悬挂器的直径，符合要求大通径使用环境的要求，且与其配套使用的悬挂器附加可打捞功能，为后续作业提供了便利，增加了工具的适用范围。

为此，本发明的技术方案如下：

一种送入工具，包括送入工具中心管、活塞、上接头、液缸、传力套、推动套、控制锁块、控制套、限制锁块、止回环、护帽、丢手限位套、丢手块套、丢手块和球座；

所述上接头底端的内表面与送入工具中心管密封连接，外表面与液缸密封连接；所述送入工具中心管的外管壁上设有第一凸台，所述第一凸台位于液缸的下沿处；所述液缸与送入工具中心管之间形成有第一空腔；所述活塞密封安装在所述第一空腔内，其下设置传力套；所述活塞的顶部与上接头之间有空隙，该空隙对应的送入工具中心管的管壁上设置有多个通孔；所述活塞的下侧形成有凸台，当活塞下行至第一凸台处时，所述凸台卡在所述第一凸台处阻止活塞继续下行，此时，所述活塞的外壁与液缸底部之间形成间隙；

按照内径差异将所述传力套由上至下分为三段，上段内径最小，中段内径最大；所述传力套的第一段通过第一剪钉固定在所述第一凸台上；所述推动套通过第二剪钉固定在所述传力套的外侧；

所述传力套通过第一剪钉固定在所述送入工具中心管上；所述第一剪钉能承受的力小于第二剪钉能承受的力；

所述控制套为筒状，其下侧形成有第二凸台；所述控制套顶部通过控制锁块卡在所述第一凸台和传力套的第三段之间；第一凸台对应控制锁块的安装位置处设置凹槽，该凹槽的深度小于传力套第二段和第三段的半径差；限制锁块单侧与第一凸台相切，另一侧凸出第二凸台；所述控制套向下滑动时，控制锁块从第一凸台上滑落，其凸出第二凸台的部分没入第二凸台内；

所述球座螺接在送入工具中心管的底端；丢手块套螺接在球座上；丢手块、板簧安装在丢手块套内；所述丢手块的外表面设置有反扣螺纹；丢手限位套设置于送入工具中心管和丢手块套之间，且丢手限位套和丢手块套通过第三剪钉固定；所述丢手限位套顶端螺接有护帽；所述护帽内部安装止回环，止回环的内壁设有马牙扣，对应的，在送入工具中心管外壁上的对应位置处设有与所述马牙扣相匹配的结构，能防止丢手限位套上移；

所述丢手块套与球座之间还设有密封装置；

所述丢手块的纵剖面为旋转90°的“凹”字形，其凸出面朝内，所述丢手限位套的外表面设有与所述丢手块相匹配的凹槽I；所述丢手限位套下行时，丢手块方能卡入凹槽I。

一种安装有如上送入工具的大通径悬挂器，包括：悬挂器中心管、座封套、胶筒套、胶筒、连接套、胶筒套帽、上锥体、限位环、桶式卡瓦、下锥体、打捞连接套和下接头；

所述悬挂器中心管顶部设反扣内螺纹，与所述丢手块的外表面所设置的反扣螺纹相匹配；所述悬挂器中心管的外壁上从上至下设置有胶筒套、连接套、上锥体、桶式卡瓦、下锥体、打捞连接套和下接头；所述打捞连接套的上端螺接在下锥体的尾端，下端与下接头螺接；

所述胶筒套顶端通过剪钉与座封套连接；胶筒套末端安装胶筒套帽；所述胶筒套帽由不同直径的两个圆筒组成，大直径一段套在所述胶筒套上，小直径一段与悬挂器中心管相切；所述胶筒套帽安装在所述连接套内侧，两者通过第四剪钉连接；所述胶筒安装在胶筒套上；

所述座封套的顶端位于所述推动套的外侧，且其内壁上形成有台阶，该台阶能卡在凸出所述控制套第二凸台的控制锁块上；

所述悬挂器中心管与座封套之间安装有锁环，锁环与悬挂器中心管管壁设有相互匹配的马牙扣，能防止胶筒套上移；

所述限位环安装在所述上锥体和悬挂器中心管之间，限位环的内壁和悬挂器中心管的外壁设有相互匹配的马牙扣，用于防止上锥体上移；

所述桶式卡瓦的两端分别与上锥体、下锥体通过第五剪钉连接。

进一步，所述悬挂器中心管和打捞连接套之间设置有螺纹瓣爪；所述螺纹瓣爪与打捞连接套螺接；所述悬挂器中心管之下设置有打捞限位套；所述打捞限位套为筒状，其中部的内径大于两端的内径；所述下接头的内表面形成有台阶，所述打捞限位套的尾端搭在所述下接头的上端，打捞限位套能沿着下接头的内表面滑动，且向下滑动能被下接头的台阶阻止；所述打捞限位套通过剪钉固定在打捞连接套上；所述螺纹瓣爪的尾端搭在打捞限位套上。

进一步，第四剪钉所能承受的力大于第五剪钉所能承受的力。

进一步，第二剪钉所能承受的力大于第四剪钉、第五剪钉所能承受的力。

该送入工具及安装有该送入工具的大通径悬挂器具有如下优点：

1)液压传力，双丢手，与防坐挂保护功能集成在送入工具上，从而可以使悬挂器主体结构更简洁紧凑，悬挂器的内通径比常规悬挂器增大20％，满足膨胀筛管及其它完井作业施工要求；

2)操作方便，可以实现一趟钻坐挂、坐封、验封和丢手等操作；

3)悬挂与封隔功能一体化，设计有胶筒、双向锥体与弹性扩张的桶式卡瓦，满足各种作业的需要；

4)设计有液压、倒扣双丢手，使悬挂器在井斜角0-90°的井况下都可使用；

5)设计有锁块控制的防坐挂系统，避免工具因机械外力提前坐挂，使用更安全；

6)设计有打捞功能，易于后期作业，适用性更广，此悬挂器在膨胀筛管或膨胀管完井领域应用最佳、此外还可用于直井、斜井、水平井、大位移井的悬挂尾管完井作业。

附图说明

图1为送入工具的半剖图；

图1a为图1上半部分的放大图；

图1b为图1下半部分的放大图；

图2为大通径悬挂器的半剖图；

图2a为图2上半部分的放大图；

图2b为图2下半部分的放大图；

图3a为安装有送入工具的大通径悬挂器从上至下第一段的半剖图；

图3b为安装有送入工具的大通径悬挂器从上至下第二段的半剖图；

图3c为安装有送入工具的大通径悬挂器从上至下第三段的半剖图；

图3d为安装有送入工具的大通径悬挂器从上至下第四段的半剖图；

图3e为安装有送入工具的大通径悬挂器的A-A面剖视图；

图3f为安装有送入工具的大通径悬挂器的B-B面剖视图；

图3g为安装有送入工具的大通径悬挂器的C-C面剖视图；

图4a打捞工具插入限位套的状态图；

图4b打捞工具向限位套施压剪断剪钉，限位套落入下接头的状态图；

图4c打捞工具向下施压，下锥体离开桶式卡瓦的状态图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

一种送入工具，包括送入工具中心管103、活塞104、上接头101、液缸102、传力套105、推动套109、控制锁块108、控制套110、限制锁块111、止回环112、护帽113、丢手限位套114、丢手块套118、丢手块115和球座120；

上接头101底端的内表面与送入工具中心管103密封连接，外表面与液缸102密封连接；送入工具中心管103的外管壁上设有第一凸台，第一凸台位于液缸102的下沿处；液缸102与送入工具中心管103之间形成有第一空腔；活塞104密封安装在第一空腔内，其下设置传力套105；活塞104的顶部与上接头101之间有空隙，该空隙对应的送入工具中心管103的管壁上设置有多个通孔；活塞104的下侧形成有凸台，当活塞104下行至第一凸台处时，凸台卡在第一凸台处阻止活塞104继续下行，此时，活塞104的外壁与液缸102底部之间形成间隙；

按照内径差异将传力套105由上至下分为三段，上段内径最小，中段内径最大；传力套105的第一段通过第一剪钉107固定在第一凸台上；推动套109通过第二剪钉106固定在传力套105的外侧；

传力套105通过第一剪钉107固定在送入工具中心管103上；第一剪钉107能承受的力小于第二剪钉106能承受的力；

控制套110为筒状，其下侧形成有第二凸台；控制套110顶部通过控制锁块108卡在第一凸台和传力套105的第三段之间；第一凸台对应控制锁块108的安装位置处设置凹槽，该凹槽的深度小于传力套105第二段和第三段的半径差；限制锁块111单侧与第一凸台相切，另一侧凸出第二凸台；控制套110向下滑动时，控制锁块111从第一凸台上滑落，其凸出第二凸台的部分没入第二凸台内；

球座120螺接在送入工具中心管103的底端；丢手块套118螺接在球座120上；丢手块115、板簧116安装在丢手块套118内；丢手块115的外表面设置有反扣螺纹；丢手限位套114设置于送入工具中心管103和丢手块套118之间，且丢手限位套114和丢手块套118通过第三剪钉117固定；丢手限位套114顶端螺接有护帽113；护帽113内部安装止回环112，止回环112的内壁设有马牙扣，对应的，在送入工具中心管103外壁上的对应位置处设有与马牙扣相匹配的结构，能防止丢手限位套114上移；

丢手块套118与球座120之间还设有密封装置119；

丢手块115的纵剖面为旋转90°的“凹”字形，其凸出面朝内，丢手限位套114的外表面设有与丢手块115相匹配的凹槽I；丢手限位套114下行时，丢手块115方能卡入凹槽I。

一种安装有如上送入工具的大通径悬挂器，包括：悬挂器中心管204、座封套201、胶筒套203、胶筒205、连接套206、胶筒套帽208、上锥体209、限位环210、桶式卡瓦212、下锥体213、打捞连接套214和下接头218；

悬挂器中心管204顶部设反扣内螺纹，与丢手块115的外表面所设置的反扣螺纹相匹配；悬挂器中心管204的外壁上从上至下设置有胶筒套203、连接套206、上锥体209、桶式卡瓦212、下锥体213、打捞连接套214和下接头218；打捞连接套214的上端螺接在下锥体213的尾端，下端与下接头218螺接；

胶筒套203顶端通过剪钉与座封套201连接；胶筒套203末端安装胶筒套帽208；胶筒套帽208由不同直径的两个圆筒组成，大直径一段套在胶筒套203上，小直径一段与悬挂器中心管204相切；胶筒套帽208安装在连接套206内侧，两者通过第四剪钉207连接；胶筒205安装在胶筒套203上；

座封套201的顶端位于推动套109的外侧，且其内壁上形成有台阶，该台阶能卡在凸出控制套110第二凸台的控制锁块111上；

悬挂器中心管204与座封套201之间安装有锁环202，锁环202与悬挂器中心管204管壁设有相互匹配的马牙扣，能防止胶筒套203上移；

限位环210安装在上锥体209和悬挂器中心管204之间，限位环210的内壁和悬挂器中心管204的外壁设有相互匹配的马牙扣，用于防止上锥体209上移；

桶式卡瓦212的两端分别与上锥体209、下锥体213通过第五剪钉211连接。

为了实现该大通径悬挂器的可打捞功能，悬挂器中心管204和打捞连接套214之间设置有螺纹瓣爪215；螺纹瓣爪215与打捞连接套214螺接；悬挂器中心管204之下设置有打捞限位套217；打捞限位套217为筒状，其中部的内径大于两端的内径；下接头218的内表面形成有台阶，打捞限位套217的尾端搭在下接头218的上端，打捞限位套217能沿着下接头218的内表面滑动，且向下滑动能被下接头的台阶阻止；打捞限位套217通过剪钉216固定在打捞连接套214上；螺纹瓣爪215的尾端搭在打捞限位套217上。

在具体安装剪钉时，第四剪钉207所能承受的力大于第五剪钉211所能承受的力。

进一步，第二剪钉106所能承受的力大于第四剪钉207、第五剪钉211所能承受的力。

使用时送入工具与大通径悬挂器的安装方法为：悬挂器在安装座封套201之前需要先连接送入工具，送入工具暂时不安装上接头101、液缸102、活塞104、传力套105、第二剪钉106、推动套109，送入工具通过丢手块115上的反扣螺纹与悬挂器中心管204上端对应的反扣螺纹连接在一起，之后套入座封套201，再依次安装推动套109与第二剪钉106，套入活塞104，最后安装液缸102与上接头101，完成悬挂器整机的安装。此时，密封装置119形成球座120与悬挂器中心管204之间的密封；

工作过程描述如下：上接头101连接钻柱，下接头218连接膨胀筛管或其它完井管串，由钻柱将工具送入井中，下到位后投球到球座120位置建立管内密封环境，连接泵车打压，压力通过钻柱传入到送入工具中，压力通过送入工具中心管103的管壁上设置的多个通孔作用在活塞104上，活塞104将液压力传递给传力套105，液压力达到一定值后第一剪钉107剪断，传力套105向下运动，控制锁块108进入传力套105的第二段，控制锁块108从送入工具中心管103内滑出进入传力套105的第二段；控制套110解锁，随着传力套105向下滑动，控制锁块111从送入工具中心管103的第一凸台上滑落，其凸出第二凸台的部分没入第二凸台内，解锁座封套201；传力套105外侧的推动套109推动座封套201座封悬挂器主体，具体如下：座封套201带动胶筒套203、胶筒套帽208、连接套206和上锥体209向下运动，第五剪钉211被剪断，桶式卡瓦212沿上锥体209与下锥体213的斜面外扩展开，咬紧套管壁，实现坐挂功能。座封套201提供的力进一步增大，剪断第四剪钉207，胶筒套203继续向下运动，胶筒205在胶筒套203斜面的作用下呈碗状展开，贴紧套管内壁实现密封功能。同时胶筒套203下端连接的胶筒套帽208会移动并顶到上锥体209上，进一步通过锥面向桶式卡瓦2-12施压，增加悬挂器的锚定力。座封套201在动作的同时，由带马牙扣的锁环202步进式锁定，确保工具不会提前解封。

悬挂器坐挂完成后，进一步增大送入工具中心管103中的压力，剪断推动套109与传力套105之间的第二剪钉106，传力套105可以继续向前运动，将力传给护帽113，继而传输至丢手限位套114，丢手限位套114受力剪断第三剪钉117向下运动，此时丢手块115会在板簧116的作用下向内收缩进入到丢手限位套114的凹槽I中，解除丢手块115与悬挂器中心管204之间的连接，实现通过液力的丢手功能，同时活塞104运动到液缸102的底部时，活塞104与液缸102之间的缝隙使密封解除，出现压力突降丢手信号并建立循环。如果液压丢手不成功，也可以通过正转钻柱，解除丢手块115与悬挂器中心管204的螺纹连接，实现机械丢手功能。

该悬挂器的可打捞功能实现过程如下：后期下入专用工具打捞悬挂器，专用工具插入到悬挂器中心管204中与其反扣螺纹建立连接，专用工具下端设有钩爪，可钩住打捞限位套217的中部的内凹槽，钩爪通过液压力向下运动，将力传递给打捞限位套217，剪断剪钉216，打捞限位套217向下运动落至下接头218位置，限位套217推动下接头218，带动打捞连接套214向下运动，由于螺纹瓣爪215失去了限位套217的支撑，其下部悬空，打捞连接套214向下运动时螺纹瓣爪215回缩，与打捞连接套214脱开；此时打捞连接套214带动下锥体213向下运动，桶式卡瓦212下端向内收缩解除锚定。然后上提专用工具，带动悬挂器中心管204向上运动，悬挂器中心管204带动座封套201向上运动，同时带动胶筒套203向上运动，胶筒205失去胶筒套203的支撑后向内收缩解封，同时连接在胶筒套203上的胶筒套帽208带动连接套206与上锥体209向上运动，桶式卡瓦212上端向内收缩解除锚定。继续上提专用工具，将悬挂器打捞出井。