一种油气井尾管悬挂器

技术领域

本发明涉及尾管悬挂器技术领域，尤其涉及一种油气井尾管悬挂器。

背景技术

尾管悬挂器是一种用于油气开采油气井中的井下工具，尾管悬挂器一般分为机械式和液压式尾管悬挂器，主要由尾管挂总成、送入工具总成、密封总成、球座总成、胶塞、浮箍、浮鞋、中心管接箍等组成。

经检索，申请号CN201110243477.9公开了一种膨胀式可旋转尾管悬挂器，其包括悬挂器本体和送入工具系统，所述悬挂器本体采用可膨胀金属管材，在其膨胀段外表面上设计有一组三角状环形凸起，并在相邻两个三角状环形凸起之间硫化有环状橡胶段，所述环状橡胶段的直径大于所述三角状环形凸起的顶部外径。

该尾管悬挂器在具体使用过程中存在以下不足之处：

1、悬挂器与尾管对接采用螺纹转动对接，在悬挂器与尾管在对接过程中，需要将整个悬挂器进行旋转，悬挂器转动需要较强大的扭矩，需要配备的扭矩设备能耗高，同时整个悬挂器旋转会产生风阻漩涡，会增大井壁坍塌的概率。

2、悬挂器与尾管对接采用螺纹转动对接，在悬挂器与尾管在对接过程中，需要将整个悬挂器进行旋转，因此悬挂器会带动尾管一起转动，悬挂器反向转动会造成螺纹对接的尾管与悬挂器脱离，存在一定的安全风险。

因此可采用一种新型的油气井尾管悬挂器来解决现有技术的不足之处。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在增大井壁坍坍塌概率以及尾管存在脱落的概率的问题，而提出的一种油气井尾管悬挂器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种油气井尾管悬挂器，包括：

保护套以及油气尾管；

液压部，液压部用于调节油气尾管7内部压强，使管内与管外形成压差，碰具有较佳的防渗漏性及防漂浮性，所述液压部包括固定安装在保护套上的套顶支撑板，所述套顶支撑板上固定安装由驱动液压缸，所述驱动液压缸驱动端固定安装有调压油气管，所述调压油气管远离驱动液压缸的一端上固定安装有气密锥形头；

扩张憋压部，扩张憋压部用于悬挂器尾部憋压，使与悬挂器尾部连通油气尾管内部压强与悬挂器尾部压强保持一致，以便于进行灌浆，所述扩张憋压部包括固定安装在保护套上的密封防灌套，所述密封防灌套上通过连杆固定安装有定位套筒，所述定位套筒上通过固定机构安装有对接扩张套筒，所述对接扩张套筒上开设有多个扩张槽体，所述定位套筒上安装有与对接扩张套筒相配合的密封机构；

对接部，对接部用于连接油气尾管以及对接扩张套筒，无需转动悬挂器整体，可避免悬挂器整体转动造成井壁坍塌，对井壁进行保护，提高灌浆效率，所述对接部包括对接固定套，所述对接扩张套筒上通过转动机构安装有对接固定套，所述对接固定套与对接扩张套筒之间安装有带动机构；

所述对接固定套上开设有对接螺纹槽，所述油气尾管上开设有与对接螺纹槽相配合的安装螺纹槽，所述对接扩张套筒与油气尾管之间安装有卡合机构。

优选的，所述密封防灌套外部通过膨胀螺钉固定安装有多个防变形加固套箍，相邻两个所述防变形加固套箍之间通过弧形连通板固定连接。

优选的，所述固定机构包括对接固定支具以及对接安装套筒，所述定位套筒上固定安装有对接安装套筒，所述对接安装套筒与调压油气管之间为滑动连接，所述对接安装套筒上固定安装有多个对接固定支具，多个所述对接固定支具与对接扩张套筒之间均为固定连接。

优选的，所述密封机构包括防护套筒以及密封圈，所述定位套筒与对接扩张套筒之间共同固定安装有一个防护套筒，所述定位套筒以及对接扩张套筒上均开设有密封环槽，所述防护套筒上固定安装有两个与对应密封环槽相配合的密封圈。

优选的，所述防护套筒上固定安装有多个缓冲弹性钢片，每个所述缓冲弹性钢片与防护套筒之间均通过对接螺栓固定连接，所述防护套筒开设有多个膨胀防爆槽。

优选的，所述转动机构包括限位滚槽以及限位转杆，所述对接扩张套筒上转动安装有多个限位转杆，所述对接固定套上开设有与多个限位转杆均相配合的限位滚槽。

优选的，所述带动机构包括传动齿、伺服电机以及驱动齿轮，所述对接扩张套筒上固定安装有伺服电机，所述伺服电机驱动端上固定安装有驱动齿轮，所述对接固定套上固定安装有多个与驱动齿轮相啮合的传动齿。

优选的，所述对接扩张套筒上固定安装有与传动齿、驱动齿轮以及伺服电机相配合的防护外壳，所述防护外壳上固定安装有与对接固定套相抵的密封橡胶圈。

优选的，所述卡合机构包括定位连接转杆、下定位防转齿环、对接固定板、连接转动板、上定位防转齿环、上定位支撑卡柱、定位支撑柱、定位防滑块以及下定位支撑卡柱；

所述对接扩张套筒上固定安装有多个下定位防转齿环以及多个与下定位防转齿环相配合的上定位防转齿环，所述油气尾管上固定安装有多个对接固定板，每个所述对接固定板上均固定安装有多个定位支撑柱，每个所述定位支撑柱上均固定安装有一个定位防滑块；

每个所述下定位防转齿环上均固定安装有一个连接转动板，每个所述连接转动板上均滑动安装有一个定位连接转杆，每个所述定位连接转杆与对应的连接转动板之间均为转动连接，每个所述定位连接转杆上均固定安装有多个与对应下定位防转齿环以及上定位防转齿环相配合的上定位支撑卡柱，所述每个所述定位连接转杆上均固定安装有多个与对应定位支撑柱相配合的下定位支撑卡柱，每个所述定位连接转杆与对应的连接转动板之间均安装有复位结构。

优选的，所述复位结构包括复位回弹板以及复位弹簧，所述定位连接转杆上转动安装有复位回弹板，所述复位回弹板与连接转动板之间固定安装有多个复位弹簧。

与现有的技术相比，本发明优点在于：

1：本发明在具体使用过程中，可通过伺服电机的驱动来带动对接固定套转动，实现油气尾管与对接扩张套筒的对接，无需悬挂器整体转动来连接，所需驱动扭矩大大降低，能源消耗降低，成本低，具有较佳的环保性。

2：本发明在具体使用过程中，采用单个对接固定套转动来进行油气尾管的连接，转动部位产生的风阻漩涡较小，降低油气井壁坍塌的概率，有效的对油气井壁进行保护，同时坍塌量小可提高油气井灌浆的稳定性，提高灌浆质量。

3：本发明在油气尾管对接之后，可对油气尾管进行锁定，可有效的防止悬挂器反向转动造成对接螺纹槽与安装螺纹槽脱离，从而造成油气尾管与对接扩张套筒分离的概率，提高油气尾管与对接扩张套筒连接的稳定性。

4：本发明在具体使用过程中，不仅可对降低油气尾管与对接扩张套筒之间松脱的概率，还可使油气尾管与对接扩张套筒连为一个整体，以此来扩大灌浆井下设备整体的提及，从而达到提高井下设备的稳定性的目的，提高灌浆效率以及质量。

综上所述，本发明使得油气尾管与悬挂器对接所需的扭矩更小，对接时产生的风阻旋涡阻力更小，降低井壁坍塌概率，同时还可对降低油气尾管与悬挂器之间松脱的概率，使油气尾管与悬挂器连为一个整体，达到提高井下设备的稳定性的目的，提高灌浆效率以及质量。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明提出的一种油气井尾管悬挂器的结构示意图；

图2为图1转动一定角度后的结构示意详图；

图3为图1中去除防护套筒以及保护套后的结构示意详图；

图4为图3中去除定位套筒以及密封防灌套后的结构示意详图；

图5为图4中对接套筒及其周边部件的结构示意详图；

图6为图4中调压油气管部分的结构示意详图；

图7为图5中对接固定套部分的结构示意详图；

图8为图5转动一定角度后的结构示意详图；

图9为图5去除对接固定套后的结构示意详图；

图10为图9中定位连接转杆及其周边部分的结构示意详图；

图11为图10中下定位防转齿环部分的结构示意详图；

图12为图10的分解结构示意详图；

图13为图2中密封防灌套的结构示意详图。

图中：1保护套、2套顶支撑板、3密封防灌套、4定位套筒、5防护套筒、6防护外壳、7油气尾管、8对接固定套、9驱动液压缸、10调压油气管、11对接扩张套筒、12传动齿、13伺服电机、14驱动齿轮、15对接螺纹槽、16限位滚槽、17限位转杆、18定位连接转杆、19下定位防转齿环、20对接固定板、21连接转动板、22上定位防转齿环、23上定位支撑卡柱、24定位支撑柱、25定位防滑块、26下定位支撑卡柱、27复位回弹板、28复位弹簧、29防变形加固套箍、30缓冲弹性钢片、31安装螺纹槽、32对接固定支具、33对接安装套筒、34膨胀防爆槽、35扩张槽体、36气密锥形头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图4、图6，一种油气井尾管悬挂器，包括：

保护套1以及油气尾管7；

液压部，液压部用于调节油气尾管7内部压强，使管内与管外形成压差，碰具有较佳的防渗漏性及防漂浮性，液压部包括固定安装在保护套1上的套顶支撑板2，套顶支撑板2上固定安装由驱动液压缸9，驱动液压缸9驱动端固定安装有调压油气管10，调压油气管10远离驱动液压缸9的一端上固定安装有气密锥形头36；

首先通过驱动液压缸9推动调压油气管10移动，使调压油气管10上的气密锥形头36下移，由于气密锥形头36中部开设泄压孔，随着气密锥形头36的移动会使气密锥形头36挤压变形，从而导致气密锥形头36上的泄压孔被封堵，此时调压油气管10内部达到密封状态；

气密锥形头36优先采用橡胶材质制成，且气密锥形头36具有较强的耐高温以及耐磨性质，橡胶材质为了提高气密性，耐高温以及耐磨性以用来延长使用寿命；

参照图1-图5、图7-图8、图13，扩张憋压部，扩张憋压部用于用于油气尾管7的憋压，使与悬挂器尾部连通油气尾管7内部压强与悬挂器尾部压强保持一致，使得灌浆更加顺畅，扩张憋压部包括固定安装在保护套1上的密封防灌套3，密封防灌套3上通过连杆固定安装有定位套筒4，定位套筒4上通过固定机构安装有对接扩张套筒11，对接扩张套筒11上开设有多个扩张槽体35，定位套筒4上安装有与对接扩张套筒11相配合的密封机构；

固定机构包括对接固定支具32以及对接安装套筒33，定位套筒4上固定安装有对接安装套筒33，对接安装套筒33与调压油气管10之间为滑动连接，对接安装套筒33上固定安装有多个对接固定支具32，多个对接固定支具32与对接扩张套筒11之间均为固定连接；

密封机构包括防护套筒5以及密封圈，定位套筒4与对接扩张套筒11之间共同固定安装有一个防护套筒5，定位套筒4以及对接扩张套筒11上均开设有密封环槽，防护套筒5上固定安装有两个与对应密封环槽相配合的密封圈；

防护套筒5上固定安装有多个缓冲弹性钢片30，每个缓冲弹性钢片30与防护套筒5之间均通过对接螺栓固定连接，防护套筒5开设有多个膨胀防爆槽34；

密封防灌套3外部通过膨胀螺钉固定安装有多个防变形加固套箍29，相邻两个防变形加固套箍29之间通过弧形连通板固定连接；

密封防灌套3的作用是为了对驱动液压缸9进行保护，防止驱动液压缸9渗入污水或者污泥；

防变形加固套箍29以及弧形连通板的作用是为了密封防灌套3进行加固，降低密封防灌套3发生挤压变形的概率；

缓冲弹性钢片30的作用是为了降低悬挂器下放碰撞产生的振动幅度，可使得下放更加顺畅。

膨胀防爆槽34可使防护套筒5侧壁厚度减小，在压强作用下会使该部位产生形变，以达到扩大内部空间减小压强的目的，起到防爆的作用。

参照图1-图5、图7-图9，对接部，对接部用于连接油气尾管7以及对接扩张套筒11，无需转动悬挂器整体，可避免悬挂器整体转动造成井壁坍塌，对接能耗低，对接部包括对接固定套8，对接扩张套筒11上通过转动机构安装有对接固定套8，对接固定套8与对接扩张套筒11之间安装有带动机构；

对接固定套8的作用是为了便于连接油气尾管7，无需悬挂器整体转动对接，采用单个对接固定套8转动来进行油气尾管7的连接，转动部位产生的风阻漩涡较小，降低油气井壁坍塌的概率，有效的对油气井壁进行保护，同时坍塌量小可提高油气井灌浆的稳定性，提高灌浆质量；

转动机构包括限位滚槽16以及限位转杆17，对接扩张套筒11上转动安装有多个限位转杆17，对接固定套8上开设有与多个限位转杆17均相配合的限位滚槽16；

对接固定套8会使得限位转杆17在对接固定套8上的限位滚槽16内滑动，以此来对对接固定套8进行限位，使得对接固定套8只能在对接扩张套筒11上转动二无法移动；

同时限位转杆17与对接扩张套筒11之间转动连接，随着对接固定套8的转动，会带动限位转杆17转动，从而达到减小摩擦力的作用，可使得对接固定套8转动得更加顺畅，延长对接固定套8使用寿命。

带动机构包括传动齿12、伺服电机13以及驱动齿轮14，对接扩张套筒11上固定安装有伺服电机13，伺服电机13驱动端上固定安装有驱动齿轮14，对接固定套8上固定安装有多个与驱动齿轮14相啮合的传动齿12；

伺服电机13启动，会带动驱动齿轮14转动，配合传动齿12来带动对接固定套8转动，实现对接固定套8自转的目的，该部分带动对接固定套8转动产生的风阻旋涡较小，油气井壁坍塌概率降低。

对接扩张套筒11上固定安装有与传动齿12、驱动齿轮14以及伺服电机13相配合的防护外壳6，防护外壳6上固定安装有与对接固定套8相抵的密封橡胶圈；

防护外壳6的作用是为了对传动齿12、驱动齿轮14以及伺服电机13进行防护，降低油气井中的污水以及污泥对传动齿12、驱动齿轮14以及伺服电机13的影响；

密封橡胶圈的作用是为了提高防护外壳6的密闭性，进一步提高防护外壳6的防护性能。

参照图1-图5、图9-图12，对接固定套8上开设有对接螺纹槽15，油气尾管7上开设有与对接螺纹槽15相配合的安装螺纹槽31，对接扩张套筒11与油气尾管7之间安装有卡合机构；

通过对接固定套8的转动实现对接螺纹槽15与安装螺纹槽31的对接，从而实现对接固定套8与油气尾管7的对接，采用对接螺纹槽15与安装螺纹槽31的螺纹安装，使得油气尾管7的安装和拆卸更加便捷。

卡合机构包括定位连接转杆18、下定位防转齿环19、对接固定板20、连接转动板21、上定位防转齿环22、上定位支撑卡柱23、定位支撑柱24、定位防滑块25以及下定位支撑卡柱26；

对接扩张套筒11上固定安装有多个下定位防转齿环19以及多个与下定位防转齿环19相配合的上定位防转齿环22，油气尾管7上固定安装有多个对接固定板20，每个对接固定板20上均固定安装有多个定位支撑柱24，每个定位支撑柱24上均固定安装有一个定位防滑块25；

每个下定位防转齿环19上均固定安装有一个连接转动板21，每个连接转动板21上均滑动安装有一个定位连接转杆18，每个定位连接转杆18与对应的连接转动板21之间均为转动连接，每个定位连接转杆18上均固定安装有多个与对应下定位防转齿环19以及上定位防转齿环22相配合的上定位支撑卡柱23，每个定位连接转杆18上均固定安装有多个与对应定位支撑柱24相配合的下定位支撑卡柱26，每个定位连接转杆18与对应的连接转动板21之间均安装有复位结构；

随着对接固定套8的转动，会带动油气尾管7在对接固定套8内移动，在对接固定板20的作用下会推动定位连接转杆18移动，配合上定位防转齿环22以及上定位支撑卡柱23的使用，可带动定位连接转杆18转动，接着反转伺服电机13，此时定位连接转杆18在重力作用下回落，在下定位防转齿环19的作用下，使得定位连接转杆18继续转动，直至上定位支撑卡柱23卡入下定位防转齿环19上的凹槽内为止；

此时下定位支撑卡柱26会卡入定位防滑块25中对下定位支撑卡柱26进行锁定，此时伺服电机13继续反转会带动定位连接转杆18以及油气尾管7一起转动；

如需拆卸，则正使转伺服电机13驱动端正转，此时会带动油气尾管7在对接固定套8内移动，在对接固定板20的作用下会推动定位连接转杆18移动，配合上定位防转齿环22以及上定位支撑卡柱23的使用，可带动定位连接转杆18转动，接着反转伺服电机13，此时定位连接转杆18在重力作用下回落，在下定位防转齿环19的作用下，使得定位连接转杆18继续转动，直至上定位支撑卡柱23卡入下定位防转齿环19上的凹槽内为止；

此时的下定位支撑卡柱26会与定位防滑块25分离，然后伺服电机13驱动端反转，即可使对接固定套8与油气尾管7分离；

该部分的作用是为了对油气尾管7进行锁定，可有效的放置悬挂器反向转动造成对接螺纹槽15与安装螺纹槽31脱离，从而造成油气尾管7与对接扩张套筒11分离的概率，提高油气尾管7与对接扩张套筒11连接的稳定性；

复位结构包括复位回弹板27以及复位弹簧28，定位连接转杆18上转动安装有复位回弹板27，复位回弹板27与连接转动板21之间固定安装有多个复位弹簧28；

上述提及，定位连接转杆18在重力作用下回落，该部分是对定位连接转杆18进行抵压回落，加快定位连接转杆18回落速度，降低定位连接转杆18卡死的概率，使得定位连接转杆18回落更加顺畅。

本发明的具体运作步骤为：

油气尾管7对接：伺服电机13启动，会带动驱动齿轮14转动，配合传动齿12来带动对接固定套8转动，实现对接固定套8自转的目的；

对接固定套8转动会使得限位转杆17在对接固定套8上的限位滚槽16内滑动，以此来对对接固定套8进行限位，使得对接固定套8只能在对接扩张套筒11上转动二无法移动；

通过对接固定套8的转动实现对接螺纹槽15与安装螺纹槽31的对接，从而实现对接固定套8与油气尾管7的对接；

油气尾管7锁定：随着对接固定套8的转动，会带动油气尾管7在对接固定套8内移动，在对接固定板20的作用下会推动定位连接转杆18移动，配合上定位防转齿环22以及上定位支撑卡柱23的使用，可带动定位连接转杆18转动，接着反转伺服电机13，此时定位连接转杆18在重力作用下回落，在下定位防转齿环19的作用下，使得定位连接转杆18继续转动，直至上定位支撑卡柱23卡入下定位防转齿环19上的凹槽内为止；

此时下定位支撑卡柱26会卡入定位防滑块25中对下定位支撑卡柱26进行锁定，此时伺服电机13继续反转会带动定位连接转杆18以及油气尾管7一起转动；

油气尾管7拆卸：如需拆卸，则正使转伺服电机13驱动端正转，此时会带动油气尾管7在对接固定套8内移动，在对接固定板20的作用下会推动定位连接转杆18移动，配合上定位防转齿环22以及上定位支撑卡柱23的使用，可带动定位连接转杆18转动，接着反转伺服电机13，此时定位连接转杆18在重力作用下回落，在下定位防转齿环19的作用下，使得定位连接转杆18继续转动，直至上定位支撑卡柱23卡入下定位防转齿环19上的凹槽内为止；

此时的下定位支撑卡柱26会与定位防滑块25分离，然后伺服电机13驱动端反转，即可使对接固定套8与油气尾管7分离；

憋压：首先通过驱动液压缸9推动调压油气管10移动，使调压油气管10上的气密锥形头36下移，由于气密锥形头36中部开设泄压孔，随着气密锥形头36的移动会使气密锥形头36挤压变形，从而导致气密锥形头36上的泄压孔被封堵，此时调压油气管10内部达到密封状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。