[发明专利]井下自膨胀式悬挂器

说明书

技术领域

本发明涉及石油开发用井下工具，是一种井下自膨胀式悬挂器。

背景技术

目前，随着油气田开发对象逐渐转向高温高压、深层、非常规等资源，现场对完井工具提出了更高的要求。采用悬挂器悬挂、座封尾管串的完井工艺已成为开发复杂类型油气资源的有效方式。多项已注册专利的、传统机械结构悬挂器目前已广泛用于油气井完井施工。CN2453119介绍了一种机械卡瓦轨迹式油井尾管悬挂器，该工具属于石油钻井固井用的尾管悬挂装置，悬挂器由上部的脱扣总成、中部的滑套悬挂总成和下部的复合胶塞总成三大部分组成。CN2358219介绍了一种卡瓦式套管悬挂器，主要由支承座、卡瓦壳体、多块卡瓦牙及主密封圈组成，其中卡瓦壳体以其外底端支持在支承座上，多块卡瓦牙以其外圆锥面均布地配合在卡瓦壳体的内圆锥面内，主密封圈夹持在支承座和卡瓦壳体的内底端之间。CN2550482介绍了一种双作用的尾管悬挂器，在悬挂器本体内，有一套送入工具，包括倒扣装置、心轴、液缸装置、座挂套和剪钉套，该悬挂器采用双作用的座挂方式。CN8510293介绍了一种控制销式尾管悬挂器，其送入工具有判断倒扣用的密封拉伸行程和检验倒扣用的行程显示的双重机构。以上这些机械悬挂器具有结构复杂、现场施工风险大、卡瓦牙削弱套管强度、成本过高等缺点。这些种悬挂器的由于结构限制，内通径小无法改变，为油井采油、修井留下了很多巨大的困难。

中国专利CN201460803U，提供了一种遇水、遇油自膨胀封隔器，由接箍、中心管、限位圈、保护环、上密封橡胶、下密封橡胶和限位螺栓组成，上密封橡胶和下密封橡胶硫化在中心管的外壁上。这种硫化在中心管的遇水、遇油自膨胀封隔器不适合运输、储存，不适合现场保管。

发明内容

本发明的目的是：提供一种井下自膨胀式悬挂器，采用自膨胀橡胶材料，通过自膨胀橡胶筒与井筒流体的反应而膨胀坐封，达到悬挂尾管、密封环空的目的，并且使油井的内通径与原套管(油管)内径相同。

本发明采用的技术方案是：井下自膨胀式悬挂器，主要由管体、自膨胀橡胶筒、接箍、限位环、紧固螺栓和内衬套组成；管体的两端有外螺纹，在管体的一端通过螺纹连接有接箍，其特征在于：在管体外壁上套有3～10个自膨胀橡胶筒组件，自膨胀橡胶筒组件是在工厂内采用硫化工艺预制成的。自膨胀橡胶筒组件是由内衬套和自膨胀橡胶筒组成，自膨胀橡胶筒硫化在内衬套的外壁上；所述的内衬套与自膨胀橡胶筒的长度相同，内衬套的内径在73.2～139.9mm之间，内衬套的外径在76.2～142.9mm之间；在内衬套的壁上均匀分布有通孔，在通孔内硫化有自膨胀橡胶。

内衬套作为自膨胀橡胶筒的骨架，主要起到支撑自膨胀橡胶筒的作用；另外在现场向管体上套装时，能减小与管体的摩擦阻力。内衬套壁上通孔的作用是，在自膨胀橡胶的膨胀过程中，橡胶透过通孔与管体外表面始终保持紧密接触，提供尾管悬挂所需足够的拉力。

在使用现场将自膨胀橡胶筒组件套在管体的外壁上，相邻两个自膨胀橡胶筒组件之间的距离相同；在自膨胀橡胶筒组件两端的管体上分别套有一个限位环，限位环压紧自膨胀橡胶筒组件端部外壁，并通过紧固螺栓将限位环固定在管体上。完成井下自膨胀式悬挂器的组装。

在实验室内抽样测定每批生产的自膨胀橡胶筒组件能承受的最大悬挂力。根据现场要求的悬挂力大小，能得知所需要的自膨胀橡胶筒组件数量。悬挂器上部连接丢手短节和回接筒，便于丢手和回接施工。悬挂器加工完成后，在橡胶外表面包覆一层耐油和耐水材料，以防止胶筒在运输途中与油和水接触，导致意外膨胀。

所述的管体包括API油管或API套管。

自膨胀橡胶筒的厚度在12～30mm之间。

所述的限位环为环形圆柱体，在限位环的一端有凹入的环形空间；在自膨胀橡胶筒的两端有外径小于在自膨胀橡胶筒组件外径的凸出端，自膨胀橡胶筒组件的凸出端在限位环的环形空间内。

所述的限位环的另一端有30～60度的外倒角。

所述的自膨胀橡胶是遇油自膨胀橡胶或遇水自膨胀橡胶。这种自膨胀橡胶已经有成熟配方，包括组成的各组分用量比和制备方法。