膨胀式尾管悬挂器

第 卷 第 期 石 油 钻 探 技 术 ， ３ ６ ５ Ｖ ｏ ｌ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． ５ 年 月 ， ２ ０ ０ ８ ９ Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ Ｕ Ｍ Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ Ｌ Ｉ Ｎ Ｇ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｉ Ｑ Ｕ Ｅ Ｓ Ｓ ｅ ． ２ ０ ０ ８ ｐ 设 备 与 工 具
可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 是 在 膨 胀 管 技 术 的 基 础 上 发 展 起 来 的 它 通 过 液 压 力 或 机 械 力 将 用 可 膨 胀 管 材 ， ， 使 其 与 上 一 级 套 管 形 制 成 的 悬 挂 器 本 体 向 外 胀 开 ［ ］ １ ４ ， 成 牢 固 的 锚 定 连 接 从 而 实 现 悬 挂 尾 管。 可 膨 胀 、 、 尾 管 悬 挂 器 具 有 外 型 尺 寸 小 入 井 安 全 方 便 环 空 过 ， 流 面 积 大 且 在 注 水 泥 过 程 中 能 活 动 套 管 以 提 高 顶 、 ， 替 效 率 密 封 能 力 好 等 诸 多 优 于 常 规 悬 挂 器 的 特 点 而 且 在 现 场 应 用 中 显 现 出 了 巨 大 的 经 济 效 益 和 技 术 ， ， 尤 其 是 与 套 管 钻 井 技 术 相 结 合 可 大 大 降 低 建 优 势 井 成 本 因 此 国 外 许 多 公 司 相 继 研 发 了 多 种 各 具 。 ， ， 特 色 的 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 其 中 有 代 表 性 有 里 德 公 司 的 、 悬 挂 器 公 司 的 悬 挂 Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ Ｔ Ｉ Ｗ Ｘ Ｐ Ａ Ｋ 器 哈 利 伯 顿 公 司 的 悬 挂 器 和 威 德 福 公 、 Ｖ ｅ ｒ ｓ ａ Ｆ ｌ ｅ ｘ ［ ］ ５ ６ 悬 挂 器 等。 笔 者 对 这 种 可 膨 胀 尾 管 司 的 Ｅ Ｘ Ｒ ４ 、 悬 挂 器 的 基 本 结 构 主 要 特 点 和 应 用 情 况 进 行 了 总 结 分 析 以 期 为 我 国 该 类 型 悬 挂 器 的 研 制 提 供 借 鉴 ， 。
， 在 驱 替 水 泥 浆 的 过 程 中 当 胶 塞 碰 压 后 继 续 憋 压 直 至 通 过 液 压 力 剪 断 多 级 液 压 膨 胀 送 入 工 具 上 ， 的 坐 挂 剪 钉 送 入 工 具 内 部 的 多 级 活 塞 在 液 压 力 的 ， 将 位 于 送 入 工 具 和 悬 ， 推 动 下 沿 送 入 工 具 本 体 下 行 挂 器 本 体 之 间 的 膨 胀 器 式 回 接 筒 推 入 到 悬 挂 器 本 体 内 ， ， 从 而 膨 胀 悬 挂 器 本 体 的 膨 胀 端 使 悬 挂 器 本 体 紧 。 下 放 送 入 钻 具 检 验 悬 挂 器 坐 挂 贴 于 上 层 套 管 内 壁 ， ， 成 功 后 利 用 送 入 工 具 的 中 和 点 位 置 进 行 右 旋 倒 扣 用 来 支 撑 弹 性 套 爪 的 倒 扣 螺 母 将 从 啮 合 位 置 下 落 ， 此 时 上 提 送 入 工 具 将 与 悬 挂 器 本 体 啮 合 的 弹 性 套 爪 从 本 体 分 离 起 出 送 入 工 具 如 果 不 使 用 胶 塞 也 可 ， 。 ，
摘 要 近 年 来 随 着 实 体 膨 胀 管 技 术 的 不 断 发 展 国 外 成 功 研 制 了 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 并 逐 渐 趋 于 成 熟 在 很 ： ， ， ， 取 得 了 显 著 的 经 济 效 益 详 细 介 绍 了 里 德 公 司 的 悬 挂 器 公 司 的 多 油 气 田 投 入 工 业 性 应 用 ， 。 、 Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ Ｔ Ｉ Ｗ 悬 挂 器 哈 里 伯 顿 公 司 的 悬 挂 器 和 威 德 福 公 司 的 悬 挂 器 的 基 本 结 构 工 作 原 理 及 现 场 应 用 、 、 Ｘ Ｐ Ａ Ｋ Ｖ ｅ ｒ ｓ ａ Ｆ ｌ ｅ ｘ Ｅ Ｘ Ｒ 情 况 ， ， 。 分 析 了 其 优 缺 点 并 在 此 基 础 上 对 国 内 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 的 研 究 与 发 展 提 出 了 建 议 关 键 词 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 尾 管 固 井 现 状 发 展 趋 势 ： ； ； ； ＋ 中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 文 章 号 ： ： ： （ ） Ｔ Ｅ ９ ２ ５ ． ２ Ｂ １ ０ ０ １ ０ ８ ９ ０ ２ ０ ０ ８ ０ ５ ０ ０ ６ ６ ０ ４ 编
工 具 上 的 锁 紧 锚 与 膨 胀 工 具 相 连 从 而 将 尾 管 重 力 ， 传 递 到 膨 胀 送 入 工 具 上 再 传 递 到 与 膨 胀 工 具 相 连 ， 、 。 的 送 入 钻 具 连 续 油 管 或 电 缆 膨 胀 送 入 工 具 由 送 入 工 具 本 体 上 下 封 隔 器 上 下 液 控 随 动 销 连 套 和 ， 、 ， 、 锁 紧 锚 等 组 成 。 在 尾 管 下 到 设 计 井 深 后 投 入 铜 球 或 胶 塞 至 锁 ， 紧 锚 内 的 憋 压 座 上 开 泵 憋 压 在 液 压 力 的 作 用 下 ， 。 动 上 下 封 隔 器 和 上 下 液 控 随 动 销 连 套 液 控 随 、 、 。 里 德 公 司 的 悬 挂 器 启 １ Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ 动 销 连 套 支 撑 封 隔 器 在 膨 胀 送 入 工 具 和 悬 挂 器 本 体 间 形 成 一 个 密 闭 的 腔 体 ， 同 时 高 压 液 流 通 过 膨 胀 英 国 里 德 公 司 研 制 的 可 膨 胀 尾 管 之 Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ 。 入 工 具 本 体 上 的 传 压 孔 进 入 该 密 闭 腔 体 内 在 高 （ ） 悬 挂 器 系 统 见 图 是 目 前 世 界 上 唯 一 的 一 种 可 以 送 １ 可 膨 胀 悬 挂 器 本 体 开 始 膨 胀 直 ， ， 液 压 力 的 作 用 下 、 分 别 使 用 钻 杆 连 续 油 管 和 电 缆 种 工 具 进 行 尾 管 压 ３ 其 新 颖 之 处 是 具 ， 送 入 和 悬 挂 器 坐 挂 的 新 型 悬 挂 器 ［ ］ 收 稿 日 期 改 回 日 期 ： ； ： ７ ２ ０ ０ ８ ０ １ ０ ９ ２ ０ ０ ８ ０ ８ １ ９ 有 独 特 的 可 膨 胀 悬 挂 器 膨 胀 坐 挂 方 式。 ： （ ） ， ， 作 者 简 介 郭 朝 辉 男 年 毕 业 于 江 汉 石 油 学 院 机 １ ９ ８ ０ － ２ ０ ０ ３ 悬 挂 器 由 悬 挂 器 本 体 膨 胀 送 入 工械 、 Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ 设 计 制 造 及 自 动 化 专 业 助 理 工 程 师 主 要 从 事 固 井 工 具 的 研 发 工 ， ， 。 悬 挂 器 本 体 是 用 可 膨 胀 管 材 制 成作 具 两 大 部 分 组 成 。 的 ， 。 本 体 下 端 连 接 尾 管 悬 挂 器 本 体 通 过 膨 胀 送 入 联 系 电 话 ： （ ） ０ ５ ３ ４ ２ ５ ６ ６ ０ ０ ７
图 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 结 构 示 意 １ 犎 犈 犜 犛 犔 犎
第 卷 第 期 郭 朝 辉 等 国 外 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 的 新 进 展 ： ３ ６ ５ ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。 ， 。 ， 压 阀 至 紧 贴 于 上 层 套 管 内 壁 上 继 续 憋 压 至 剪 断 锁 紧 锚 泄 压 力 开 始 下 降 然 后 将 工 具 内 的 压 力 放 掉 上 提 送 入 工 具 实 现 与 悬 挂 器 本 体 分 起 出 送 入 工 具 在 悬 挂 器 位 置 利 用 钻 井 液 试 压 内 的 挡 块 剪 钉 ， ， 。 。 ， ， 无 任 何 压 降 表 明 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 膨 离 ２ ５ ． ５ １ Ｍ Ｐ ａ ， ， 。 良 好 当 使 用 电 缆 作 为 送 放 工 具 时 需 要 在 膨 胀 送 入 胀 与 上 层 套 管 间 密 封 很 好 （ 、 蓄 液 接 头 电 缆 工 具 上 连 接 一 连 串 的 液 压 工 作 单 元 、 、 、 、 转 换 器 套 管 接 箍 定 位 器 电 机 控 制 器 电 机 系 统 水２ 公 司 的 悬 挂 器 Ｔ Ｉ Ｗ Ｘ Ｐ Ａ Ｋ 泵 压 力 增 强 器 压 力 传 感 器 及 膨 胀 送 入 工 具 接 头 、 、 ） ， 、 、 。 且 在 地 面 也 需 要 一 套 压 力 控 制 显 示 记 录 设 备 美 国 公 司 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 具 有 Ｔ Ｉ Ｗ Ｘ Ｐ Ａ Ｋ ， 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 最 大 的 优 点 是 可 独 可 非 常 容 易 地 应 特 的 膨 胀 坐 挂 原 理 和 丢 手 动 作 Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ 连 续 油 管 或 电 缆 作 为 送 入 工 具 以 提 高 用 而 且 由 于 将 用 于 扩 胀 尾 管 悬 以 使 用 钻 杆 到 套 管 钻 井 作 业 中 、 ， ， ； ， 尾 管 的 下 入 速 度 器 本 体 的 膨 胀 器 和 回 接 筒 组 合 在 一 起 的 独 特 设 缺 点 是 对 地 面 设 备 要 求 较 高 并 且 挂 计 。 ， 。 送 入 工 具 与 悬 挂 器 的 丢 手 分 离 方 式 单 一 可 选 用 标 准 的 套 管 进 行 常 规 的 套 管 回 接 作 业 ， 年 月 北 海 埃 尔 德 菲 斯 克 油 田 的 于 膨 胀 悬 挂 器 本 体 的 膨 胀 器 式 回 接 筒 下 端 部 拥 有 ２ ０ ０ ７ １ Ｂ １ ６ Ａ 用 ［ ］ ８ ， 井 应 用 了 膨 胀 尾 管 悬 挂 器。 该 井 采 一 使 膨 胀 后 的 悬 挂 器 本 体 与 膨 种 多 级 圆 弧 形 外 表 Ｈ Ｅ Ｔ Ｓ Ｌ Ｈ 用 海 上 尾 管 钻 井 上 层 套 管 直 径 为 尾 管 胀 器 式 回 接 筒 之 间 形 成 一 种 金 属 对 金 属 的 气 密 封 结 ， ， ２ ９ ８ ． ５ ｍ ｍ ［ ］ ７ 。 直 径 为 该 井 在 钻 至 井 深 时 构。 １ ８ ９ ． ２ ｍ ｍ ２ ３ ２ １ ． ０ ５ ｍ ， 悬 挂 器 被 连 接 到 尾 管 柱 上 顺 利 钻 至 井 深 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 主 要 由 多 级 液 压 膨 Ｘ Ｐ Ａ Ｋ （ ） ， ， 、 、 钻 进 时 间 循 环 洗 井 送 入 钻 具 将 膨 胀 器 式 回 接 筒 可 膨 胀 悬 挂 器 及 可 钻 胀 送 入 工 具 ３ ６ ８ ８ ． ０ ８ ｍ ２ １ ｄ 。式 （ ） 。 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 提 到 设 计 的 坐 挂 位 置 后 开 始 固 井 密 封 补 心 等 组 成 如 图 所 示 悬 挂 器 本 体 的 膨 ２ ， ， 替 浆 结 束 后 通 过 地 面 开 泵 加 压 当 压 力 上 升 到 胀 端 外 表 面 有 提 高 悬 挂 能 力 的 楔 形 卡 瓦 和 用 于 密 封 多 组 橡 胶 圈 时 地 面 压 力 记 录 设 备 显 示 了 一 个 明 显 的 通 过 送 入 工 具 上 的 倒 扣 螺 母 和 弹 性 。 １ ５ ． １ ７ Ｍ Ｐ ａ ， ； ， 显 示 悬 挂 器 开 始 坐 挂 随 后 的 内 压 套 且 将 膨 的 信 号 爪 将 送 入 工 具 和 悬 挂 器 本 体 连 接 在 一 起 １ ０ ５ ｍ ｉ ｎ ， 。 力 稳 定 上 升 最 后 压 力 峰 值 达 到 后 启 动 胀 器 式 回 接 筒 紧 固 在 送 入 工 具 和 悬 挂 器 本 体 之 间 ３ ３ ． ７ ８ Ｍ Ｐ ａ
国 外 可 膨 胀 尾 管 悬 挂 器 的 新 进 展
１ １ １ ２ ３ 郭 朝 辉 马 兰 荣 朱 和 明 汪 文 昌 彭 汉 标
（ ， ； ， 中 国 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 德 州 石 油 钻 井 研 究 所 山 东 德 州 中 国 石 油 大 港 油 田 公 司 采 油 与 地 面 工 程 处 天 津 １ ． ２ ５ ３ ０ ３ ４ ２ ． 大 港 中 原 石 油 勘 探 局 塔 里 木 钻 井 公 司 新 疆 库 尔 勒 ； ， ） ３ ０ ０ ２ ８ ０ ３ ． ８ ４ １ ０ ０ ０