用于井筒井框中设置衬管悬挂器的膨胀锥组件制造技术

一种用于设定衬管悬挂器的膨胀锥组件（200）。该膨胀锥组件（200）包括：具有外截头锥表面（220）的锥心轴（202）；可滑动地设置在锥心轴（202）周围并具有带最大外直径（230）的截头锥表面（228）的导锥（206）；以及至少部分地围绕锥心轴（202）的外截头锥表面（220）可滑动地设置的可坍瘪锥（204）。在膨胀构造中，外截头锥表面（220）径向地支撑可坍瘪锥（204），以使可坍瘪锥具有第一最大外直径（232），该带有最大外直径大于导锥（206）的最大外直径（230）。在收回构造中，可坍瘪锥（204）相对于锥心轴的外截头锥表面（220）轴向地移动，使得可坍瘪锥具有第二最大外直径（234），该第二最大外直径不大于导锥（206）的最大外直径（230）。

Expansion cone assembly for lining liner hanger in shaft well frame

An expansion cone assembly (200) for setting a liner hanger. The expansion cone assembly (200) includes outside cut cone surface (220) of the cone mandrel (202); slidably disposed in the cone mandrel (202) with the maximum outer diameter is around and (230) the frustum surface (228) of the guide cone (206); and at least partially around the cone the axis (202) of the outer cone surface section (220) is slidably disposed of the collapsible cone (204). In the expansion of structure, outer cone surface section (220) radially support collapsible cone (204), so that the collapsible cone has a first maximum outer diameter (232), with a maximum diameter greater than the outer guide cone (206) the maximum outer diameter (230). In the back structure, collapsible cone (204) relative to the outer surface of cone cone mandrel section (220) moved axially, the collapsible cone has a maximum outer diameter of second (234), the maximum outer diameter of not more than second (206) of the guide cone maximum outer diameter (230).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于井筒井框中设置衬管悬挂器的膨胀锥组件
本专利技术总的涉及与在地下井眼中执行的操作相结合而使用的设备，尤其涉及用于在地下井筒中设置衬管悬挂器的膨胀锥组件，该地下井筒具有在之前安装在其中的井框柱。
技术介绍
无意限制本专利技术的范围，作为一实例，本专利技术的技术背景将参照构造地下井来进行描述。在传统实践中，油或气井的钻探涉及生成横穿许多地下地层的井筒。出于各种原因，井筒要穿过的各个地层较佳地是隔离的。例如，避免不需要的地层流体流入井筒内以及井筒流体不必要地流入地层中，这都是很重要的。此外，重要的是要防止流体从生产地层中进入或污染非生产的地层。为避免这些问题，传统的井结构包括在井筒中安装重的钢井框。除了提供隔离功能之外，井框还提供井筒稳定性，以抵抗地层的地质力学现象，比如压实力、地震力和构造力，由此防止井筒壁发生坍塌。在典型的井筒构造中，在已经钻出井的上部且井框柱已经安装在井内之后，重新开始钻探以将井延伸到下一个所要求的深度。为了让钻头和其它工具能通过先前安装的井框柱，井的各个连续部分被钻成具有比前一部分小的直径。此外，各个放置在井筒内随后的井框柱具有比先前安装的井框柱的外直径小的外直径。井框柱通常用井框外壁和井筒壁之间的水泥层固定在井筒内。当井框柱位于井中其所要求的位置时，水泥浆通过井框内部围绕井框下端向上泵送到环面内。一旦井框周围的环面已被水泥浆充分填满，那么就让水泥浆固化。水泥在环面中竖起，支承和定位井框并形成基本上不渗透的阻挡层。在一种方法中，各个井框柱从地面向井下方向延伸，使得只有各个井框柱的下部邻近井筒壁。替代地，井筒井框可包括一个或多个衬管柱，它们不延伸到井筒表面，但相反地，通常从靠近先前安装的井框底端向下延伸入井筒的未有井框的部分内。衬管柱通常向着井下方向地下降到工作钻具组上，工作钻具组可包括附连到衬管柱的移动工具。该衬管柱通常在其向着井上方向的端部处包括衬管悬挂器，其用机械或液压方式设置。在一个实例中，膨胀锥向下通过衬管悬挂器，以使衬管悬挂器径向地膨胀和塑性地变形，而使其与先前安装的井框柱密封地和夹紧地配合。然而，业已发现，一旦膨胀锥通过衬管悬挂器并使衬管悬挂器塑性变形，则井框柱和衬管悬挂器内的弹性会导致衬管悬挂器内直径的减小。当如此的内直径减小发生时，膨胀锥往回通过先前设置的衬管悬挂器的收回会变得困难。因此，需要有一种膨胀锥，可操作该膨胀锥以将衬管悬挂器塑性地变形为与井框柱密封地和夹紧地配合。还需要如此的膨胀锥，可操作该膨胀锥，即使在井框柱或衬管悬挂器内的弹性减小了衬管悬挂器在设置后的内直径之后，也能经衬管悬挂器收回膨胀锥。
技术实现思路
本文披露的专利技术涉及一种用于在地下井筒中设置衬管悬挂器的膨胀锥组件，该地下井筒具有先前安装在其中的井框柱。本专利技术的膨胀锥组件采用双锥构造，其包括可坍瘪的锥，可操作该可坍瘪的锥，以使衬管悬挂器塑性变形成与井框柱密封和夹紧地啮合。此夕卜，即使在井框柱或衬管悬挂器内的弹性在设定之后减小衬管悬挂器的内直径之后，本专利技术的膨胀锥组件仍可操作而经内衬悬臂装置收回。在一个方面，本专利技术涉及一种用于设定衬管悬挂器的膨胀锥组件。该膨胀锥组件包括具有外截头锥表面的锥心轴、可滑动地设置在锥心轴周围并具有带最大外直径的外截头锥表面的导锥、以及至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面滑动地设置的可坍瘪锥。在膨胀构造中，锥心轴的外截头锥表面径向地支撑可坍瘪的锥，以使可坍瘪的锥具有第一最大外直径，该最大外直径大于导锥的最大外直径。在收回构造中，可坍瘪锥相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动，使得可坍瘪锥具有第二最大外直径，该第二最大外直径不大于导锥的最大外直径。在一个实施例中，锥心轴具有外圆柱形表面，而导锥至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面滑动地设置。在另一实施例中，导锥至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面可滑动地设置。在某些实施例中，导锥和可坍瘪的锥彼此邻近。在某些实施例中，可坍瘪的锥包括具有可径向移动的部分的带狭槽组件。在该实施例中，当膨胀锥组件处于膨胀构造中时，锥心轴的外截头锥表面径向地支撑可坍瘪锥的可径向移动的部分。在一个实施例中，当将膨胀锥组件从膨胀构造操作到收回构造时，导锥和可坍瘪锥一起相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动。在另一实施例中，锥心轴具有端帽，当将膨胀锥组件从膨胀构造操作到收回构造时，该端帽限制导锥的轴向移动。在另一方面，本专利技术涉及设定衬管悬挂器的方法。该方法包括可操作地将具有膨胀锥组件的设定工具连接到包括衬管悬挂器的衬管柱；将设定工具和衬管柱下降到井筒井框中；对膨胀锥组件施加沿着朝向井下的方向的力，以使导锥和膨胀锥组件的可坍瘪锥将衬管悬挂器的至少一部分径向地膨胀到与井筒井框相接触，可坍瘪锥具有第一最大直径，该第一最大直径大于导锥的最大外直径；使设定工具从衬管悬挂器脱开；将沿着朝向井上的方向的力施加到膨胀锥组件；以及相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动导锥和可坍瘪锥，以使可坍瘪锥具有第二最大外直径，该第二最大外直径不大于导锥的最大外直径。在另一方面，本专利技术涉及可膨胀的衬管悬挂器系统。该系统包括具有设置在其朝向井上端的衬管悬挂器的衬管柱；可操作地与衬管悬挂器相连的设定工具；以及可操作地与设定工具相连的膨胀锥组件。膨胀锥组件包括具有外截头锥表面的锥心轴；可滑动地设置在锥心轴周围并具有带最大外直径的外截头锥表面的导锥；以及至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面可滑动地设置的可坍瘪锥。在膨胀构造中，锥心轴的外截头锥表面径向地支撑可坍瘪锥，以使可坍瘪锥具有第一最大外直径，该第一最大外直径大于导锥的最大外直径。在收回构造中，可坍瘪锥相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动，以使可坍瘪锥具有第二最大外直径，该第二最大外直径不大于导锥的最大外直径。【附图说明】为了更完整地理解本专利技术的特征和优点，现连同附图一起参照对本专利技术的详细描述，附图中，不同图中对应的附图标记表示对应的零件，其中:图1是根据本专利技术一实施例的海上油气平台的示意图，该平台在先前安装在地下井筒内的井框柱中安装衬管柱；图2A-2H是根据本专利技术一实施例的装置连续的轴向部分的横截面图，该装置用于在先前安装在地下井筒内的井框柱中安装衬管柱；图3是根据本专利技术一实施例的膨胀锥组件的横截面图，该膨胀锥用于在井框柱中设置衬管悬挂器，其处于第一操作构造中；图4是根据本专利技术一实施例的膨胀锥组件的横截面图，该膨胀锥用于在井框柱中设置衬管悬挂器，其处于第二操作构造中；图5是根据本专利技术一实施例的膨胀锥组件的分解立体图，该膨胀锥用于在井框柱中设置衬管悬挂器；图6是根据本专利技术另一实施例的膨胀锥组件的横截面图，该膨胀锥用于在井框柱中设置衬管悬挂器，其处于第一操作构造中；以及图7是根据本专利技术另一实施例的膨胀锥组件的横截面图，该膨胀锥用于在井框柱中设置衬管悬挂器，其处于第二操作构造中。【具体实施方式】尽管下面将详细讨论本专利技术各种实施例的制作和使用，但应该认识到，本专利技术提供许多适用的专利技术概念，它们可在各种特殊的情形中得以实施。本文讨论的具体实施例仅是说明制作和使用本专利技术的特殊方式，并不划定本专利技术的范围。首先参照图1，图中示意地示出了在先前安装在地下井筒内的井框柱中安装衬管柱的装置，该装置从离岸的油或气平台展开，用附图标记10来表示该装置。半浸没的平台12对中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设定衬管悬挂器的膨胀锥组件，该膨胀锥组件包括：锥心轴，该锥心轴具有外截头锥表面；导锥，该导锥可滑动地设置在锥心轴周围并具有带最大外直径的外截头锥表面；以及可坍瘪锥，该可坍瘪锥至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面可滑动地设置，其中，在膨胀构造中，锥心轴的外截头锥表面径向地支撑可坍瘪锥，以使可坍瘪锥具有第一最大外直径，该第一最大外直径大于导锥的最大外直径；以及其中，在收回构造中，可坍瘪锥相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动，使得可坍瘪锥具有第二最大外直径，该第二最大外直径不大于导锥的最大外直径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.04 US 13/040,6681.一种用于设定衬管悬挂器的膨胀锥组件，该膨胀锥组件包括: 锥心轴，该锥心轴具有外截头锥表面； 导锥，该导锥可滑动地设置在锥心轴周围并具有带最大外直径的外截头锥表面；以及 可坍瘪锥，该可坍瘪锥至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面可滑动地设置， 其中，在膨胀构造中，锥心轴的外截头锥表面径向地支撑可坍瘪锥，以使可坍瘪锥具有第一最大外直径，该第一最大外直径大于导锥的最大外直径；以及 其中，在收回构造中，可坍瘪锥相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动，使得可坍瘪锥具有第二最大外直径，该第二最大外直径不大于导锥的最大外直径。2.如权利要求1所述的膨胀锥组件，其特征在于，所述锥心轴具有外圆柱形表面，以及其中，导锥至少部分地围绕锥心轴的外圆柱形表面可滑动地设置。3.如权利要求1所述的膨胀锥组件，其特征在于，所述导锥至少部分地围绕锥心轴的外截头锥表面可滑动地设置。4.如权利要求1所述的膨胀锥组件，其特征在于，所述导锥和可坍瘪锥彼此邻近。5.如权利要求1所述的膨胀锥组件，其特征在于，所述可坍瘪锥还包括具有可径向移动的部分的带有狭槽的组件。6.如权利要求5所述的膨胀锥组件，其特征在于，当膨胀锥组件处于膨胀构造中时，所述锥心轴的外截头锥表 面径向地支撑可坍瘪锥的可径向移动的部分。7.如权利要求1所述的膨胀锥组件，其特征在于，当将膨胀锥组件从膨胀构造操作到收回构造时，所述导锥和可坍瘪锥一起相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动。8.如权利要求1所述的膨胀锥组件，其特征在于，所述锥心轴还包括端帽，当将膨胀锥组件从膨胀构造操作到收回构造时，该端帽限制导锥的轴向移动。9.一种设定衬管悬挂器的方法，该方法包括: 可操作地将具有膨胀锥组件的设定工具连接到包括衬管悬挂器的衬管柱； 将设定工具和衬管柱下降到井筒井框中； 将沿朝向井下方向的力施加到膨胀锥组件，以使膨胀锥组件的导锥和可坍瘪锥将衬管悬挂器的至少一部分径向地膨胀到与井筒井框相接触，可坍瘪锥具有第一最大直径，该第一最大直径大于导锥的最大外直径； 使设定工具从衬管悬挂器脱开； 将朝向井上方向的力施加到膨胀锥组件；以及 相对于锥心轴的外截头锥表面轴向地移动导锥和可坍瘪锥，以使可坍瘪锥具有第二最大外直径，该第二最大外直径不大于导锥的最大外直径。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，相对于锥心轴的外截头锥表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·L·黑兹利普，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：