封隔式尾管悬挂器及科学应用
石油工程技术 膨胀式尾管悬挂器简介
PZXG Y244.5×140-SW膨胀管悬挂器简介1前言在石油钻井中，膨胀管悬挂器作为尾管完井中的一种新工具，具有悬挂力大、密封可靠等优点，可以成功地解决常规悬挂器环空易泄漏、重叠段固井质量差等难题，尤其在水平和大位移钻井中膨胀管悬挂器有着常规尾管悬挂器无法比拟的技术优势，具有广阔的应用前景，为钻井工业带来可观的社会效益和经济效益。
2基本原理PZXG Y244.5×140-SW型膨胀管悬挂器主要由连接机构、悬挂机构、扭矩传递机构、回接机构等部分组成，可在244.5mm套管中悬挂140mm尾管，工具由提升短节、膨胀管、中心管、膨胀锥、盲板等部件组成，膨胀管外部加工有悬挂金属环并安装密封橡胶套。
其中，膨胀管用于连接钻具及尾管并传递扭矩，膨胀锥、膨胀管及中心管等组成悬挂机构用于实现膨胀作业，提升短节用于与上端钻柱组合及下端尾管连接。
结构示意图:见图1。
3工艺原理钻具组合：引鞋+筛管串+套管+膨胀管悬挂器+钻杆（串）。
当膨胀管悬挂器下入到悬挂位置后，开泵憋压，压力上升，膨胀锥上行，使膨胀管膨胀与上层套管内壁紧密贴合。
膨胀完成后，压力掉零，上提钻具，将悬挂器中心管、膨胀锥、盲板一起从井内提出。
4PZXG Y244.5×140-SW主要技术参数表1PZXGY244.5×140-SW主要技术参数5技术特点：5.1环空密封可靠；5.2悬挂后通径大,增大了套管内部的有效流动面积；5.3一趟钻完成打压膨胀、试压、取出盲板施工；5.4施工工艺简单,没有提前坐封等危险,从而可以降低作业风险。
6使用方法6.1入井前的准备对膨胀管悬挂器外观进行检查，确保膨胀管、密封橡胶套及连接螺纹完好。
6.2操作方法6.2.1刮管、通井采用刮铣器对悬挂段上下各10m重复刮管2次并记录钻柱悬重。
6.2.2下完井管柱钻具组合：引鞋+筛管串+套管+膨胀管悬挂器+钻杆（串）。
下放过程中如遇阻可上提、下放、旋转管串，不能循环。
膨胀尾管悬空固井技术与应用
膨胀尾管悬空固井技术与应用
膨胀尾管悬空固井技术是一种在油井中使用的先进固井技术，通过将膨胀尾管悬浮在
油井中，使其稳定井壁，并防止井壁塌陷和漏水。
这种技术在油气勘探和开采中具有广泛
的应用。
膨胀尾管是一种具有特殊结构的管道，其可以在井筒中进行膨胀和收缩，从而适应不
同井径和井眼尺寸的需求。
该技术的主要原理是通过液压或机械力将膨胀尾管置于井筒中，然后通过施加混凝土或水泥等材料将其固定在井壁上。
这种固井方式可以很好地解决井壁
稳定性和井筒完整性等问题。
膨胀尾管悬空固井技术的优点主要体现在以下几个方面：
1. 高效性：膨胀尾管悬空固井技术能够快速且高效地完成固井作业，节省时间和成本。
2. 稳定性：膨胀尾管悬空固井技术可以有效地稳定井壁，防止井壁塌陷和漏水的发生。
3. 灵活性：膨胀尾管悬空固井技术能够适应不同井径和井眼尺寸的需求，具有较高
的灵活性和适应性。
4. 可持续性：膨胀尾管悬空固井技术可以循环使用，减少资源浪费，具有较好的可
持续性。
5. 环保性：膨胀尾管悬空固井技术使用的材料大部分为可降解材料，对环境影响较小。
膨胀尾管悬空固井技术在石油勘探和开采中有着广泛的应用。
该技术可以帮助减轻油
井的维护和管理压力，增加采油效率。
在井下储气库和地热能开采中，膨胀尾管悬空固井
技术可以有效地保护井壁的完整性，提高能源开发效率。
该技术还可以应用于岩石断裂带
的固井和储层改造等方面。
STARSE尾管悬挂器简介
思达斯易集团STARSE GROUP主要内容⏹尾管悬挂器概述⏹结构原理及技术特点⏹试验及现场应用液压式尾管悬挂器液压式尾管悬挂封隔器STARSE 尾管悬挂器可旋转式悬挂封隔器可旋转式尾管悬挂封隔器概述目前国内外使用的尾管悬挂器在现场使用过程中，均存在如下问题： 大排量循环时，可能导致提前坐挂；下入过程中，卡瓦损坏；尾管悬挂器到达坐封位置后，丢手困难；钻杆胶塞过悬挂器时，密封段损伤，碰压不明显；悬挂器试丢手回接筒进砂浆，服务工具被卡。
根据目前存在的问题，思达斯易尾管悬挂器进行了针对性机构设计，形成了如下机构特点：卡瓦保护机构； 防提前坐挂； 复合胶塞碰压； 防砂卡机构。
双锥埋藏式卡瓦特殊的屏蔽套设计大小胶塞复合式特殊防砂帽及液体等体积概述主要内容⏹尾管悬挂器概述⏹结构原理及技术特点⏹试验及现场应用SHWP-3-液压式尾管悬挂器（9 5/8×7〞）Hydraulic Liner Hanger 尾管悬挂器结构工作原理:下入设计深度投球、憋压打开屏蔽套、推动活塞推动推杆、支撑套卡瓦涨开、坐挂下压、坐封悬挂封隔器上提送入工具注水泥作业正转倒扣、试丢手验挂、打脱球座特点:采用特殊屏蔽模块设计防止提前坐挂、允许大排量循环1、防提前坐挂设计⏹可靠的屏蔽模块保护设计；⏹遇阻时可大排量循环或大幅度上下活动尾管，不会提前坐挂；⏹投球后，憋压，打开屏蔽套，实现坐挂；屏蔽功能1、防提前坐挂设计技术特点: 采用特殊屏蔽模块设计防止提前坐挂、允许大排量循环在悬挂器下入过程中，如果遇阻卡，开泵循环时，屏蔽套内外压力相等，即使循环压力再高，也不会形成压差，不会发生提前坐挂。
套管套管坐挂球座8MPa技术特点: 采用特殊屏蔽模块设计防止提前坐挂、允许大排量循环套管套管1、防提前坐挂设计技术特点:采用特殊丢手设计防止提前丢手3、可靠的丢手设计⏹特殊矩形齿扣设计，设计14扣。
在下入过程中，只要有一定尾管重量，矩形齿扣倒扣扭矩较大，不易发生倒扣，可以有效的防提前丢手。
封隔尾管悬挂器内插管完井方案及应用
５ 左 右 ， 有 明显 的技术及 经 济优 势 。 Ｏ 具
１ 常规 悬 挂 筛 管 完 井 方 案
悬挂 筛管 完井 是 国 内水平 井 完井常 采用 的一 种 完井 方式 ， 油气层 损 害小 ， 对 而且增 加 了油层 产 出通
了可行 性方 案 。
２ １ 组 成 及 工 作 原 理 ．
封 ， 作简 单 。 操
表 １ 主 要 技 术 参 数 规 格 ７ ×４ ９ ×５ ％
该 工具结 构如 图 ２ 示 ， 所 主要组 成包 括 ：
ａ 外 管 串 浮 鞋 ＋浮箍 ＋盲管 ＋密 封插 座 ＋ ） 筛管 串＋封隔 尾管悬 挂器 。
收稿 日期 ：０ ９１—１ ２ ０—２２ 作 者 简 介 ： 晓 志 （ ９２） 男 ， 宁 盘锦 人 ， 士 ， 郑 １ ６一 ， 辽 硕 主要 从 事 固井 完井 工具 设 计 及 工 艺技 术研 究 。
石 油 矿 场 机 械
筛管 完井结 构 ， 为非 固井 作 业 的筛 管 完井 工 艺 提 供
图 １ 常 规 悬 挂 筛 管 完 井 方 案
１ ３ 结 构 缺 点 ．
ａ 上 部 管 柱 内部 为 死腔 ， 钻 过 程 中需 要及 ） 下
时灌 浆 ， 响 管 串的下入 速度 。 影
道， 单井产 量较 普通井 射孑 完井 有很 大提 高 ， Ｌ 同时筛 管悬 挂也 节省 了大量 套管 ， 降低 了完 井成 本口 ］ 。。
提 出球座 ＋送入 工具 。
悬 挂器 载荷 支撑 套承 载能 力／ Ｎ ｋ 密封芯子密封能力／ ａ ＭＰ 液缸剪钉剪断压力／ ａ ＭＰ 球座剪钉剪断压力／ ａ ＭＰ
尾管悬挂器技术的应用及效益分析
尾 管 悬挂 器技 术 的应 用及 效 益 分析
曹基宏 。 曹 博
（ 天 津石 油职 业技 术 学院 ， 天津 ３ ０ １ ６ ０ ７ ）
摘 要： 在石 油钻井 中， 尾 管 固 井是 将 尾 管座 挂 在 上 层 管套 下部 的 预 定 位 置上 。尾 管 固井 可 以减 少 套 管 多层
相继研制成功 ， 又 使 得 尾 管 悬 挂 器 技 术 得 到 了 改进 。新 型尾 管 悬 挂 器 在 深 井 、 超 深 井 油 气 勘 探 开 发 中 发 挥
了巨大作用 ， 并 在 多 个 油 田应 用 ， 其 优 异 的表 现 使 得 在 塔 河 、 新疆 、 四 川 等 油 田国 产 悬 挂 器 已基 本 取 代 了 进
重迭 ， 节 约套 管 ； 适用于深井和超深井的钻探 ， 可 以减 轻 钻 机 负荷 ， 降低循环 泵压； 可采 用 复 合 钻 具 ； 简化井 ｔ ： ｒ ， 同 时能
降低注水时的施工压力 ， 保 证 钻 井施 工 的进 行 和 安 全 性 ； 确 保 尾 管挺 直 ， 提 高 注 水 泥 封 固质 量 ，有 利 于 以后 石 油 开 采 和修井等井下作业 ； 综合 成 本 分析 相 ３ －可观 。 ＇ 关键词 ： 尾 管固井； 悬挂器 ； 回接 装 置 ； 工 艺措 施 ； 效 益
中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ８ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３
一
、
尾 管悬 挂器 技 术简 介
当 一 口油 井按 照 地 质 设 计 要 求 钻 达 目的层 和 设 计 井 深 后 ， 需 要 下 人 套 管 进 行 完 井作 业 ， 每 口油 井 要 根 据该 井 的钻 探 目的 和地 质 特 征 制 定 合 理 的 井 身 结 构 ， 它 包括 该 井 下 人 套 管 的 层 次 ， 各层 套 管 （ 油管 ） 的 直 径 和 下入 深度 （ 图１ ） 。合 理 的井 身 结 构 应 符 合 优 质 快 速 、 安 全 钻 井 的原 则 ， 满足钻井 和开采工 艺的要 求 ， 并 有利 于 节 约钢 材 、 节 约 固井 水 泥 ， 降 低 钻 井 成 本 。尾 管 固井 就 是 为达 到 此 目的 而 使 用 的 固井 技 术 。 尾 管 固 井采 用 尾 管 悬 挂 器 将 尾 管 下 人 油 井 内 ， 座 挂 在 上 层 管 套 下部 的 预定 位 置 上 ， 并 完 成 尾 管注 水 泥 固井 作 业 的
解决深井复杂井尾管固井问题
解决深井复杂井尾管固井问题的新装备-----特殊尾管悬挂器研制新进展与发展趋势马开华马兰荣姜向东郑晓志(德州大陆架油气高科技有限公司>摘要为适应水平井、分枝井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求，近几年在尾管悬挂器研制方面取得了许多成果。
本文介绍了带封隔器的尾管悬挂器、水平井尾管悬挂系统、防腐型尾管悬挂器、新型尾管完井系统、分体－复合胶塞系统等特殊尾管悬挂器和附件的研制及应用简况，并就其发展方向提出了建议。
关键词尾管悬挂器水平井完井固井近十几年来，我国石油钻井不断向广度深度发展，钻井地域遍布海洋、滩海、沙漠、沼泽、高原，深井、超深井逐渐增多，水平井、分枝井、大位移井逐年增加。
同时，对老区块、薄油藏的挖潜也越来越普遍。
为适应钻井领域的发展需求，我国在尾管悬挂器的研制方面取得了飞速发展，不仅陆上油田，海上油田也基本实现了尾管悬挂器国产化。
一些有较高科技含金量的主导产品的主要性能达到或接近国外同类产品水平。
尤其是近几年我们加大了特殊尾管悬挂器的研发力度，成效显著。
本文就这一领域的最新研制与应用简况进行论述，并就其发展方向提出了建议。
1、尾管封隔－悬挂器及其回接装置长期以来，尾管固井后，重叠段封固质量差或根本无水泥导致地层油气水窜入套管内或井内流体侵入地层一直是困扰固井界的一个技术难题。
在重叠段下入带封隔器的悬挂器是解决这一问题的一种有效的预防措施，下入封隔器坐挂后，可以在外层套管和尾管之间形成一隔离层，从而阻止油气水运移。
我们最新研制的SYX－AF型尾管封隔－悬挂器工作原理见图1。
使用时，先将尾管下入设计位置，按正常程序坐挂、倒扣、注水泥、替浆。
碰压后上提送入工具，使其坐封机构从悬挂器中伸出，然后将其坐在回接筒顶端，当下压3～5t管柱重量时，固定销钉剪断，继续加压，胶筒在压力作用下发生挤压变形，当加压至20～25t时，在外层套管－尾管环空形成密封。
由胀封前胀封图1 尾管封隔－悬挂器工作原理于活动套筒内设计有止退卡簧，一旦胶筒胀封即实现永久封隔。
封隔式尾管悬挂器
封隔式尾管悬挂器定义封隔式尾管悬挂器是一种装置，可用于汽车的尾部排气系统中，用于支撑和固定尾管的组件。
它通常由金属材料制成，具有特定的结构和设计，以确保尾管固定牢固而不会松动或下垂。
功能封隔式尾管悬挂器的主要功能是确保尾管在汽车行驶过程中保持正确的位置和角度。
它起到支撑和固定尾管的作用，防止其摇晃、碰撞或损坏。
此外，封隔式尾管悬挂器还可以减少尾管产生的振动和噪音，提高汽车的行驶舒适性。
封隔式尾管悬挂器通常采用可调节的设计，可以根据尾管的长度和直径进行调节，以适应不同尺寸和型号的尾管。
它的安装位置通常位于尾管靠近排气系统的连接处，利用螺杆或其他固定装置将其牢固地安装在汽车底盘上。
总之，封隔式尾管悬挂器在汽车的尾部排气系统中起到了重要的支撑和固定作用，确保尾管的稳定和安全运行。
它是一项关键的汽车零部件，有助于提高车辆的性能和舒适性。
封隔式尾管悬挂器相比传统悬挂系统具有许多优势：减少噪音：封隔式尾管悬挂器采用了隔音材料，能够有效减少尾管排放的噪音，提供更加安静舒适的驾驶体验。
提升性能：传统悬挂系统容易受到尾管排放的振动影响，导致车辆操控变差。
而封隔式尾管悬挂器通过隔离尾管振动，提升了车辆的悬挂性能和稳定性。
减少尾气污染：封隔式尾管悬挂器设计合理，可以降低尾气污染的排放。
它通过改变尾管的位置和角度，使尾气更好地排放到空气中，减少对环境的影响。
提高安全性：封隔式尾管悬挂器能够减少尾管排放的温度，降低了尾管接触到其他部件或物体时产生的潜在危险。
这有助于提高车辆的安全性。
总之，封隔式尾管悬挂器相比传统悬挂系统在噪音控制、性能提升、尾气污染和安全性方面具有明显优势。
这种创新的悬挂器设计为驾驶者提供了更好的行驶体验，同时也符合环保和安全的要求。
本文将介绍封隔式尾管悬挂器的设计原理和工作方式，帮助读者了解该装置的基本概念和操作原理。
封隔式尾管悬挂器是一种用于汽车排气系统的装置，其设计目的是减少噪音和振动，并提高排气系统的效率。
尾管封隔注水泥工艺井固井工具的配套技术应用
特殊处理提高耐磨性能， 确保倒扣系统稳定可靠。 中心管密封系统采用多种密
封形式， 确 保 中心管 处 不短路 。 四 典 型的任 深２ Ｘ 并尾 管 封隔注 水泥 工艺
１ ．任深 ２ Ｘ 井概 况 ：
＝， 尾管封隅注水泥工艺
尾管封隔注水泥工艺是一项比较成熟的固井完井方式， 该工艺采用悬挂器
尾管封 隔注水 泥工艺 技术在封 隔产层 或井下漏 层的井 况下使用居 多 。 尾管
悬挂 器 、 套管 外封隔器 、 分级 注水 泥器需 要配套使 用 。 首先需需有 效封隔地 层 ， 再 次顺 利打开 分级注水 泥器 注液孔 注水泥 ， 最后 关闭
分级注水泥器注液孔 此工艺压力级别多， 技术难度大， 风险高， 对井下安全风
悬挂于技术套管上 ， 管外封隔器胀封后将井眼一分为二， 封隔器以上部分采用
分级 注水 泥器注 水泥 固井 ， 下部分 采用尾 管或者筛 管完井 。 上 部分用水 泥 固井 ， 而 下部分 利 用管 外封 隔器 有效 封 隔漏层 或产 层 。 三． 尾管 封 啊注 水泥 工艺井 固井 工 具设计 要 点 针对 尾管封 隔注 水泥 工艺井 的特 性 ， 在原有 固井 工具成 熟技 术的基 础上 ，
任深２ Ｘ井是华北油田一 口集团公司重点风险探井 ， 井型为定向井， 设计 井深４ ２ ０ ０ （ 垂深） 米， 构造 名 称 ： 冀 中坳 陷 饶 阳 凹任 丘潜 山构造 带 任北 潜 山 内
幕 断鼻 。 设 计 目的层 位 Ｊ ｘ ｗ７ ， 完 钻层 位为Ｊ ｘ ｗ８ 。 主 要钻 井 目的是 ： 了解 任丘 潜 山构造 带任 北潜 山 内幕雾 ７ 油 组含油 气情 况 。 该井在 钻 进至 ３ ３ ８ ８ ． ６ ８ ｍ一 ３ ３ ８ ９ ． ７ ６ ｍ处 ， 放 空进 尺 １ ． ０ ５ ｍ。 钻 至３ ３ ７ ７ ． ４ ４ ｍ处 有 进无 出 ， 以后 经多 次 堵 漏 无 果， 继 续钻 进 至４ ｌ ７ ５ ． ５ ｍ， 始 终有 进 无 出 ， 共 漏 失井 浆 ： １ ２ ７ ４ ８ ． １ ３ ｍ。 后 井 深 ３ ７ ４ ８ ｍ打水 泥塞 堵漏 及 完作 业前 加入 堵 漏材 料进 行 堵漏 后 ， 漏 失得 到 控 制 。
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应用--3
存在问题
封隔器胶筒失效导致完井失败。
新的解决办法
用封隔式尾管悬挂器接筛管 然后回接固井
应用--3
试验
在封隔器本体焊接扶正块，使其外径大于218mm； 在隔离套外圆表面焊接两矩形扶正块，使其中一 侧厚度大于另一侧厚度（分别为3mm厚和9.5mm 后），两扶正块处直径为 222.5mm。 外层套管内径为244.4mm。 坐封后加压25MPa，观察密封情况。
应用--3
应用--3
从上述试验过程和试验数据来看，本次试 验是成功的，达到了在偏心状态下座封 并密封的要求，其中密封压力达到 25MPa，满足客户水平井固井的要求。
应用--3
郑6-平6井 生产井 水平井 井深 1539m 井斜 92° 9 5/8套管下深 1179m
5-1/2尾管长度 35m ，筛管352m 钻具浮重 38T 尾管浮重 20T
室内试验
应用--1
04年初塔河油田T739井，尺寸Φ 244.5mm × Φ 139.7mm。 井深6063.5m, 悬挂器下深4248.5m，尾管长1811m。 坐挂12MPa，剪球座20MPa。 注水泥后下压钻具48t，坐封封隔器，重叠段密封良好。 上提送入钻具循环出多余的水泥浆，整个施工过程顺利。
封隔式尾管悬挂器坐封原理（动画演示）
性能特点
1、同时具有在注水泥前座挂尾管、注水泥后立即 封隔尾管—套管环空两种功能；
2、活动套筒内设计有卡簧，一旦胶筒胀封即实现 永久封隔；
3、可承受30Mpa的正负压差； 4、座封简单。只需下压钻具10～30t，便完成座
封。
主要技术参数
规格
A
B
C
座封压力，t
30～50
额定负荷，t
160
120
160
载荷支撑套承载能力，t
16
16
16
密封能力，MPa
25
25
25
液缸剪钉剪断压力，MPa
7～8
7～8
7～8
球座剪钉剪断压力，MPa
16～17
16～17
16～17
尾管胶塞剪钉剪断压力，MPa
12
12
12
适用套管钢级
N80 P110 N80 P110 N80 P110
适用套管壁厚(mm)
内容
悬挂器结构 工作原理 性能特点 主要技术参数 试验 应用
封隔式尾管悬挂器
尾管固井候凝时，高压油气水侵入尚未完全凝 固的水泥浆而形成窜流通道； 固井后重叠段封固质量差或根本无水泥导致地层 油气水窜入套管内或井内流体侵入地层。
下入带封隔器的悬挂器是保证重叠段封固质量的 一种有效措施。封隔器坐封后，可在外层套管和 尾管之间形成隔离层，从而阻止油气水运移。
应用--2
中海油渤海BZ25-1气田 已使用了17套封隔式尾管悬挂器。
BZ25-1-B32井 生产井，定向井 井深 3451.08m 井斜 62.39悬挂器处井斜61 9 5/8套管下深 2150m，7尾管长度 1496m 钻具浮重 58T 尾管浮重 42T
应用--3
一般筛管尾管完井管串结构
10.03 11.05 11.99
适用套管公称重量 (m/kg)
59.52 64.73 69.94
主要技术参数
本体最大外径（mm）
本体内径（mm）
钻杆胶塞总长（mm）
铜球直径（mm）
回接筒长度（mm）
回接筒内径（mm）
提升短节上接头扣型
套管壁厚（mm） 过
流
10.03
面
11.05
积
11.99
215 155 332 S45/42 2800 187 410（NC50） 座挂前/座挂后，cm2 65/ 35 57/ 31 51/ 28
悬挂器结构
悬挂器结构
铜环
胶筒
悬挂器结构
工作原理
机械方法完成封隔器坐封。 尾管下入设计位置后，按正常程序坐挂、倒扣、注水 泥、替浆、碰压。 上提送入工具，坐封机构从悬挂器中伸出，坐在回接 筒顶端。 下压一定重量，剪断固定销钉，胶筒在压力作用下发 生挤压变形，在外层套管－尾管环空形成密封。
工作原理
欢迎各位领导、专家来公司参观指导