CN107218006A - 水力锚 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水力锚，在本体的内圆周，圆周均布若干个凹槽，凹槽的深度小于本体的壁厚，在凹槽内开设有至少一个圆通孔，在圆通孔内设有弧形锚爪，锚爪的外表面为曲面，且与本体的曲面曲率一致；锚爪的内表面设有限位板，限位板形状与本体上的凹槽形状一致，且位于同一弧面，在限位板与本体凹槽表面形成的腔体内支撑有复位弹簧；在限位板的内表面设有防砂管，防砂管的两端分别与上接头和下接头的端面限位接触；在防砂管上开设有若干个0.1～0.19mm宽的进液缝。该水力锚改变了传统水力锚复位弹簧的固定和安装方式，不仅防止锚爪旋转和掉落，而且杜绝了因锚爪防转装置产生的变形造成的锚爪无法顺利回缩的现象发生。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种水力锚，适用于油、气、煤层气井压裂、酸化等工艺领域。
背景技术
水力锚，一种井下应锚定式工具，通过油管内憋压，锚爪本身为活塞结构，在液体压力的作用下向外伸出，与套管内壁贴合，实现锚定动作。当油套压力平衡后，锚爪在挡板内弹簧的弹力作用下收回，解除锚定作用。
目前常规水力锚均采用复位弹簧对锚爪进行复位压板限位、扶正，采用此设计的水力锚在工作过程中锚爪凹槽与挡板极易产生刮、卡而造成锚爪无法复位产生卡井事故。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种水力锚，该水力锚改变了传统水力锚复位弹簧的固定和安装方式，不仅防止锚爪旋转和掉落，而且杜绝了因锚爪防转装置产生的变形造成的锚爪无法顺利回缩的现象发生。
为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种水力锚，在本体的两端分别密封连接上接头和下接头，上接头和下接头分别与外部设备连接；在本体的内圆周，圆周均布若干个凹槽，凹槽的深度小于本体的壁厚，在凹槽内开设有至少一个圆通孔，在圆通孔内设有弧形锚爪，锚爪的外表面为曲面，且与本体的曲面曲率一致；锚爪的内表面设有限位板，限位板形状与本体上的凹槽形状一致，且位于同一弧面，在限位板与本体凹槽表面形成的腔体内支撑有复位弹簧；在限位板的内表面设有防砂管，防砂管的两端分别与上接头和下接头的端面限位接触；在防砂管上开设有若干个0.1～0.19mm宽的进液缝。
所述的限位板与防砂管的接触面上设有硫化橡胶层。
所述的凹槽为长条孔或弧形孔形状。
所述的限位板上设有弹簧座孔，复位弹簧一端落座在弹簧座孔内，另一端支撑在本体凹槽底面上。
该水力锚通过本体内设置凹槽，并在凹槽内设置具有复位弹簧的锚爪，在锚爪外部设置防砂管进行限位，从而保证了锚爪在防砂管与凹槽腔内根据压力的不同实现锚固和解封的功能。
限位板与防砂管的接触面上设有硫化橡胶层，用于密封锚爪的限位板，使限位板产生活塞作用。
凹槽为长条孔或弧形孔形状，长条孔便于加工，安装方便；弧形孔加工困难，但是相对应的增加了限位板的受力面积，承受的压力更大，稳定性更好。
限位板上设有弹簧座孔，对复位弹簧进行限位，进一步保证了工作的稳定性。
附图说明
图1为实施例一水力锚的结构示意图。
图2为本体在图1位置的A-A剖视图。
图3为实施例一的锚爪与限位片一体结构主视图。
图4为实施例一的锚爪与限位片一体结构仰视图。
图5为图4的B-B剖视图。
图6为实施例二水力锚的结构示意图。
图7为实施例二的锚爪与限位片分体结构主视图。
图8为实施例二的锚爪与限位片分体结构仰视图。
图9为实施例三水力锚的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图1至图5所示，一种水力锚，在本体4的两端分别密封连接上接头1和下接头2，上接头1和下接头2的两端分别与外部设备连接，上接头3设置内螺纹，下接头2设置外螺纹；在本体4的内圆周，圆周均布三个长条孔形状的凹槽，如图2所示；凹槽的深度小于本体4的壁厚，在凹槽内开设有两个圆通孔11，在每个圆通孔11内设有弧形锚爪3，锚爪3的外表面为曲面，且与本体4的曲面曲率一致；两个锚爪3的内表面共同连接限位板5，本实施例中限位板与锚爪为一体结构；限位板5形状与本体上的凹槽形状一致，且位于同一弧面，在限位板5与本体4凹槽表面形成的腔体内支撑有复位弹簧6，在限位板5的两端及两个锚爪3的中间分别设有弹簧座孔9，复位弹簧6一端落座在弹簧座孔9内，另一端支撑在本体凹槽底面上；在限位板5的内表面设有防砂管7，防砂管7的两端分别与上接头1和下接头2的端面限位接触；在防砂管7上开设有若干个0.1～0.19mm宽的进液缝8，当本体4内充入高压液体，即可通过进液缝8推动限位板及锚爪向外移动，从而起到锚固的作用，同时防砂管7内的沙粒物被阻挡。
如图5所示，所述的限位板5与防砂管7的接触面上设有硫化橡胶层10，用于密封锚爪的限位板，使限位板产生活塞作用。
实施例二
如图6至图8所示，除在本体上开设圆周均布的凹槽，同时在轴向方向上也开设相同组的凹槽，一个限位板5螺纹连接一个锚爪3，限位板与锚爪分体结构便于加工，且限位板采用了弧形结构，所对应的本体凹槽结构也与限位板5的微型一致，起到限位板面积增大，提高压力面积，故提高锚定效果。其余结构与实施例一相同。
实施例三
如图9所示，除在一个限位板5上设置三个锚爪3，其余结构与实施例一相同。
综上所述，可根据工作需要选择合适长度的本体4，同时在本体4内设置的锚爪数量，可根据本体的长度设置，也可采用实施例一至实施例三中任意两种的组合设置。
水力锚的工作过程为：工具随工艺管柱下入预定位置后，油管本体4内加压，受到液压推动，锚爪8底部周围的密封橡胶变形，与本体产生活塞作用，推动锚爪3向外扩张，直至与井壁完全贴合；当施工完成后，油管内压力放空，推动锚爪的液压推动力消失，在复位弹簧6的推动下，锚爪3向工具内部回缩直至与防砂管7贴合，完成锚爪回缩。
本申请的水力锚采用全新设计，摒弃了水力锚挡板这一结构设计，锚爪活塞采用椭圆式结构，在保证锚爪活塞作用的同时有效的增加了锚爪的防转、扶正面积，确保锚爪活塞运动的自由行；同时将复位弹簧安装图本体内，有效保证弹簧的安装位置及弹簧的工作条件。
本发明不仅解决了水力锚锚爪的扶正、防转及伸缩性能，同时，将锚爪底部的活塞面积增大至原有设计的3倍以上，大大增加了水力锚锚爪在同等压力作用下产生的锚定力，进一步增强了水力锚的锚定能力，为安全、顺利完成井下压裂、酸化等作业施工提供了更加完整的保障性。
Claims (4)
1.一种水力锚，其特征在于：在本体（4）的两端分别密封连接上接头（1）和下接头（2），上接头（1）和下接头（2）分别与外部设备连接；在本体（4）的内圆周，圆周均布若干个凹槽，凹槽的深度小于本体（4）的壁厚，在凹槽内开设有至少一个圆通孔（11），在圆通孔（11）内设有弧形锚爪（3），锚爪（3）的外表面为曲面，且与本体（4）的曲面曲率一致；锚爪（3）的内表面设有限位板（5），限位板（5）形状与本体上的凹槽形状一致，且位于同一弧面，在限位板（5）与本体（4）凹槽表面形成的腔体内支撑有复位弹簧（6）；在限位板（5）的内表面设有防砂管（7），防砂管（7）的两端分别与上接头（1）和下接头（2）的端面限位接触；在防砂管（7）上开设有若干个0.1～0.19mm宽的进液缝（8）。
2.如权利要求1所述的水力锚，其特征在于：所述的限位板（5）与防砂管（7）的接触面上设有硫化橡胶层（10）。
3.如权利要求1所述的水力锚，其特征在于：所述的凹槽为长条孔或弧形孔形状。
4.如权利要求1所述的水力锚，其特征在于：所述的限位板（5）上设有弹簧座孔（9），复位弹簧一端落座在弹簧座孔（9）内，另一端支撑在本体凹槽底面上。
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