CN107299829B - 一种油管封堵工具的井下锚定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油管封堵工具的井下锚定方法及装置，本发明通过螺杆带动外管内的滑块轴向上下移动；滑块为锥台状，滑块的锥面上设有沿圆周均布卡爪，卡爪与滑块之间通过燕尾槽和燕尾键滑动连接，卡爪另一端设有锚定齿并穿过外管与井下的管柱内壁锚定；初始状态，卡爪位于滑块顶端处于收拢状态；当螺杆正转带动滑块上移时，卡爪在滑块锥面的推动下向外伸出，直至与井下的管柱内壁接触并锚定；反之当螺杆反转带动滑块下移时，卡爪在滑块燕尾槽的拉动下向内收缩，实现解除锚定。本发明结构简单，拆装方便，电控锚定，锚定位置准确可靠，反向承压可自锁，避免锚定失效。收爪时带打滑功能，可避免过度收紧，张爪后可在油管任意位置随处锚定。

Description

一种油管封堵工具的井下锚定方法及装置
技术领域
本发明涉及一种油管封堵工具的井下锚定方法及装置，属于井下仪器结构技术领域。
背景技术
注水井带压作业时通常采用管柱封堵技术遏制井筒溢流，具体是在管柱内投入封堵工具来实现封堵。但由于作业时起出油管过程中存在振动，压差及压力波动，为了防止封堵工具失效飞出，带来安全隐患，需要在封堵工具上增加锚定机构将封堵工具固定。现有的封堵技术不能在管柱内任意位置进行锚定，特别不能在工具段以上位置进行锚定。因此，现有的油管封堵工具的井下锚定方式还是不够理想，还是不能满足生产的需要。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种油管封堵工具的井下锚定方法及装置，以在注水井管柱内任意位置进行快速锚定，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明的一种油管封堵工具的井下锚定方法为，该方法通过螺杆带动外管内的滑块轴向上下移动；滑块为锥台状，滑块的锥面上设有沿圆周均布卡爪，卡爪与滑块之间通过燕尾槽和燕尾键滑动连接，卡爪另一端设有锚定齿并穿过外管与井下的管柱内壁锚定；初始状态，卡爪位于滑块顶端处于收拢状态；当螺杆正转带动滑块上移时，卡爪在滑块锥面的推动下向外伸出，直至与井下的管柱内壁接触并锚定；反之当螺杆反转带动滑块下移时，卡爪在滑块燕尾槽的拉动下向内收缩，实现解除锚定。
前述方法中，所述螺杆上的螺纹长度与滑块沿螺杆上下移动的行程范围对应，其余部分为光杆；光杆的直径小于螺纹的底径尺寸；当解除锚定后继续反转螺杆，直至卡爪的锚定端完全收缩至外管的外径范围内后，螺杆上的螺纹刚好与滑块的内螺纹脱开，实现螺杆打滑空转，防止卡爪过度收拢与螺杆卡死。
前述方法中，所述滑块底部设有弹簧，通过弹簧的上顶力，使螺杆上的螺纹段与滑块上的内螺纹脱开后，重新正转螺杆时能迅速与滑块上的内螺纹啮合。
前述方法中，所述卡爪的锚定端设有锚定齿，以增大摩擦保证锚定力及锚定效果；且锚定处以下压力越大卡爪的外伸力也越大，锚定更加牢固，实现锚定自锁。
根据上述方法构成的本发明的一种油管封堵工具的井下锚定装置为，该装置包括外管；外管的内壁设有防转滑键，外管内设有滑块，滑块上设有防转槽；防转槽与外管上的防转滑键轴向滑动连接；滑块为锥台结构，滑块的轴线上设有螺纹通孔，螺纹通孔与螺杆传动连接；滑块的锥面上设有沿圆周均布的燕尾槽，燕尾槽与卡爪一端的燕尾键滑动连接，卡爪另一端设有锚定齿，卡爪的锚定齿一端从外管上的卡爪孔伸出并与卡爪孔滑动连接；滑块底部设有弹簧。
前述装置中，所述燕尾槽为弧形槽，且与滑块的锥台顶面边缘的弧度对应。
前述装置中，所述燕尾键是与滑块锥度对应的斜键。
前述装置中，所述卡爪孔的形状与卡爪的截面形状对应。
前述装置中，所述螺杆上的螺纹长度与滑块沿螺杆移动的行程范围对应，其余部分为光杆，光杆的直径小于螺纹的底径尺寸。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明具有结构简单、拆装方便、能方便地进行电控锚定、并且锚定位置准确可靠、反向承压可自锁、能有效避免锚定失效等优点。此外，本发明还具有收爪时带打滑功能、可有效避免过度收紧，张爪后可锚定油管内壁也可锚定配水器通道，能在任意位置随处进行锚定等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是卡爪收缩状态的示意图；
图3是卡爪伸出状态的示意图；
图4是沿圆周均布的卡爪示意图；
图5是滑块的结构示意图；
图6是外管的结构示意图。
图中的标记为：1—外管，2—防转滑键，3—滑块，4—防转槽，5—打滑台阶，6—螺纹通孔，7—螺杆，8—燕尾槽，9—卡爪，10—燕尾键，11—锚定齿，12—卡爪孔，13—弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种油管封堵工具的井下锚定方法，如图1-3所示：该方法通过螺杆7带动外管1内的滑块3轴向上下移动；滑块3为锥台状，滑块3的锥面上设有沿圆周均布的卡爪9，卡爪9与滑块3之间通过燕尾槽8和燕尾键10滑动连接，卡爪9另一端设有锚定齿11并穿过外管1与井下的管柱内壁锚定；初始状态，卡爪9位于滑块3顶端处于收拢状态；当螺杆7正转带动滑块3上移时，卡爪9在滑块3锥面的推动下向外伸出，直至与井下的管柱内壁接触并锚定；反之当螺杆7反转带动滑块3下移时，卡爪9在滑块3中燕尾槽8的拉动下向内收缩，实现解除锚定。螺杆7上的螺纹长度与滑块3沿螺杆7上下移动的行程范围对应，其余部分为光杆；光杆的直径小于螺纹的底径尺寸；当解除锚定后继续反转螺杆，直至卡爪9的锚定端完全收缩至外管1的外径范围内后，螺杆7上的螺纹刚好与滑块3的内螺纹脱开，实现螺杆7打滑空转，防止卡爪9过度收拢与螺杆7卡死。所述滑块底部设有弹簧13，通过弹簧13的上顶力，使螺杆7上的螺纹段与滑块3上的内螺纹脱开后，重新正转螺杆7时能迅速与滑块3上的内螺纹啮合。卡爪9的锚定端设有锚定齿11，以增大摩擦保证锚定力及锚定效果；且锚定处以下压力越大卡爪9的外伸力也越大，锚定更加牢固，实现锚定自锁。
根据上述方法构成的本发明的一种油管封堵工具的井下锚定装置，如图1-3所示，该装置包括外管1；外管1的内壁设有防转滑键2，外管1内设有滑块3，滑块3上设有防转槽4；防转槽4与外管1上的防转滑键2轴向滑动连接；滑块3为锥台结构，滑块3的轴线上设有螺纹通孔6，螺纹通孔6与螺杆7传动连接；滑块3的锥面上设有沿圆周均布的燕尾槽8，燕尾槽8与卡爪9一端的燕尾键10滑动连接，卡爪9另一端设有锚定齿11，卡爪9的锚定齿11一端从外管1上的卡爪孔12伸出并与卡爪孔12滑动连接；滑块3底部设有弹簧13。燕尾槽8为弧形槽，且与滑块3的锥台顶面边缘的弧度对应。燕尾键10是与滑块3锥度对应的斜键。卡爪孔12的形状与卡爪9的截面形状对应。螺杆7上的螺纹长度与滑块3沿螺杆7移动的行程范围对应，其余部分为光杆，光杆的直径小于螺纹的底径尺寸。
实施例
如图1-3所示，本例的滑块3与螺杆7通过梯形螺纹传动，滑块3可在外管1中心孔内滑动，在滑块3圆周方向均布开有一定坡度的燕尾槽8，在外管1圆周上也均布有与卡爪9相配合的孔，在梯形螺纹传动下，滑块3轴向移动，实现卡爪9推开或收拢。滑块3向下滑动收拢卡爪9后，与螺杆7上的螺纹脱开，可实现打滑空转，避免卡爪9过度收拢与螺杆7卡死。在滑块3底端安装有弹簧13，当滑块3向上滑动推开卡爪9时，弹簧13可保证螺纹副迅速啮合。卡爪9张开与油管内壁或者配水器通道接触后锚定，卡爪9的锚定端设有锚定齿11，可增大摩擦保证锚定力及锚定效果，存在压差时，整个封堵工具受力，卡爪9与滑块3接触斜面可实现自锁，卡爪9运动趋势越往外伸，锚定更加牢固。

Claims (7)

1.一种油管封堵工具的井下锚定方法，其特征在于：该方法通过螺杆带动外管内的滑块轴向上下移动；滑块为锥台状，滑块的锥面上设有沿圆周均布卡爪，卡爪与滑块之间通过燕尾槽和燕尾键滑动连接，卡爪另一端设有锚定齿并穿过外管与井下的管柱内壁锚定；初始状态，卡爪位于滑块顶端处于收拢状态；当螺杆正转带动滑块上移时，卡爪在滑块锥面的推动下向外伸出，直至与井下的管柱内壁接触并锚定；反之当螺杆反转带动滑块下移时，卡爪在滑块燕尾槽的拉动下向内收缩，实现解除锚定。
2.根据权利要求1所述油管封堵工具的井下锚定方法，其特征在于：所述螺杆上的螺纹长度与滑块沿螺杆上下移动的行程范围对应，其余部分为光杆；光杆的直径小于螺纹的底径尺寸；当解除锚定后继续反转螺杆，直至卡爪的锚定端完全收缩至外管的外径范围内后，螺杆上的螺纹刚好与滑块的内螺纹脱开，实现螺杆打滑空转，防止卡爪过度收拢与螺杆卡死。
3.根据权利要求1所述油管封堵工具的井下锚定方法，其特征在于：所述滑块底部设有弹簧，通过弹簧的上顶力，使螺杆上的螺纹段与滑块上的内螺纹脱开后，重新正转螺杆时能迅速与滑块上的内螺纹啮合。
4.一种根据权利要求1-3任一权利要求所述方法构成的油管封堵工具的井下锚定装置，包括外管(1)；其特征在于：外管(1)的内壁设有防转滑键(2)，外管(1)内设有滑块(3)，滑块(3)上设有防转槽(4)；防转槽(4)与外管(1)上的防转滑键(2)轴向滑动连接；滑块(3)的轴线上设有螺纹通孔(6)，螺纹通孔(6)与螺杆(7)传动连接；滑块(3)的锥面上设有沿圆周均布的燕尾槽(8)，燕尾槽(8)与卡爪(9)一端的燕尾键(10)滑动连接，卡爪(9)的锚定齿(11)一端从外管(1)上的卡爪孔(12)伸出并与卡爪孔(12)滑动连接。
5.根据权利要求4所述油管封堵工具的井下锚定装置，其特征在于：所述燕尾槽(8)为弧形槽，且与滑块(3)的锥台顶面边缘的弧度对应。
6.根据权利要求4所述油管封堵工具的井下锚定装置，其特征在于：所述燕尾键(10)是与滑块(3)锥度对应的斜键。
7.根据权利要求4所述油管封堵工具的井下锚定装置，其特征在于：所述卡爪孔(12)的形状与卡爪(9)的截面形状对应。
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