CN108798571B - 套管锚 - Google Patents

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    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells
    • E21B23/01—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells for anchoring the tools or the like

Abstract

一种套管锚，包括：主体芯轴，其外表面形成一环状凹陷，在该环状凹陷靠锚头一侧形成若干第一宽度的斜坡；在该环状凹陷中设有竖直方向的导向键；可旋转锚片，该可旋转锚片套设于该主体芯轴的该环状凹陷中，可旋转锚片的内表面形成有容置空间将导向键容纳其中，从而仅能绕该主体芯轴旋转一定角度；该可旋转锚片的下端形成若干分叉，当该若干分叉分别与该环状凹陷的斜坡对准后，该可旋转锚片的下端能够沿着斜坡滑动，从而使该可旋转锚片下端的外直径大于该主体芯轴的外表面直径；锚头，与该主体芯轴的下端连接。本发明的套管锚具有结构简单、操作方便、制造成本低、结实耐用等优点。

Description

套管锚
技术领域
本发明涉及石油钻井工具领域，更具体地涉及一种在石油钻井过程中下套管的可循环式套管锚。
背景技术
石油钻井完成后，要向井眼内下入套管。在地形复杂的地层中，钻井完工，钻柱提出后，地层内容易出现井壁塌方，导致套管不容易下入。此时必须通过循环泥浆将塌方和砂堵的岩屑沿着套管和裸眼循环到地面上来。
通常的施工方式是顶驱的下部接短节，再将短节和下入套管接箍连接，开泵进行循环。这个施工操作时间长，工具循环后不容易拆卸。
在下入套管过程中还要单独灌浆，通常是将管子直接插入套管中开阀门直接灌浆。人工操作不容易掌握，造成泥浆外溢，影响钻台工作环境。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种套管锚，以解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，本发明提出一种套管锚，包括：
主体芯轴，其外表面形成一环状凹陷，在该环状凹陷靠锚头一侧形成若干第一宽度的斜坡；在该环状凹陷中固定有若干竖直方向的导向键；
可旋转锚片，该可旋转锚片套设于该主体芯轴的该环状凹陷中，可旋转锚片的内表面形成有若干第二宽度的容置空间，将对应导向键容纳其中，从而该可旋转锚片仅能绕该主体芯轴旋转一定角度；该可旋转锚片的下端形成若干分叉，当该若干分叉分别与该环状凹陷的斜坡对准后，该可旋转锚片的下端能够沿着斜坡滑动，从而使该可旋转锚片下端的外直径大于该主体芯轴的外表面直径；
锚头，与该主体芯轴的下端连接。
相对于现有技术，本发明的套管锚具有结构简单、操作方便、制造成本低、结实耐用等优点。
附图说明
图1是本发明的套管锚初始位置的装配示意图；
图2A、2B、2C分别是图1中A-A、B-B、C-C三个横截面的剖视图；
图3是本发明的套管锚套入套管时的工况示意图。
上述附图中，附图标记含义如下：
1、主体芯轴，2、导向键，3、固定螺栓，4、可旋转锚片，5、皮碗座，6、O型圈，7、密封皮碗，8、锚头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。由于本发明产品摆放的位置可以随意发生变化，本发明中所述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词，只表示相对的位置关系，而不用于限定绝对的位置关系。在以下的描述中，结合本发明的图1可知，当描述具体结构时，本发明的套管锚采用竖直放置的图示方式，主体芯轴位于上方，锚头位于下方，下文中的上下关系以此为准。
本发明的套管锚是配合套管钳和顶驱完成下套管作业的工具，其通过上部螺纹连接到顶驱上，来完成上提下放套管，对套管内部进行循环作业。
具体地，本发明的套管锚包括：
主体芯轴，其外表面形成一环状凹陷，在该环状凹陷靠锚头一侧形成若干第一宽度的斜坡；在该环状凹陷中固定有若干竖直方向的导向键，可以通过螺钉、胶粘剂等进行固定；
可旋转锚片，该可旋转锚片套设于该主体芯轴的该环状凹陷中，可旋转锚片的内表面形成有若干第二宽度的容置空间，将对应导向键容纳其中，从而该可旋转锚片仅能绕该主体芯轴旋转一定角度；该可旋转锚片的下端形成若干分叉，当该若干分叉分别与该环状凹陷的斜坡对准后，该可旋转锚片的下端能够沿着斜坡滑动，从而使该可旋转锚片下端的外直径大于该主体芯轴的外表面直径；
锚头，与该主体芯轴的下端连接。
其中，该第一宽度对应该主体芯轴45°~60°的弧度。
其中，该可旋转锚片的下端分为三个大分叉，即三大瓣，每一个大分叉又分为两个小分叉，即两小瓣。
其中，该第二宽度大于等于该第一宽度，以方便找准对中。
其中，该可旋转锚片的外表面加工有若干棘齿。
其中，该可旋转锚片的上端设有倒角。
其中，该主体芯轴与锚头之间通过皮碗座和密封皮碗进行密封。
其中，该密封皮碗的上端设有倒角。
其中，该锚头的下端设计有锥度和圆弧。
其中，该环状凹陷靠锚头一侧未形成斜坡的台阶壁是向内侧倾斜的。
在一些实施例中，如图1-3所示，本发明由主体芯轴1、导向键2、固定螺栓3、可旋转锚片4、皮碗座5、O型圈6、密封皮碗7、锚头8组成。芯轴1上面有键槽装有导向键2，并通过固定螺钉2连接在一起。在导向键2的外部装有可旋转锚片4。可旋转锚片4可以在主体芯轴1上旋转一定角度。可旋转锚片4分为三大瓣，每一大瓣又分为两小瓣。锚片4表面加工有很多高强度的棘齿，用于抓紧套管内壁。主体芯轴4的下端装有皮碗座5和密封皮碗7，通过下端的螺纹与锚头8连接。
工具通过主体芯轴1上的上端螺纹连接在顶驱上。下放顶驱，使可循环套管锚插入套管内部。首先进入套管内部的是锚头，锚头的下端设计有锥度和圆弧，便于工具顺利进入套管内部。密封皮碗的左端设有倒角，当锚头顺利进入后，工具和套管能够保证同心，继续下入工具，使密封皮碗下压缩入到套管内部，形成密封。在继续下入工具，使可旋转锚片进入接箍，通过主体芯轴1上端的台阶将锚片推入到套管内部，可旋转锚片上端设有倒角，可以通过接箍后进入到套管内部，使锚片压缩后进入套管内部完成初期锚定，当锚片上端和接箍面接触到后，锚片上的棘齿完全与套管内壁接触。上提主体芯轴1，芯轴1上的锥面和可旋转套管锚的锥面配合，将锚片向外撑开锚定套管内壁，完成锚定。同时皮碗和套管内壁接触可以实现密封，保证灌浆不会溢出。以上所述完成可循环套管锚的锚定过程。
工具使用完成后，需要丢手套管时，下放顶驱将套管坐在井口，通过顶驱下放主体芯轴使其向下运动，主体芯轴上的锥面与可旋转锚片上的锥面脱离。同时旋转一定角度，在导向键的限位下，主体芯轴锥面上的台阶与可旋转卡瓦的下部对应，上提顶驱，带动主体芯轴向上运动。如图1所述，主体芯轴上部台阶向内有倾斜角度，即在C-C剖面标记处的主体芯轴右侧、环状凹陷靠锚头一端未形成斜坡的台阶处形成的台阶不是水平的，而是向内有个倾斜角度，能够推动可旋转锚片向内移动，同时将卡瓦收回，离开套管内部。以上完成可循环套管锚的丢手过程。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种套管锚，包括：
主体芯轴，其外表面形成一环状凹陷，在该环状凹陷靠锚头一侧形成若干第一宽度的斜坡；该环状凹陷靠锚头一侧未形成斜坡的台阶壁是向内侧倾斜的，能够推动可旋转锚片向内移动，同时将可旋转锚片收回，离开套管内部；
在该环状凹陷中固定有若干竖直方向的导向键；
可旋转锚片，该可旋转锚片套设于该主体芯轴的该环状凹陷中，可旋转锚片的内表面形成有若干第二宽度的容置空间，将对应导向键容纳其中，从而该可旋转锚片仅能绕该主体芯轴旋转一定角度；该可旋转锚片的下端形成若干分叉，当该若干分叉分别与该环状凹陷的斜坡对准后，该可旋转锚片的下端能够沿着斜坡滑动，从而使该可旋转锚片下端的外直径大于该主体芯轴的外表面直径；
锚头，与该主体芯轴的下端连接；该锚头的下端设计有锥度和圆弧。
2.如权利要求1所述的套管锚，其特征在于，该第一宽度对应该主体芯轴45°~60°的弧度。
3.如权利要求1所述的套管锚，其特征在于，该可旋转锚片的下端分为三个大分叉，每一个大分叉又分为两个小分叉。
4.如权利要求1所述的套管锚，其特征在于，该第二宽度大于等于该第一宽度。
5.如权利要求1所述的套管锚，其特征在于，该可旋转锚片的外表面加工有若干棘齿。
6.如权利要求1所述的套管锚，其特征在于，该可旋转锚片的上端设有倒角。
7.如权利要求1所述的套管锚，其特征在于，该主体芯轴与锚头之间通过皮碗座和密封皮碗进行密封。
8.如权利要求7所述的套管锚，其特征在于，该密封皮碗的上端设有倒角。
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