CN110344780B - 一种液压解封油管锚 - Google Patents

Abstract

一种液压解封油管锚，涉及油田井下工具技术领域，包括上接头、中心管、卡瓦和坐解封机构，上接头通过螺纹连接在中心管的上端，坐解封机构包括锥体、坐封活塞、活塞套、锁套、坐封套、锁簧挂、下接头和坐封销钉，锥体通过螺纹连接在活塞套的上端，坐封活塞设置在活塞套内，活塞套与坐封套通过螺纹连接成一体，锁套通过螺纹连接在坐封套上，下接头通过螺纹连接在中心管的下端，坐封套通过坐封销钉与下接头连接，锁簧挂通过螺纹连接在中心管上，所述的中心管的侧壁上设置有内部过液孔，所述锥体的侧面设置有外部过液孔。本发明通过设置由主活塞和副活塞组成的组合式坐封活塞，从而迫使活塞套和坐封套彻底复位。

Description

一种液压解封油管锚

技术领域

本发明属于油田井下工具技术领域，尤其涉及一种液压解封油管锚。

背景技术

在油田生产工艺中，油管锚是一种必不可少的井下工具。施工时，将油管锚连接在油管管柱并下至套管中，然后，向油管内打压，油管锚内的坐封活塞在压力作用下移动并推动锥体动作，继而将油管锚上的卡瓦(锚爪)支起，支起后的卡瓦抵在套管内壁上从而将油管管柱锚定在套管上。在生产实际中，一套工艺中需要两次通过油管锚将油管管柱锚定在不同位置，为了满足这一需求，目前需要采用使用油管锚并起下两趟管柱，作业成本较高。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种液压解封油管锚。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种液压解封油管锚，包括上接头、中心管、卡瓦和坐解封机构，上接头通过螺纹连接在中心管的上端，坐解封机构包括锥体、坐封活塞、活塞套、锁套、坐封套、锁簧挂、下接头和坐封销钉，锥体通过螺纹连接在活塞套的上端，坐封活塞设置在活塞套内，活塞套与坐封套通过螺纹连接成一体，锁套通过螺纹连接在坐封套上，下接头通过螺纹连接在中心管的下端，坐封套通过坐封销钉与下接头连接，锁簧挂通过螺纹连接在中心管上，所述的中心管的侧壁上设置有内部过液孔，所述锥体的侧面设置有外部过液孔，坐封时，向中心管内打压，压力经过内部过液孔进入坐封活塞下侧，坐封活塞在压力作用下向上移动并带动活塞套及锥体，锥体楔入卡瓦内侧使卡瓦向外扩张，实现油管锚的坐封，坐封过程中，锁套和坐封套在坐封销钉被剪断后一起向上移动，当锁套移动至上极限位置时，锁套通过其上端的锁簧片锁定在中心管外侧的锁簧挂上，实现坐封，解封时，向油套环空内打压，油套环空内的压力经过外部过液孔后进入中心管与锥体之间的配合间隙内，继而到达坐封活塞上侧，在压力作用下，坐封活塞沿中心管下行，下行过程中，坐封活塞的下端楔入所述锁簧片与锁簧挂之间后将锁套的锁定状态解除，从而实现油管锚的解封；

所述的坐封活塞包括主活塞和副活塞两部分，副活塞套在主活塞的外侧，主活塞的外壁上安装有用于对副活塞的下侧进行限位的轴用卡簧，主活塞的侧壁上设置有用于连通主活塞内外两侧的平衡孔，平衡孔的轴向位置位于主活塞与副活塞之间，当副活塞沿主活塞的外壁滑动至上极限位置时，平衡孔仍然与副活塞上侧的空间连通，所述活塞套的内壁上安装有限位块，限位块通过螺钉安装在活塞套的内壁上；

所述的下接头的外侧加工有径向盲孔，盲孔内安装有弹簧销，弹簧销在弹簧作用下抵在坐封套的内壁上，坐封套的内壁上与弹簧销对应设置有环形槽，坐封销钉未剪断时，坐封套的下端面与下接头之间留有环形空隙，当坐封套沿下接头的外壁向下移动至所述环形空隙消失时，所述弹簧销的位置恰好与所述环形槽对应，以便弹簧销可以插到环形槽内。

所述卡瓦的上侧设置有调节套，调节套套装在中心管上，调节套的上端通过螺纹连接在上接头上，调节套的下端抵在所述卡瓦的上端。所述的锥体从下侧楔入卡瓦内侧。

本发明的有益效果为：本发明通过设置由主活塞和副活塞组成的组合式坐封活塞，，坐封时，进入中心管内的压力先作用于副活塞，副活塞运动至上极限位置后将力传递至主活塞，主活塞又将力传递至活塞套，从而推动锥体，锥体楔入卡瓦内侧使卡瓦向外支起，实现坐封；解封时，来自油套环空的压力首先经过所述的平衡孔到达副活塞的上侧并作用于副活塞，使副活塞下行至下极限位置，此时，由于压力的持续作用，主活塞和副活塞共同组成的坐封活塞继续下行，下行过程中，主活塞的下端楔入锁簧片内侧，从而解除锁套的锁定作用，实现解封，解封后，坐封活塞在压力作用下继续下行，副活塞的下端抵在所述的限位块上并给限位块施加向下的推动力，从而迫使活塞套和坐封套彻底复位。通过上述结构，本发明可通过向中心管内打压坐封，通过向油套环空内打压解封，并可多次坐封解封，从而大幅简化了施工工艺，降低了施工成本，提高了施工效率，同时有效保证复位效果。

另外，本发明中，油管锚第一次解封后，弹簧销插入环形槽内，第二次坐封时，弹簧销替代被剪断的坐封销钉发挥坐封销钉的作用，从而使第二次坐封与第一次坐封具有同等的坐封效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中坐解封机构的结构示意图。

图中：1-中心管，2-卡瓦，3-锥体，4-主活塞，5-活塞套，6-副活塞，7-锁簧挂，8-锁簧片，9-锁套，10-坐封套，11-坐封销钉，12-下接头，13-环形空隙，14-弹簧销，15-环形槽，16-内部过液孔，17-限位块，18-螺钉，19-平衡孔，20-外部过液孔，21-轴用卡簧，22-调节套，23-上接头。

图中，两个零件之间的配合面处的黑色填充区域为O型密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

本实施例包括上接头23,、中心管1、卡瓦2和坐解封机构。以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。

上接头23通过螺纹连接在中心管1的上端，坐解封机构包括锥体3、坐封活塞、活塞套5、锁套9、坐封套10、锁簧挂7、下接头12和坐封销钉11，锥体3通过螺纹连接在活塞套5的上端，坐封活塞设置在活塞套5内，活塞套5与坐封套10通过螺纹连接成一体，锁套9通过螺纹连接在坐封套10上，下接头12通过螺纹连接在中心管1的下端，坐封套10通过坐封销钉11与下接头12连接，锁簧挂7通过螺纹连接在中心管1上，所述的中心管1的侧壁上设置有内部过液孔16，所述锥体3的侧面设置有外部过液孔20，坐封时，向中心管1内打压，压力经过内部过液孔16进入坐封活塞下侧，坐封活塞在压力作用下向上移动并带动活塞套5及锥体3，锥体3楔入卡瓦2内侧使卡瓦2向外扩张，实现油管锚的坐封，坐封过程中，锁套9和坐封套10在坐封销钉11被剪断后一起向上移动，当锁套9移动至上极限位置时，锁套9通过其上端的锁簧片8锁定在中心管1外侧的锁簧挂7上，实现坐封，解封时，向油套环空内打压，油套环空内的压力经过外部过液孔20后进入中心管1与锥体3之间的配合间隙内，继而到达坐封活塞上侧，在压力作用下，坐封活塞沿中心管1下行，下行过程中，坐封活塞的下端楔入所述锁簧片8与锁簧挂7之间后将锁套9的锁定状态解除，从而实现油管锚的解封。通过上述结构，本发明可通过向中心管1内打压坐封，通过向油套环空内打压解封，并可多次坐封解封，从而大幅简化了施工工艺，降低了施工成本，提高了施工效率。

本发明的一大创新之处在于：

所述的坐封活塞包括主活塞4和副活塞6两部分，副活塞6套在主活塞4的外侧，主活塞4的外壁上安装有用于对副活塞6的下侧进行限位的轴用卡簧21，主活塞4的侧壁上设置有用于连通主活塞4内外两侧的平衡孔19，平衡孔19的轴向位置位于主活塞4与副活塞6之间，当副活塞6沿主活塞4的外壁滑动至上极限位置时，平衡孔19仍然与副活塞6上侧的空间连通，所述活塞套5的内壁上安装有限位块17，限位块17通过螺钉18安装在活塞套5的内壁上。组合式坐封活塞的设计，使坐封活塞兼具坐封功能和推动锥体3、活塞套5、坐封套10复位的作用。通过坐封活塞提供的推力使油管锚恢复至坐封前的状态，保证了足够大的回复力，从而有效避免因摩擦阻力过大或砂砾卡滞等原因导致的解封后回位不到位的问题。

所述的下接头12的外侧加工有径向盲孔，盲孔内安装有弹簧销14，弹簧销14在弹簧作用下抵在坐封套10的内壁上，坐封套10的内壁上与弹簧销14对应设置有环形槽15，坐封销钉11未剪断时，坐封套10的下端面与下接头12之间留有环形空隙13，当坐封套10沿下接头12的外壁向下移动至所述环形空隙13消失时，所述弹簧销14的位置恰好与所述环形槽15对应，以便弹簧销14可以插到环形槽15内。

所述卡瓦2的上侧设置有调节套22，调节套22套装在中心管1上，调节套22的上端通过螺纹连接在上接头23上，调节套22的下端抵在所述卡瓦2的上端。通过调整上接头23与调整套22之间的螺纹配合长度，可在一定范围内调整卡瓦的2的初始直径，从而使卡瓦2在坐封后能达到更大的直径，这样有利于提高本发明对不同直径的套管的适应能力，也能更好地适应内壁不平整或内壁少量破损的套管，保证油管锚具有可靠的锚定能力。

所述的锥体3从下侧楔入卡瓦2内侧，这样解封后，锥体3在重力作用下不会楔入卡瓦2内侧，从而使油管锚解封后卡瓦2直径始终稳定保持在直径最小的状态，便于下井。

本发明中，坐封时，进入中心管1内的压力先作用于副活塞6，副活塞6运动至上极限位置后将力传递至主活塞4，主活塞4又将力传递至活塞套5，从而推动锥体3，锥体3楔入卡瓦2内侧使卡瓦2向外支起，实现坐封；解封时，来自油套环空的压力首先经过所述的平衡孔19到达副活塞6的上侧并作用于副活塞6，使副活塞6下行至下极限位置，此时，由于压力的持续作用，主活塞4和副活塞6共同组成的坐封活塞继续下行，下行过程中，主活塞4的下端楔入锁簧片8内侧，从而解除锁套9的锁定作用，实现解封，解封后，坐封活塞整体在压力作用下继续下行，副活塞6的下端抵在所述的限位块17上并给限位块17施加向下的推动力，从而迫使活塞套5和坐封套10彻底复位。因此，本发明可有效保证复位效果。另外，本发明中，油管锚第一次解封后，弹簧销14插入环形槽15内，第二次坐封时，弹簧销14替代被剪断的坐封销钉11发挥坐封销钉11的作用，从而使第二次坐封与第一次坐封具有同等的坐封效果。因此，本发明可实现两次同等锚定效果的坐封过程，这对生产施工工艺的简化和施工成本的降低有重大意义。

Claims (3)

1.一种液压解封油管锚，包括上接头（23）、中心管（1）、卡瓦（2）和坐解封机构，上接头（23）通过螺纹连接在中心管（1）的上端，其特征在于：坐解封机构包括锥体（3）、坐封活塞、活塞套（5）、锁套（9）、坐封套（10）、锁簧挂（7）、下接头（12）和坐封销钉（11），锥体（3）通过螺纹连接在活塞套（5）的上端，坐封活塞设置在活塞套（5）内，活塞套（5）与坐封套（10）通过螺纹连接成一体，锁套（9）通过螺纹连接在坐封套（10）上，下接头（12）通过螺纹连接在中心管（1）的下端，坐封套（10）通过坐封销钉（11）与下接头（12）连接，锁簧挂（7）通过螺纹连接在中心管（1）上，所述的中心管（1）的侧壁上设置有内部过液孔（16），所述锥体（3）的侧面设置有外部过液孔（20），坐封时，向中心管（1）内打压，压力经过内部过液孔（16）进入坐封活塞下侧，坐封活塞在压力作用下向上移动并带动活塞套（5）及锥体（3），锥体（3）楔入卡瓦（2）内侧使卡瓦（2）向外扩张，实现油管锚的坐封，坐封过程中，锁套（9）和坐封套（10）在坐封销钉（11）被剪断后一起向上移动，当锁套（9）移动至上极限位置时，锁套（9）通过其上端的锁簧片（8）锁定在中心管（1）外侧的锁簧挂（7）上，实现坐封，解封时，向油套环空内打压，油套环空内的压力经过外部过液孔（20）后进入中心管（1）与锥体（3）之间的配合间隙内，继而到达坐封活塞上侧，在压力作用下，坐封活塞沿中心管（1）下行，下行过程中，坐封活塞的下端楔入所述锁簧片（8）与锁簧挂（7）之间后将锁套（9）的锁定状态解除，从而实现油管锚的解封；

所述的坐封活塞包括主活塞（4）和副活塞（6）两部分，副活塞（6）套在主活塞（4）的外侧，主活塞（4）的外壁上安装有用于对副活塞（6）的下侧进行限位的轴用卡簧（21），主活塞（4）的侧壁上设置有用于连通主活塞（4）内外两侧的平衡孔（19），平衡孔（19）的轴向位置位于副活塞（6）上侧，从而使副活塞（6）上侧的空间与主活塞（4）内侧的空间连通并最终与外部过液孔（20）连通，当副活塞（6）沿主活塞（4）的外壁滑动至上极限位置时，平衡孔（19）仍然与副活塞（6）上侧的空间连通，所述活塞套（5）的内壁上安装有限位块（17），限位块（17）通过螺钉（18）安装在活塞套（5）的内壁上；

所述的下接头（12）的外侧加工有径向盲孔，盲孔内安装有弹簧销（14），弹簧销（14）在弹簧作用下抵在坐封套（10）的内壁上，坐封套（10）的内壁上与弹簧销（14）对应设置有环形槽（15），坐封销钉（11）未剪断时，坐封套（10）的下端面与下接头(12)之间留有环形空隙(13)，当坐封套（10）沿下接头（12）的外壁向下移动至所述环形空隙（13）消失时，所述弹簧销（14）的位置恰好与所述环形槽（15）对应，以便弹簧销（14）可以插到环形槽（15）内。

2.根据权利要求1所述的一种液压解封油管锚，其特征在于：所述卡瓦（2）的上侧设置有调节套（22），调节套（22）套装在中心管（1）上，调节套（22）的上端通过螺纹连接在上接头（23）上，调节套（22）的下端抵在所述卡瓦（2）的上端。

3.根据权利要求1所述的一种液压解封油管锚，其特征在于：所述的锥体（3）从下侧楔入卡瓦（2）内侧。

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