CN111255398A - 软卡瓦锚定器及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种软卡瓦锚定器及使用方法，软卡瓦锚定器包括中心管，中心管的外壁上沿周向间隔设置能径向伸缩的锚爪，锚爪的外壁设置呈梯形设置的卡止牙，卡止牙的牙顶呈平面设置；中心管的外壁上位于锚爪的一端设置能推动锚爪径向伸出的推动活塞结构，推动活塞结构中包括橡胶筒；推动活塞结构远离锚爪的一端的外壁上密封套设缸套结构，推动活塞结构能带动缸套结构沿中心管密封滑动；中心管的侧壁上贯通设置加压透孔，加压透孔能与缸套结构的内腔连通；中心管远离锚爪的一端套设坐封锁紧用的卡簧结构。该软卡瓦锚定器及使用方法采用梯形锚爪牙顶呈平面，采用橡胶筒助推锚爪，坐封解封更流畅，减少卡管柱及接触面划伤，提高了应用效果。

Description

软卡瓦锚定器及使用方法

技术领域

本发明涉及油田采油工艺技术领域，尤其涉及一种软卡瓦锚定器及使用方法。

背景技术

目前油水井使用的锚定器锚爪牙面三角形设计，坐封时需油管打压锚爪伸出坐封，解封时需油管泄压，靠弹簧弹力克服柱体锚爪与缸体摩擦力复位。使用该类锚定器时条件要求较高，需要密封要好，接触面要足够光滑，该类锚定器还存在复位不好经常有卡管柱现象发生，锚爪易划伤接触面。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种软卡瓦锚定器及使用方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软卡瓦锚定器及使用方法，克服现有技术中存在的使用条件高、复位不好卡管柱、易划伤接触面等问题，该软卡瓦锚定器及使用方法采用梯形锚爪牙顶呈平面，采用橡胶筒助推锚爪，坐封解封更流畅，减少卡管柱及接触面划伤，提高了应用效果。

本发明的目的是这样实现的，一种软卡瓦锚定器，包括中空的中心管，所述中心管的外壁上沿周向间隔设置能径向伸缩的锚爪，所述锚爪的外壁设置呈梯形设置的卡止牙，所述卡止牙的牙顶呈平面设置；所述中心管的外壁上位于锚爪的一端设置能推动所述锚爪径向伸出的推动活塞结构，所述推动活塞结构中包括具有弹性的橡胶筒；所述推动活塞结构远离锚爪的一端的外壁上密封套设缸套结构，所述推动活塞结构能带动所述缸套结构沿所述中心管密封滑动；所述中心管的侧壁上贯通设置加压透孔，所述加压透孔能与所述缸套结构的内腔连通；所述中心管远离锚爪的一端套设坐封锁紧用的卡簧结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述推动活塞结构的外壁上与所述锚爪相邻的一端设置直径沿轴向自端部向内渐增的第一锥壁，所述锚爪的内壁一端设置与所述第一锥壁匹配的第一斜面，所述第一锥壁能沿所述第一斜面滑动顶抵所述锚爪径向伸出；所述中心管的外壁上位于锚爪的另一端连通设置第一接头，所述第一接头的外壁上与所述锚爪相邻的一端设置直径自端部向内渐增的第二锥壁，所述锚爪的内壁另一端设置与所述第二锥壁匹配的第二斜面，所述第二斜面能沿所述第二锥壁滑动。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锚爪和所述推动活塞结构的外侧套设卡瓦套，所述卡瓦套上设置允许所述锚爪径向伸缩的锚爪透孔；所述卡瓦套的顶部通过第一剪切销钉与所述第一接头密封连接，所述卡瓦套通过第二剪切销钉与所述推动活塞结构连接；所述锚爪的侧壁上设置弹簧，所述卡瓦套的侧壁上设置压帽透孔，所述压帽透孔内固定连接弹簧压帽。

在本发明的一较佳实施方式中，所述推动活塞结构包括滑动套设于中心管上的推动锥，所述推动锥上设置所述第一锥壁，所述推动锥与所述卡瓦套通过第二剪切销钉连接；所述推动锥远离锚爪的一端抵靠设置滑动套设于中心管上的所述橡胶筒，所述橡胶筒的外壁与所述卡瓦套的外壁之间呈间隔设置；所述橡胶筒的另一端抵靠设置活塞，所述活塞的一端滑动抵靠套设于所述卡瓦套内，所述活塞的另一端密封套设连接所述缸套结构。

在本发明的一较佳实施方式中，所述活塞的另一端的内壁上自端部向内设置活塞环形槽，所述活塞环形槽与所述缸套结构的内腔连通，所述中心管的内腔能通过加压透孔与活塞环形槽连通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述推动锥和所述橡胶筒之间抵靠设置挡环，所述挡环的外壁与所述卡瓦套的内壁之间呈滑动抵靠设置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述中心管的外壁上远离所述锚爪的一端连通设置第二接头，所述第二接头的外壁与所述缸套结构的内壁密封抵靠，所述第二接头位于所述缸套结构内的端面构成所述缸套结构的内腔密封端。

在本发明的一较佳实施方式中，所述卡簧结构包括套设于所述第二接头上的卡簧挂套，所述卡簧挂套通过第三剪切销钉与所述第二接头连接，所述卡簧挂套上设置卡簧环形槽，所述卡簧环形槽内设置卡簧，所述卡簧外侧套设卡簧套筒，所述卡簧套筒的一端与所述缸套结构的外壁密封连接，所述卡簧套筒的另一端的内壁上设置能与卡簧匹配卡止的锁牙。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二接头的外壁上远离所述缸套结构的一端固定套设直径呈增大设置的限位凸台。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二接头的内壁上远离所述缸套结构的一端连通设置第三接头。

本发明的目的还可以这样实现，如前述的软卡瓦锚定器的使用方法，包括以下步骤:

步骤a、完成软卡瓦锚定器的组装；

步骤b、丈量管柱，并按管柱设计要求连接好软卡瓦锚定器和其他工具；

步骤c、按设计要求将管柱下到设计位置；

步骤d、启动泵车向油管内打压，压力液通过中心管的加压透孔进入缸套结构的内腔，作用于推动活塞结构，推动压缩橡胶筒；

步骤e、继续加压，锚爪被挤压径向外伸卡止锚定于套管壁或井壁上，卡簧结构坐封锁定，停止加压，软卡瓦锚定器实现井下工具的悬挂；

步骤f、作业结束后进行解封，上提管柱，中心管随之上提，卡簧结构解除锁紧，橡胶筒的作用力被释放，锚爪收回，软卡瓦锚定器解封；

步骤g、继续上提管柱，起出管柱、软卡瓦锚定器和其他工具。

由上所述，本发明提供的软卡瓦锚定器及使用方法具有如下有益效果：

本发明提供的软卡瓦锚定器及使用方法，锚爪采用梯形卡止牙，弹出收回更稳定，防止卡管柱发生；卡止牙的牙顶呈微平面设计，坐封后减轻对套管的损伤；软卡瓦锚定器的坐封通过设置橡胶筒的推动活塞结构助推，有效防止锁紧用的卡簧结构出现回撤，提高坐封锁紧效果，坐封解封更流畅，减少卡管柱及牙顶对套管的损伤，提高了应用效果。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

其中：

图1：为本发明的软卡瓦锚定器的示意图。

图2：为图1中Ⅰ处放大图。

图3：为本发明的锚爪示意图。

图4：为图3中Ⅱ处放大图。

图中：

100、软卡瓦锚定器；

1、中心管；

10、加压透孔；11、第一接头；111、第二锥壁；12、第二接头；13、第三接头；14、限位凸台；

2、锚爪；

20、卡止牙；21、第一斜面；22、第二斜面；23、弹簧；24、弹簧压帽；25、卡瓦套；251、锚爪透孔；252、压帽透孔；

3、推动活塞结构；

31、橡胶筒；32、推动锥；321、第一锥壁；33、活塞；331、活塞环形槽；34、挡环；

4、缸套结构；

51、卡簧挂套；52、卡簧；53、卡簧套筒；54、锁牙；

61、第一剪切销钉；62、第二剪切销钉；63、第三剪切销钉；

71、第一密封圈；72、第二密封圈；73、第三密封圈；74、第四密封圈。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明提供一种软卡瓦锚定器100，包括中空的中心管1(中心管1的内腔构成通道，并用于连接各部件)，中心管1的外壁上沿周向间隔设置能径向伸缩的锚爪2(锚爪2受力后径向伸出卡止于套管壁或井壁上，起到承重作用)，锚爪2的外壁设置呈梯形设置的卡止牙20，如图4所示，卡止牙20的牙顶呈平面设置；中心管1的外壁上位于锚爪2的一端设置能推动锚爪径向伸出的推动活塞结构3，推动活塞结构3中包括具有弹性的橡胶筒31，橡胶筒31受力压缩推动锚爪2且能缓冲避免坐封过程中的回撤；推动活塞结构3远离锚爪2的一端的外壁上密封套设缸套结构4，推动活塞结构3能带动缸套结构4沿中心管1密封滑动；中心管1的侧壁上贯通设置加压透孔10，加压透孔10能与缸套结构4的内腔连通；中心管1远离锚爪2的一端套设坐封锁紧用的卡簧结构。

本发明提供的软卡瓦锚定器，锚爪采用梯形卡止牙，弹出收回更稳定，防止卡管柱发生；卡止牙的牙顶呈微平面(卡止牙的牙顶较小，牙顶的面积较小，可称为微平面)设计，坐封后减轻对套管的损伤；软卡瓦锚定器的坐封通过设置橡胶筒的推动活塞结构助推，有效防止锁紧用的卡簧结构出现回撤，提高坐封锁紧效果，坐封解封更流畅，减少卡管柱及牙顶对套管的损伤，提高了应用效果。

进一步，如图1、图3所示，推动活塞结构3的外壁上与锚爪2相邻的一端设置直径自端部向内渐增的第一锥壁321，锚爪2的内壁一端设置与第一锥壁321匹配的第一斜面21，第一锥壁321能沿第一斜面21滑动顶抵锚爪2径向伸出；中心管1的外壁上位于锚爪2的另一端连通设置第一接头11(第一接头用于连接上部油管)，第一接头11的内壁和中心管1的外壁之间通过第一密封圈71密封；第一接头11的外壁上与锚爪2相邻的一端设置直径自端部向内渐增的第二锥壁111，锚爪2的内壁另一端设置与第二锥壁111匹配的第二斜面22，第二斜面22能沿第二锥壁111滑动。

进一步，如图1所示，锚爪2和推动活塞结构3的外侧套设卡瓦套25，卡瓦套25上设置允许锚爪2径向伸缩的锚爪透孔251；卡瓦套25的顶部通过第一剪切销钉61与第一接头11密封连接，卡瓦套25通过第二剪切销钉62与推动活塞结构3连接；锚爪2的侧壁上设置弹簧23，卡瓦套25的侧壁上设置压帽透孔252，压帽透孔252内固定连接弹簧压帽24。打压坐封前，第一剪切销钉61和第二剪切销钉62起到连接作用，打压后，第一剪切销钉61和第二剪切销钉62被剪断，锚爪2能沿锥面被推出。

进一步，如图1所示，推动活塞结构3包括滑动套设于中心管1上的推动锥32，推动锥32上设置前述的第一锥壁321，推动锥32与卡瓦套25通过第二剪切销钉62连接；推动锥32远离锚爪2的一端抵靠设置滑动套设于中心管1上的橡胶筒31，橡胶筒31的外壁与卡瓦套25的外壁之间呈间隔设置，避免橡胶筒31压缩导致涨损卡瓦套25；橡胶筒31的另一端抵靠设置活塞33，活塞33能沿中心管1密封滑动，活塞33的内壁和中心管1的外壁之间通过第二密封圈72密封，活塞33的一端滑动抵靠套设于卡瓦套25内，活塞33的另一端密封套设连接缸套结构4，活塞33的外壁和缸套结构4的内壁之间通过第三密封圈73密封。活塞33在打压推动作用下，推动橡胶筒31和推动锥32移动，使锚爪2受力坐封；缸套结构4能密封活塞33形成滑动范围限制。中心管1内打压时，压力液通过加压透孔10进入缸套结构4的内腔，推动活塞33向靠近锚爪2的方向滑动，活塞33推动压缩橡胶筒31，第二剪切销钉62被切断后推动推动锥32径向推出锚爪2，锚爪2继续向上并向外移动，切断第一剪切销钉61后锚爪2再继续径向外伸卡止锚定于套管壁或井壁上，此时卡瓦套25挂设于锚爪2上。

进一步，如图1所示，活塞33的另一端的内壁上自端部向内设置活塞环形槽331，活塞环形槽331与缸套结构4的内腔连通，中心管1的内腔能通过加压透孔10与活塞环形槽331连通。为避免活塞33的另一端的内壁封堵加压透孔10，活塞环形槽331保证顺利打压。

进一步，如图1所示，推动锥32和橡胶筒31之间抵靠设置挡环34，挡环34的外壁与卡瓦套25的内壁之间呈滑动抵靠设置，挡环34能承托橡胶筒31的压力。

进一步，如图1、图2所示，中心管1的外壁上远离锚爪2的一端连通设置第二接头12，第二接头12的外壁与缸套结构4的内壁密封抵靠，第二接头12的外壁与缸套结构4的内壁之间通过第四密封圈74密封；第二接头12位于缸套结构4内的端面构成缸套结构的内腔密封端。缸套结构4能在推动活塞结构3的推拉作用下沿第二接头12滑动。

进一步，如图1、图2所示，卡簧结构包括套设于第二接头12上的卡簧挂套51，卡簧挂套51通过第三剪切销钉63与第二接头12连接，卡簧挂套51上设置卡簧环形槽，卡簧环形槽内设置卡簧52，卡簧52外侧套设卡簧套筒53，卡簧套筒53的一端与缸套结构4的外壁密封连接，卡簧套筒53的另一端的内壁上设置能与卡簧52匹配卡止的锁牙54。卡簧套筒53能在缸套结构4的带动下向第一接头11的方向移动，锁牙54卡止于卡簧52上，实现坐封锁定。第三剪切销钉63在解封前用于连接卡簧挂套51，解封时被剪断，使卡簧失去锁紧作用。

锚定器坐封时，当锚爪2已顶抵到套管(现有技术，图中未示出)上，卡簧套筒53的锁牙54有时运行一半，如果没有橡胶筒31，则需要卡簧套筒53回撤半牙距离进行坐封锁紧，影响坐封效果，如果强行加压促使卡簧套筒53上行坐封，锚爪2对套管会有很大损伤。本发明的软卡瓦锚定器100内设置橡胶筒31，橡胶筒31具有助推缓冲效果，中心管1加压坐封时，橡胶筒31先受力，最大限度的被挤压，使锚爪2受最大力伸出被锁住，还能保证套管不受损伤。解锁时，上提中心管1剪切第三剪切销钉63，卡簧挂套51带动卡簧52沿卡簧套筒53和第二接头12下落，完成解锁。

进一步，如图1所示，第二接头12的外壁上远离缸套结构4的一端固定套设直径呈增大设置的限位凸台14。在本实施方式中，限位凸台14为螺纹套。限位凸台14能够在上提中心管1的过程中起到限位作用。解锁时，上提中心管1剪切第三剪切销钉63，卡簧挂套51带动卡簧52沿卡簧套筒53和第二接头12滑动下落至限位凸台14。

进一步，如图1所示，第二接头12的内壁上远离缸套结构4的一端连通设置第三接头13。第三接头13用于连接下部油管或井下工具。

本发明的软卡瓦锚定器100的使用方法如下：

步骤a、完成软卡瓦锚定器100的组装。

步骤b、丈量管柱，并按管柱设计要求连接好软卡瓦锚定器100和其他工具(根据实际生产需求选择安装)。

步骤c、按设计要求将管柱下到设计位置。

步骤d、启动泵车向油管内打压，压力液通过中心管1的加压透孔10进入缸套结构4的内腔，推动活塞33向靠近锚爪2的方向滑动，活塞33推动压缩橡胶筒31并作用于推动锥32；

步骤e、继续加压，第一剪切销钉61和第二剪切销钉62被切断后，锚爪2被挤压径向外伸卡止锚定于套管壁或井壁上，卡簧套筒53的锁牙54卡止于卡簧52上坐封锁定，停止加压，软卡瓦锚定器100实现井下工具的悬挂。

步骤f、作业结束后进行解封，上提管柱，中心管1随之上提，第三剪切销钉63被剪断，卡簧52滑落与卡簧套筒53解除锁紧，橡胶筒31的作用力被释放，推动活塞结构3下滑，锚爪2快速收回，软卡瓦锚定器100解封。

步骤g、继续上提管柱，起出管柱、软卡瓦锚定器100和其他工具。

由上所述，本发明提供的软卡瓦锚定器及使用方法具有如下有益效果：

本发明提供的软卡瓦锚定器及使用方法，锚爪采用梯形卡止牙，弹出收回更稳定，防止卡管柱发生；卡止牙的牙顶呈微平面设计，坐封后减轻对套管的损伤；软卡瓦锚定器的坐封通过设置橡胶筒的推动活塞结构助推，有效防止锁紧用的卡簧结构出现回撤，提高坐封锁紧效果，坐封解封更流畅，减少卡管柱及牙顶对套管的损伤，提高了应用效果。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种软卡瓦锚定器，包括中空的中心管，其特征在于，所述中心管的外壁上沿周向间隔设置能径向伸缩的锚爪，所述锚爪的外壁设置呈梯形设置的卡止牙，所述卡止牙的牙顶呈平面设置；所述中心管的外壁上位于锚爪的一端设置能推动所述锚爪径向伸出的推动活塞结构，所述推动活塞结构中包括具有弹性的橡胶筒；所述推动活塞结构远离锚爪的一端的外壁上密封套设缸套结构，所述推动活塞结构能带动所述缸套结构沿所述中心管密封滑动；所述中心管的侧壁上贯通设置加压透孔，所述加压透孔能与所述缸套结构的内腔连通；所述中心管远离锚爪的一端套设坐封锁紧用的卡簧结构。

2.如权利要求1所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述推动活塞结构的外壁上与所述锚爪相邻的一端设置直径沿轴向自端部向内渐增的第一锥壁，所述锚爪的内壁一端设置与所述第一锥壁匹配的第一斜面，所述第一锥壁能沿所述第一斜面滑动顶抵所述锚爪径向伸出；所述中心管的外壁上位于锚爪的另一端连通设置第一接头，所述第一接头的外壁上与所述锚爪相邻的一端设置直径自端部向内渐增的第二锥壁，所述锚爪的内壁另一端设置与所述第二锥壁匹配的第二斜面，所述第二斜面能沿所述第二锥壁滑动。

3.如权利要求2所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述锚爪和所述推动活塞结构的外侧套设卡瓦套，所述卡瓦套上设置允许所述锚爪径向伸缩的锚爪透孔；所述卡瓦套的顶部通过第一剪切销钉与所述第一接头密封连接，所述卡瓦套通过第二剪切销钉与所述推动活塞结构连接；所述锚爪的侧壁上设置弹簧，所述卡瓦套的侧壁上设置压帽透孔，所述压帽透孔内固定连接弹簧压帽。

4.如权利要求3所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述推动活塞结构包括滑动套设于中心管上的推动锥，所述推动锥上设置所述第一锥壁，所述推动锥与所述卡瓦套通过第二剪切销钉连接；所述推动锥远离锚爪的一端抵靠设置滑动套设于中心管上的所述橡胶筒，所述橡胶筒的外壁与所述卡瓦套的外壁之间呈间隔设置；所述橡胶筒的另一端抵靠设置活塞，所述活塞的一端滑动抵靠套设于所述卡瓦套内，所述活塞的另一端密封套设连接所述缸套结构。

5.如权利要求4所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述活塞的另一端的内壁上自端部向内设置活塞环形槽，所述活塞环形槽与所述缸套结构的内腔连通，所述中心管的内腔能通过加压透孔与活塞环形槽连通。

6.如权利要求4所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述推动锥和所述橡胶筒之间抵靠设置挡环，所述挡环的外壁与所述卡瓦套的内壁之间呈滑动抵靠设置。

7.如权利要求1所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述中心管的外壁上远离所述锚爪的一端连通设置第二接头，所述第二接头的外壁与所述缸套结构的内壁密封抵靠，所述第二接头位于所述缸套结构内的端面构成所述缸套结构的内腔密封端。

8.如权利要求7所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述卡簧结构包括套设于所述第二接头上的卡簧挂套，所述卡簧挂套通过第三剪切销钉与所述第二接头连接，所述卡簧挂套上设置卡簧环形槽，所述卡簧环形槽内设置卡簧，所述卡簧外侧套设卡簧套筒，所述卡簧套筒的一端与所述缸套结构的外壁密封连接，所述卡簧套筒的另一端的内壁上设置能与卡簧匹配卡止的锁牙。

9.如权利要求7所述的软卡瓦锚定器，其特征在于，所述第二接头的外壁上远离所述缸套结构的一端固定套设直径呈增大设置的限位凸台。

10.如权利要求1至9任一项所述的软卡瓦锚定器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤a、完成软卡瓦锚定器的组装；

步骤b、丈量管柱，并按管柱设计要求连接好软卡瓦锚定器和其他工具；

步骤c、按设计要求将管柱下到设计位置；

步骤d、启动泵车向油管内打压，压力液通过中心管的加压透孔进入缸套结构的内腔，作用于推动活塞结构，推动压缩橡胶筒；

步骤e、继续加压，锚爪被挤压径向外伸卡止锚定于套管壁或井壁上，卡簧结构坐封锁定，停止加压，软卡瓦锚定器实现井下工具的悬挂；

步骤f、作业结束后进行解封，上提管柱，中心管随之上提，卡簧结构解除锁紧，橡胶筒的作用力被释放，锚爪收回，软卡瓦锚定器解封；

步骤g、继续上提管柱，起出管柱、软卡瓦锚定器和其他工具。

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