CN113494255A - 一种井下锚定推靠机构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种井下锚定推靠机构，包括竖直设置的外管、内管、上锚定机构、推靠管以及下锚定机构，在内管内套设有电机驱动组件和推杆，电机驱动组件能够驱动推杆做上下往复直线移动。在外管的下部管壁上设有多个第一长条状透孔，在外管下端内壁向下形成一内径缩小的阶梯管，在阶梯管的管壁上设有多个长条状凹槽。在推杆上从上至下依次套设有上锚定机构、弹簧组件以及嵌块套，上锚定机构包括卡设在各第一长条状透孔内并能径向移动的多个上锚块。推靠管套设在阶梯管上，下锚定机构包括设在各长条状凹槽内并能径向移动的多个下锚块。本发明的机构结构简单，外径较小，能够适用于内径较小的油管管柱；同时能够通过电缆下入管柱内，且锚定可靠。

Description

一种井下锚定推靠机构

技术领域

本发明是关于油气田开发中采油技术领域，尤其涉及一种井下锚定推靠机构。

背景技术

在目前油田开发中，管柱在作业过程中出现卡井等无法正常提出时，则需要先对管柱进行切割或磨铣作业，然后再进行修井作业。

以切割作业为例，目前切割管柱多采用在常规管柱(由多根油管串接构成)底端设置切割刀片，将切割管柱下到指定位置后，通过机械或液压方式使切割刀片伸出，然后再人工旋转切割管柱带动刀片旋转，实现对管柱进行切割。

但是，此种切割管柱结构复杂，且外径较大，涉及到

寸和

寸的油管管柱时，其管柱内径小，无法下入该切割管柱进行切割。同时，现有的切割管柱采用常规管柱下入，需要将油管一根一根连续下入，下入速度较慢，一般适用于较浅的油井，对于较深的油井来说，下入到3000米深的油井时需要大概五六天的时间才能完成下入工作，严重影响作业效率。在使用时，需要先通过机械或液压将切割刀片伸出，再通过人工旋转切割管柱，操作极为复杂，且切割效果也不太理想。另外，在切割时是否切割成功也无法预知，只能通过上提管柱才能判断。

针对上述问题，如果能够通过电缆下入切割管柱，并通过电缆传输控制切割刀片的旋转，便能够大大节省下入切割管柱的时间，同时提高切割效率。此种情况下，在切割过程中便需要将切割管柱稳定地锚定在管柱内，因此亟需一套可靠的锚定机构。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种井下锚定推靠机构，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井下锚定推靠机构，结构简单，外径较小，能够适用于内径较小的油管管柱；同时能够通过电缆下入管柱内，且锚定可靠。

本发明的目的是这样实现的，一种井下锚定推靠机构，包括竖直设置的外管、内管、上锚定机构、推靠管以及下锚定机构；内管套设固定在外管内，在内管内呈上下套设有电机驱动组件和推杆，电机驱动组件能够驱动推杆做上下往复直线移动；在外管的下部管壁上且位于内管下方沿其周向间隔设有多个第一长条状透孔，第一长条状透孔的长度方向沿外管轴线方向延伸；在外管下端内壁且位于第一长条状透孔下方向下形成一内径缩小的阶梯管，在阶梯管的管壁上沿其周向间隔设有多个长条状凹槽，长条状凹槽的长度方向沿外管轴线方向延伸，推杆的下端穿过内管后延伸至阶梯管内；

在推杆上且对应第一长条状透孔的位置从上至下依次套设有上锚定机构、弹簧组件以及嵌块套，上锚定机构包括卡设在各第一长条状透孔内并能径向移动的多个上锚块，嵌块套与推杆固定且其侧壁沿周向向外凸设有多个嵌块；推靠管套设在阶梯管上，其上部内壁设有环形卡槽，各嵌块穿设各第一长条状透孔后卡设在环形卡槽内，在推靠管下部管壁对应各长条状凹槽的位置分别开设一第二长条状透孔，第二长条状透孔的长度方向沿推靠管轴线方向延伸；下锚定机构包括设在各长条状凹槽内并能径向移动的多个下锚块，下锚定机构的下端与推靠管下端固定连接。

在本发明的一较佳实施方式中，电机驱动组件包括推靠电机、联轴器、丝杠、丝杠套以及至少两个推板；推靠电机设在内管的上方且其底端与内管的上端固定，推靠电机的输出轴通过联轴器与丝杠的上端连接，丝杠套套设在丝杠的下端并与丝杠构成丝杠副，丝杠套的下端与各推板的上端固定连接，各推板的下端均与推杆的上端固定；在内管管壁上沿其周向间隔设有至少两个第三长条状透孔，第三长条状透孔的长度方向沿内管轴线方向延伸，各推板沿内管的周向间隔排布并分别上下滑动地设置在对应的第三长条状透孔内。

在本发明的一较佳实施方式中，在丝杠套的下部管壁上沿其周向间隔设有至少两个长条状透槽，长条状透槽的长度方向沿丝杠套轴线方向延伸，长条状透槽向下延伸至丝杠套的底部；在长条状透槽内沿垂直于其延长线的方向设有安装块，并将长条状透槽分割成上透槽和下透槽，在安装块上沿丝杠套的径向开设有螺纹孔；在推板的上端内侧向内凸设有两个上下平行的上凸块，在推板上且对应两个上凸块之间的部分开设有安装通孔，两个上凸块分别插设在上透槽和下透槽内，在安装通孔内穿设一螺钉并与安装块上的螺纹孔螺纹连接。

在本发明的一较佳实施方式中，在推板的下端内侧向内凸设有下凸块，并在下凸块内侧向内凸设有凸棱；在推杆的上端向上设有一外径扩大的挡块，在推杆的上端且位于挡块的下方沿其周向开设有环形凹槽，凸棱插设在环形凹槽内且下凸块的上端面顶靠在挡块的下端面上。

在本发明的一较佳实施方式中，上锚定机构还包括第一上支撑臂、第一下支撑臂以及套设在推杆上的推块套；第一上支撑臂的上端与外管能转动连接，第一上支撑臂的下端与第一下支撑臂的上端和上锚块的中部同时铰接，第一下支撑臂的下端与推块套上端铰接，推块套的下端抵靠在弹簧组件上端。

在本发明的一较佳实施方式中，推块套的上部向上延伸形成多对周向间隔排布的连接臂，每对连接臂包括平行间隔设置的两个连接臂，第一下支撑臂的下端插设在两个连接臂之间并与两个连接臂铰接。

在本发明的一较佳实施方式中，推块套包括支撑套以及多个推块，支撑套套设在推杆上且其外径小于外管内径，在支撑套的侧壁上沿其周向间隔设有贯穿其上端面和下端面的多个推块安装槽，每个推块安装槽的槽底沿支撑套的径向开设有螺纹孔；每个推块包括开口朝上的U形推板，U形推板的底板上开设有安装孔，U形推板的底板插设在推块安装槽内并通过螺钉固定；U形推板的两个侧板构成上述的连接臂，其两个侧板的内侧分别向内凸设形成凸板，凸板的下端面抵靠在支撑套的上端面。

在本发明的一较佳实施方式中，推杆的下部向上形成一外径扩大的限位台阶，支撑套的上端面顶靠在限位台阶的轴肩上。

在本发明的一较佳实施方式中，弹簧组件包括上下叠放的多对弹簧环片，每对弹簧环片包括上下叠放的上弹簧环片和下弹簧环片，上弹簧环片的中部朝下凸起，下弹簧环片的中部朝上凸起。

在本发明的一较佳实施方式中，嵌块套的侧壁上沿其周向间隔设有贯穿其上端面和下端面的多个嵌块安装槽，每个嵌块安装槽的槽底沿嵌块套的径向开设有安装孔；每个嵌块沿嵌块套的径向开设有安装孔，在推杆的侧壁沿周向开设有多个螺纹孔，各嵌块插设在对应的嵌块安装槽内，并通过一螺钉将嵌块、嵌块套和推杆三者固定。

在本发明的一较佳实施方式中，推靠管包括上下固定的固定套和推靠筒，固定套由多个弧状块围合构成，每个弧状块的上端内侧分别开设一弧状凹槽，各弧状凹槽构成上述的环形卡槽，推靠筒套设在阶梯管上，第二长条状透孔开设在推靠筒的下部管壁上。

在本发明的一较佳实施方式中，下锚定机构还包括第二上支撑臂、第二下支撑臂以及拉块，第二上支撑臂的上端与阶梯管能转动连接，第二上支撑臂的下端与第二下支撑臂的上端和下锚块的中部同时铰接，第二下支撑臂的下端与拉块的上端铰接；拉块插设在长条状凹槽的下部，其外侧与推靠管下端固定连接。

在本发明的一较佳实施方式中，拉块包括包括开口朝上的U形拉板，U形拉板的底板上开设有螺纹孔，并与推靠管下端侧壁开设的通孔通过螺钉固定；第二下支撑臂的下端插设在U形拉板的两个侧板之间并与该侧板的上端铰接。

在本发明的一较佳实施方式中，外管包括从上至下顺序固定的上接管、中间接管和下接管，上接管的下端内壁与中间接管的上端外壁螺纹连接，中间接管的上端与内管的下端固定，第一长条状透孔开设在中间接管的管壁上，中间接管的下端内壁与下接管的上端外壁螺纹连接，下接管构成上述的阶梯管，长条状凹槽开设在下接管的侧壁上。

在本发明的一较佳实施方式中，中间接管包括上下固定的上中间管和下中间管，第一长条状透孔开设在下中间管的管壁上；在上中间管的下端向下沿其周向间隔形成有多个圆弧形凸块，第一上支撑臂插设在相邻两个圆弧形凸块的间隙内并通过圆柱销与圆弧形凸块连接。

在本发明的一较佳实施方式中，每个圆弧形凸块的下端外壁两侧均形成有自外管内腔向外管外壁倾斜向上设置的第一倾斜面，每个连接臂的上端外侧形成有自外管内腔向外管外壁倾斜向下设置的第二倾斜面，每个上锚块的内侧上端形成有与第一倾斜面匹配的倾斜面，每个上锚块的内侧下端形成有与第二倾斜面匹配的倾斜面，每个上锚块的外侧设有上锚爪。

在本发明的一较佳实施方式中，长条状凹槽的上端向上延伸形成宽度减小的凸槽，在下接管的侧壁上且位于相邻两个长条状凹槽之间沿其轴向开设有中间凹槽；在凸槽和中间凹槽之间的槽壁部分开设有贯穿槽壁的安装孔，第二上支撑臂的上端插设在凸槽内并圆柱销与对应的槽壁连接。

由上所述，本发明中的井下锚定推靠机构通过电机驱动组件驱动推杆上行，利用推杆带动各部件向上运动便可使得上锚块和下锚块锚定在管柱内壁上，电机驱动组件的工作可以通过电缆传输信号控制，这样，整个机构下入到管柱内指定位置时便可通过电缆下入，能够大大节省下入机构的时间，提高作业效率。同时，整个机构结构简单，其外径较小，能够适用于内径较小的油管管柱，应用范围更广。此外，整个机构通过上锚定机构和下锚定机构共同锚定，大大提高了锚定的可靠性。

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：为本发明提供的井下锚定推靠机构的结构示意图一。

图2：为本发明提供的井下锚定推靠机构的结构示意图二。

图3：为本发明提供的内管的结构示意图。

图4：为本发明提供的丝杠套的结构示意图。

图5：为本发明提供的丝杠套的侧视图。

图6：为本发明提供的推板的结构示意图。

图7：为本发明提供的推板的剖视图。

图8：为图2中A处的局部放大图。

图9：为本发明提供的支撑套的结构示意图。

图10：为本发明提供的支撑套的剖视图。

图11：为本发明提供的推块的结构示意图。

图12：为本发明提供的弹簧组件的结构示意图。

图13：为图2中B处的局部放大图。

图14：为本发明提供的拉块的结构示意图。

图15：为本发明提供的上中间管下端的圆弧形凸块的结构示意图。

图16：为本发明提供的下接管的结构示意图。

附图标号说明：

1、外管；11、上接管；12、中间接管；121、第一长条状透孔；122、上中间管；1221、圆弧形凸块；13、下接管；131、长条状凹槽；1311、凸槽；132、中间凹槽；

2、内管；21、第三长条状透孔；

3、电机驱动组件；31、推靠电机；32、联轴器；33、丝杠；34、丝杠套；341、长条状透槽；3411、上透槽；3412、下透槽；342、安装块；35、推板；351、上凸块；352、下凸块；353、凸棱；

4、推杆；41、挡块；42、限位台阶；

5、上锚定机构；51、上锚块；52、第一上支撑臂；53、第一下支撑臂；54、推块套；541、支撑套；5411、推块安装槽；542、推块；5421、凸板；

6、弹簧组件；61、上弹簧环片；62、下弹簧环片；

7、嵌块套；71、嵌块；

8、推靠管；81、固定套；811、环形卡槽；82、推靠筒；

9、下锚定机构；91、下锚块；92、第二上支撑臂；93、第二下支撑臂；94、拉块。

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。

如图1和图2所示，本实施例提供一种井下锚定推靠机构，包括竖直设置的外管1、内管2、上锚定机构5、推靠管8以及下锚定机构9。

其中，内管2套设固定在外管1内，在内管2内呈上下套设有电机驱动组件3和推杆4，电机驱动组件3能够驱动推杆4做上下往复直线移动。在外管1的下部管壁上且位于内管2下方沿其周向间隔设有多个第一长条状透孔121，第一长条状透孔121的长度方向沿外管1轴线方向延伸。在外管1下端内壁且位于第一长条状透孔121下方向下形成一内径缩小的阶梯管，在阶梯管的管壁上沿其周向间隔设有多个长条状凹槽131，长条状凹槽的长度方向沿外管1轴线方向延伸，推杆4的下端穿过内管2后延伸至阶梯管内。

在推杆4上且对应第一长条状透孔121的位置从上至下依次套设有上锚定机构5、弹簧组件6以及嵌块套7，上锚定机构5包括卡设在各第一长条状透孔121内并能径向移动的多个上锚块51，嵌块套7与推杆4固定且其侧壁沿周向向外凸设有多个嵌块71。推靠管8套设在阶梯管上，其上部内壁设有环形卡槽811，各嵌块71穿设各第一长条状透孔121后卡设在环形卡槽811内，在推靠管8下部管壁对应各长条状凹槽131的位置分别开设一第二长条状透孔，第二长条状透孔的长度方向沿推靠管8轴线方向延伸。下锚定机构9包括设在各长条状凹槽131内并能径向移动的多个下锚块91，下锚定机构9的下端与推靠管8下端固定连接。

具体而言，第一长条状透孔121的数量与上锚块51和嵌块71的数量相同，第二长条状透孔的数量与长条状凹槽131和下锚块91的数量相同，具体数量均根据实际情况而定。例如，本实施例中，均布设置三个第一长条状透孔121和三个第二长条状透孔。在安装时，外管1的上端与一控制短节(即控制器)连接，用于控制电机驱动组件3中的电机工作，该控制短节通过电缆与地面上的控制机箱连接，在控制机箱上输入指令便可通过电缆传输向控制短节发出操作命令，以控制电机驱动组件3工作。

在使用时，可以在地面通过电缆绞车下放电缆的方式将整个机构下入到管柱内指定位置，相较于一根一根下油管的方式更加快速，而且下入位置控制更加精准，下入到3000米深的油井时只需半个小时左右便能完成下入工作。整个机构下到指定位置后，通过电机驱动组件3驱动推杆4向上运动，推杆4拉动嵌块套7一起上行，嵌块套7向上运动过程中推动弹簧组件6，弹簧组件6推动上锚定机构5，使得各上锚块51径向向外伸出并锚定在管柱内壁上；同时，嵌块套7还带动推靠管8上行，推靠管8拉动下锚定机构9下端上行，使得各下锚块91径向向外伸出锚定在管柱内壁上，完成整个机构的锚定。需要解锚时通过电机驱动组件3驱动推杆4向下运动即可完成。

由此，本实施例中的井下锚定推靠机构通过电机驱动组件3驱动推杆4上行，利用推杆4带动各部件向上运动便可使得上锚块51和下锚块91锚定在管柱内壁上，电机驱动组件3的工作可以通过电缆传输信号控制，这样，整个机构下入到管柱内指定位置时便可通过电缆下入，能够大大节省下入机构的时间，提高作业效率。同时，整个机构结构简单，其外径较小，能够适用于内径较小的油管管柱，应用范围更广。此外，整个机构通过上锚定机构5和下锚定机构9共同锚定，大大提高了锚定的可靠性。

需要说明的是，本实施例中的机构不仅可以适用于切割作业和磨铣作业，还可以适用于钻孔以及坐封等需要锚定管柱的任意场合。例如，当用在切割作业时，在外管1下端需要连接切割工具，该切割工具通过电缆与地面上的控制机箱连接，进而通过电缆传输信号来控制切割工具的旋转切割。当用在磨铣作业时，在外管1下端需要连接相应的磨铣工具。

在具体实现方式中，如图2和图3所示，电机驱动组件3包括推靠电机31、联轴器32、丝杠33、丝杠套34以及至少两个推板35，推靠电机31设在内管2的上方且其底端与内管2的上端固定，推靠电机31的输出轴通过联轴器32与丝杠33的上端连接，丝杠套34套设在丝杠33的下端并与丝杠33构成丝杠副(即螺旋副)，丝杠套34的下端与各推板35的上端固定连接，各推板35的下端均与推杆4的上端固定。在内管2管壁上沿其周向间隔设有至少两个第三长条状透孔21，第三长条状透孔21的长度方向沿内管2轴线方向延伸，各推板35沿内管2的周向间隔排布并分别上下滑动地设置在对应的第三长条状透孔21内。

其中，一般在内管2上端管壁开设有通孔，与推靠电机31底端通过螺钉固定。对丝杠33和丝杠套34构成的丝杠副结构为现有技术，能够将推靠电机31的旋转运动转变成推杆4的直线运动，在本实施例中采用滚珠丝杠副结构，具体结构在此不再赘述。第三长条状透孔21的数量与推板35数量相同，例如本实施例中对称设置两个第三长条状透孔21。

在工作时，推靠电机31的输出轴旋转，带动联轴器32和丝杠33一起旋转，由于推板35与丝杠套34固定，而推板35只能在第三长条状透孔21内上下滑动，使得丝杠套34被迫使只能做直线运动，在丝杠套34向上或向下运动时将带动推板35一起上行或下行，进而带动推杆4一起向上或向下运动。

在实际应用中，为了便于丝杠套34与推板35的固定，如图2以及图4至图7所示，在丝杠套34的下部管壁上沿其周向间隔设有至少两个长条状透槽341，长条状透槽341的长度方向沿丝杠套34轴线方向延伸，长条状透槽341向下延伸至丝杠套34的底部。在长条状透槽341内沿垂直于其延长线的方向设有安装块342，并将长条状透槽341分割成上透槽3411和下透槽3412，在安装块342上沿丝杠套34的径向开设有螺纹孔。在推板35的上端内侧向内凸设有两个上下平行的上凸块351，在推板35上且对应两个上凸块351之间的部分开设有安装通孔，两个上凸块351分别插设在上透槽3411和下透槽3412内，在安装通孔内穿设一螺钉并与安装块342上的螺纹孔螺纹连接。

为了便于推板35与推杆4的固定，如图2、图6和图7所示，在推板35的下端内侧向内凸设有下凸块352，并在下凸块352内侧向内凸设有凸棱353。在推杆4的上端向上设有一外径扩大的挡块41，在推杆4的上端且位于挡块41的下方沿其周向开设有环形凹槽，凸棱353插设在环形凹槽内且下凸块352的上端面顶靠在挡块41的下端面上。

其中，长条状透槽341的数量与推板35的数量相同，例如，本实施例中设有两个长条状透槽341。上述的推杆4既可以是杆状体也可以是管状体，根据需要进行设计。当然，对于丝杠套34和推板35的固定以及推板35和推杆4的固定也可以采用其他的方式，本实施例仅为举例说明。

进一步地，如图2和图8所示，上锚定机构5还包括第一上支撑臂52、第一下支撑臂53以及套设在推杆4上的推块套54。第一上支撑臂52的上端与外管1能转动连接，第一上支撑臂52的下端与第一下支撑臂53的上端和上锚块51的中部同时铰接，第一下支撑臂53的下端与推块套54上端铰接，推块套54的下端抵靠在弹簧组件6上端。

在使用时，当嵌块套7向上推动弹簧组件6时，弹簧组件6推动推块套54上移，带动第一下支撑臂53和第一上支撑臂52向外摆动(推杆4、推块套54、第一下支撑臂53和第一上支撑臂52四者构成曲柄滑块机构)，使得各上锚块51径向向外伸出并锚定在管柱内壁上。

进一步地，为了便于推块套54与第一下支撑臂53的连接，如图2所示，推块套54的上部向上延伸形成多对周向间隔排布的连接臂，每对连接臂包括平行间隔设置的两个连接臂，第一下支撑臂53的下端插设在两个连接臂之间并与两个连接臂铰接。

在实际应用中，一般推块套54的外径大于外管1内径，为了便于推块套54的安装，如图2以及图9至图11所示，推块套54包括支撑套541以及多个推块542。

其中，支撑套541套设在推杆4上且其外径小于外管1内径，在支撑套541的侧壁上沿其周向间隔设有贯穿其上端面和下端面的多个推块安装槽5411，每个推块安装槽5411的槽底沿支撑套541的径向开设有螺纹孔。每个推块542包括开口朝上的U形推板，U形推板的底板上开设有安装孔，U形推板的底板插设在推块安装槽5411内并通过螺钉固定。U形推板的两个侧板构成上述的连接臂，其两个侧板的内侧分别向内凸设形成凸板5421，凸板5421的下端面抵靠在支撑套541的上端面。这样，在安装时可以先将支撑套541套在推杆4上，然后再将各推块542固定在支撑套541上，安装更加方便。

为了解锚时保证上锚块51能够顺利缩回，如图2和图8所示，推杆4的下部向上形成一外径扩大的限位台阶42，支撑套541的上端面顶靠在限位台阶42的轴肩上。这样，在解锚时，推杆4带动嵌块套7向下运动，由于限位台阶42的作用推杆4将同时推动推块套54下行，进而带动第一下支撑臂53和第一上支撑臂52向内摆动，使得各上锚块51径向向内缩回，实现解锚。有效避免了在弹簧组件6的作用下推块套54无法向下运动，而造成上锚块51无法解锚的情况。

进一步地，为了在弹簧组件6推动推块套54时作用力更加均匀，以使得上锚块51能够更加平稳地锚定在管柱内壁上，如图2和图12所示，弹簧组件6包括上下叠放的多对弹簧环片，每对弹簧环片包括上下叠放的上弹簧环片61和下弹簧环片62，上弹簧环片61的中部朝下凸起，下弹簧环片62的中部朝上凸起。

为了便于嵌块套7的安装以及与推杆4和推靠管8的固定，如图2所示，嵌块套7的侧壁上沿其周向间隔设有贯穿其上端面和下端面的多个嵌块安装槽，每个嵌块安装槽的槽底沿嵌块套7的径向开设有安装孔。每个嵌块71沿嵌块套7的径向开设有安装孔，在推杆4的侧壁沿周向开设有多个螺纹孔，各嵌块71插设在对应的嵌块安装槽内，并通过一螺钉将嵌块71、嵌块套7和推杆4三者固定。其中，嵌块套7的结构与支撑套541的结构相似，可以参照图9和图10示出的结构。当然，这三者的固定也可以采用其他的方式，本实施例仅为举例说明。

为了便于推靠管8的安装，如图2所示，推靠管8包括上下固定的固定套81和推靠筒82，固定套81由多个弧状块围合构成，每个弧状块的上端内侧分别开设一弧状凹槽，各弧状凹槽构成上述的环形卡槽811，推靠筒82套设在阶梯管上，第二长条状透孔开设在推靠筒82的下部管壁上。

具体而言，弧状块的数量根据实际需要而定，例如本实施例中设置两个弧状块。一般固定套81的下端外壁与推靠筒82的上端内壁螺纹连接。在安装时，将嵌块套7和嵌块71安装固定后，将各弧状块扣在外管1上并使各嵌块71均卡设在环形卡槽811内，然后将推靠筒82套在外管1上并将推靠筒82的上端内壁与固定套81的下端外壁螺纹固定即可，更加方便。

进一步地，如图2和图13所示，下锚定机构9还包括第二上支撑臂92、第二下支撑臂93以及拉块94，第二上支撑臂92的上端与阶梯管能转动连接，第二上支撑臂92的下端与第二下支撑臂93的上端和下锚块91的中部同时铰接，第二下支撑臂93的下端与拉块94的上端铰接。拉块94插设在长条状凹槽131的下部，其外侧与推靠管8下端固定连接。

在使用时，当推靠筒82上行时，将带动拉块94一起上行，进而带动第二下支撑臂93和第二上支撑臂92向外摆动，使得各下锚块91径向向外伸出锚定在管柱内壁上。

为了便于拉块94与第二下支撑臂93的连接，如图2和图14所示，拉块94包括包括开口朝上的U形拉板，U形拉板的底板上开设有螺纹孔，并与推靠管8下端侧壁开设的通孔通过螺钉固定；第二下支撑臂93的下端插设在U形拉板的两个侧板之间并与该侧板的上端铰接。

进一步地，为了便于加工和安装，如图1和图2所示，外管1包括从上至下顺序固定的上接管11、中间接管12和下接管13，上接管11的下端内壁与中间接管12的上端外壁螺纹连接，中间接管12的上端与内管2的下端固定，第一长条状透孔121开设在中间接管12的管壁上，中间接管12的下端内壁与下接管13的上端外壁螺纹连接，下接管13构成上述的阶梯管，长条状凹槽131开设在下接管13的侧壁上。一般下接管13的内径与推杆4的外径相匹配。

在实际应用中，为了便于第一上支撑臂52与外管1的连接同时方便安装，如图2和图15所示，中间接管12包括上下固定的上中间管122和下中间管，第一长条状透孔121开设在下中间管的管壁上。在上中间管122的下端向下沿其周向间隔形成有多个圆弧形凸块1221，第一上支撑臂52插设在相邻两个圆弧形凸块1221的间隙内并通过圆柱销与圆弧形凸块1221连接。

其中，圆弧形凸块1221的数量与上锚块51的数量相同，下中间管的上端内壁与上中间管122的下端且位于圆弧形凸块1221上方的外壁螺纹连接。在各圆弧形凸块1221上开设有插销孔，圆柱销插设在第一上支撑臂52上端的通孔和对应的插销孔内，以实现第一上支撑臂52和中间接管12下端的可转动连接。

为了更有利于上锚块51径向移动，如图2、图8、图11和图15所示，每个圆弧形凸块1221的下端外壁两侧均形成有自外管1内腔向外管1外壁倾斜向上设置的第一倾斜面，每个连接臂的上端外侧形成有自外管1内腔向外管1外壁倾斜向下设置的第二倾斜面，每个上锚块51的内侧上端形成有与第一倾斜面匹配的倾斜面，每个上锚块51的内侧下端形成有与第二倾斜面匹配的倾斜面，每个上锚块51的外侧设有上锚爪。

这样，当弹簧组件6推动推块套54上移而带动第一下支撑臂53和第一上支撑臂52向外摆动时，由于第一倾斜面和第二倾斜面的限制作用，上锚块51只能沿径向向外伸出，使得上锚块51伸出更加顺利。

为了便于第二上支撑臂92与阶梯管的连接，如图2和图16所示，长条状凹槽131的上端向上延伸形成宽度减小的凸槽1311，在下接管13的侧壁上且位于相邻两个长条状凹槽131之间沿其轴向开设有中间凹槽132。在凸槽1311和中间凹槽132之间的槽壁部分开设有贯穿槽壁的安装孔，第二上支撑臂92的上端插设在凸槽1311内并圆柱销与对应的槽壁连接。

为了更有利于下锚块91顺利沿径向伸出，对于下锚块91的结构与上锚块51相似，具体为：凸槽1311的下端孔肩处形成有自外管1内腔向外管1外壁倾斜向上设置的第三倾斜面，拉块94的上端外侧形成有自外管1内腔向外管1外壁倾斜向下设置的第四倾斜面，每个下锚块91的内侧上端形成有与第三倾斜面匹配的倾斜面，每个下锚块91的内侧下端形成有与第四倾斜面匹配的倾斜面，每个下锚块91的外侧设有下锚爪。当然，凸槽1311的下端孔肩处也可以按照图2和图13示出的为平面，本实施例仅为举例说明。

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 (17)

1.一种井下锚定推靠机构，其特征在于，包括竖直设置的外管、内管、上锚定机构、推靠管以及下锚定机构；

内管套设固定在外管内，在内管内呈上下套设有电机驱动组件和推杆，电机驱动组件能够驱动推杆做上下往复直线移动；在外管的下部管壁上且位于内管下方沿其周向间隔设有多个第一长条状透孔，第一长条状透孔的长度方向沿外管轴线方向延伸；在外管下端内壁且位于第一长条状透孔下方向下形成一内径缩小的阶梯管，在阶梯管的管壁上沿其周向间隔设有多个长条状凹槽，长条状凹槽的长度方向沿外管轴线方向延伸，推杆的下端穿过内管后延伸至阶梯管内；

在推杆上且对应第一长条状透孔的位置从上至下依次套设有上锚定机构、弹簧组件以及嵌块套，上锚定机构包括卡设在各第一长条状透孔内并能径向移动的多个上锚块，嵌块套与推杆固定且其侧壁沿周向向外凸设有多个嵌块；

推靠管套设在阶梯管上，其上部内壁设有环形卡槽，各嵌块穿设各第一长条状透孔后卡设在环形卡槽内，在推靠管下部管壁对应各长条状凹槽的位置分别开设一第二长条状透孔，第二长条状透孔的长度方向沿推靠管轴线方向延伸；下锚定机构包括设在各长条状凹槽内并能径向移动的多个下锚块，下锚定机构的下端与推靠管下端固定连接。

2.如权利要求1所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，电机驱动组件包括推靠电机、联轴器、丝杠、丝杠套以及至少两个推板；

推靠电机设在内管的上方且其底端与内管的上端固定，推靠电机的输出轴通过联轴器与丝杠的上端连接，丝杠套套设在丝杠的下端并与丝杠构成丝杠副，丝杠套的下端与各推板的上端固定连接，各推板的下端均与推杆的上端固定；

在内管管壁上沿其周向间隔设有至少两个第三长条状透孔，第三长条状透孔的长度方向沿内管轴线方向延伸，各推板沿内管的周向间隔排布并分别上下滑动地设置在对应的第三长条状透孔内。

3.如权利要求2所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

在丝杠套的下部管壁上沿其周向间隔设有至少两个长条状透槽，长条状透槽的长度方向沿丝杠套轴线方向延伸，长条状透槽向下延伸至丝杠套的底部；在长条状透槽内沿垂直于其延长线的方向设有安装块，并将长条状透槽分割成上透槽和下透槽，在安装块上沿丝杠套的径向开设有螺纹孔；

在推板的上端内侧向内凸设有两个上下平行的上凸块，在推板上且对应两个上凸块之间的部分开设有安装通孔，两个上凸块分别插设在上透槽和下透槽内，在安装通孔内穿设一螺钉并与安装块上的螺纹孔螺纹连接。

4.如权利要求2所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

在推板的下端内侧向内凸设有下凸块，并在下凸块内侧向内凸设有凸棱；在推杆的上端向上设有一外径扩大的挡块，在推杆的上端且位于挡块的下方沿其周向开设有环形凹槽，凸棱插设在环形凹槽内且下凸块的上端面顶靠在挡块的下端面上。

5.如权利要求1所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，上锚定机构还包括第一上支撑臂、第一下支撑臂以及套设在推杆上的推块套；

第一上支撑臂的上端与外管能转动连接，第一上支撑臂的下端与第一下支撑臂的上端和上锚块的中部同时铰接，第一下支撑臂的下端与推块套上端铰接，推块套的下端抵靠在弹簧组件上端。

6.如权利要求5所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

推块套的上部向上延伸形成多对周向间隔排布的连接臂，每对连接臂包括平行间隔设置的两个连接臂，第一下支撑臂的下端插设在两个连接臂之间并与两个连接臂铰接。

7.如权利要求6所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

推块套包括支撑套以及多个推块，支撑套套设在推杆上且其外径小于外管内径，在支撑套的侧壁上沿其周向间隔设有贯穿其上端面和下端面的多个推块安装槽，每个推块安装槽的槽底沿支撑套的径向开设有螺纹孔；

每个推块包括开口朝上的U形推板，U形推板的底板上开设有安装孔，U形推板的底板插设在推块安装槽内并通过螺钉固定；U形推板的两个侧板构成所述的连接臂，其两个侧板的内侧分别向内凸设形成凸板，凸板的下端面抵靠在支撑套的上端面。

8.如权利要求7所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

推杆的下部向上形成一外径扩大的限位台阶，支撑套的上端面顶靠在限位台阶的轴肩上。

9.如权利要求5所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

弹簧组件包括上下叠放的多对弹簧环片，每对弹簧环片包括上下叠放的上弹簧环片和下弹簧环片，上弹簧环片的中部朝下凸起，下弹簧环片的中部朝上凸起。

10.如权利要求5所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

嵌块套的侧壁上沿其周向间隔设有贯穿其上端面和下端面的多个嵌块安装槽，每个嵌块安装槽的槽底沿嵌块套的径向开设有安装孔；每个嵌块沿嵌块套的径向开设有安装孔，在推杆的侧壁沿周向开设有多个螺纹孔，各嵌块插设在对应的嵌块安装槽内，并通过一螺钉将嵌块、嵌块套和推杆三者固定。

11.如权利要求10所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

推靠管包括上下固定的固定套和推靠筒，固定套由多个弧状块围合构成，每个弧状块的上端内侧分别开设一弧状凹槽，各弧状凹槽构成所述的环形卡槽，推靠筒套设在阶梯管上，第二长条状透孔开设在推靠筒的下部管壁上。

12.如权利要求6所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

下锚定机构还包括第二上支撑臂、第二下支撑臂以及拉块，第二上支撑臂的上端与阶梯管能转动连接，第二上支撑臂的下端与第二下支撑臂的上端和下锚块的中部同时铰接，第二下支撑臂的下端与拉块的上端铰接；拉块插设在长条状凹槽的下部，其外侧与推靠管下端固定连接。

13.如权利要求12所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

拉块包括包括开口朝上的U形拉板，U形拉板的底板上开设有螺纹孔，并与推靠管下端侧壁开设的通孔通过螺钉固定；第二下支撑臂的下端插设在U形拉板的两个侧板之间并与该侧板的上端铰接。

14.如权利要求12所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

外管包括从上至下顺序固定的上接管、中间接管和下接管，上接管的下端内壁与中间接管的上端外壁螺纹连接，中间接管的上端与内管的下端固定，第一长条状透孔开设在中间接管的管壁上，中间接管的下端内壁与下接管的上端外壁螺纹连接，下接管构成所述的阶梯管，长条状凹槽开设在下接管的侧壁上。

15.如权利要求14所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

中间接管包括上下固定的上中间管和下中间管，第一长条状透孔开设在下中间管的管壁上；在上中间管的下端向下沿其周向间隔形成有多个圆弧形凸块，第一上支撑臂插设在相邻两个圆弧形凸块的间隙内并通过圆柱销与圆弧形凸块连接。

16.如权利要求15所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

每个圆弧形凸块的下端外壁两侧均形成有自外管内腔向外管外壁倾斜向上设置的第一倾斜面，每个连接臂的上端外侧形成有自外管内腔向外管外壁倾斜向下设置的第二倾斜面，每个上锚块的内侧上端形成有与第一倾斜面匹配的倾斜面，每个上锚块的内侧下端形成有与第二倾斜面匹配的倾斜面，每个上锚块的外侧设有上锚爪。

17.如权利要求14所述的井下锚定推靠机构，其特征在于，

长条状凹槽的上端向上延伸形成宽度减小的凸槽，在下接管的侧壁上且位于相邻两个长条状凹槽之间沿其轴向开设有中间凹槽；在凸槽和中间凹槽之间的槽壁部分开设有贯穿槽壁的安装孔，第二上支撑臂的上端插设在凸槽内并圆柱销与对应的槽壁连接。

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