CN204175214U - 锚定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锚定装置，包括：上接头；上端与所述上接头固定连接的中心管，其管壁上设置有连通孔，在所述中心管外围设置有限位件；上下依次套设在所述中心管外围的密封件、滑动机构、锚定机构；所述密封件位于所述连通孔的上方；所述滑动机构包括：密封活塞、锥体、复位件，其中所述密封活塞密封套设在所述中心管的外围，且其下端与所述限位件接触；所述锥体上端与所述密封活塞固定连接，其下端套设在中心管的外围；所述锥体与所述中心管之间形成有环形容纳腔；所述复位件设置在所述容纳腔内；所述锚定机构包括：与所述锥体配合并用于锚定坐封的卡瓦。本实用新型所述锚定装置，能够实现重复使用，多次实现锚定坐封和泄压解封功能。

Description

锚定装置

技术领域

本实用新型涉及一种油田井下采油工具，特别涉及一种锚定装置。

背景技术

目前，在油田井下进行采油操作时，针对需要具备锚定和泄油功能的管柱来说，一般在抽油泵上部采用用于实现锚定功能的机械式油管锚或液压式油管锚配合用于实现泄油功能的泄油器来分别实现锚定坐封和泄压解封功能。

其中，所述液压式油管锚在使用时，需要水泥车打压坐封，施工工序繁琐且作业费用较高，因此应用并不广泛。

所述机械式油管锚，中国专利CN20309777U给出了一种实现方式，具体的公开了一种油田井下管柱泄油式液压油管锚。如图1所示，其包括：上接头1、放松销钉2、调节控制环3、剪断剪钉4、连接环5、径向传压孔6、活塞7、锁环座8、橡胶弹簧9、缸套10、锥筒11、控制剪钉12、中心管13、轴向卡瓦14和挡环15。

使用时，所述油田井下管柱泄油式液压油管锚连接于泵的上方，随管柱一同下入井内，完井抽油后，液体经中心管13的径向传压孔6将压力传至活塞7上方。当油套内外压差达到5兆帕至6兆帕时，或者也可在油管及泵试压时达到5兆帕至6兆帕，轴向卡瓦14上的控制剪钉12被剪断，活塞7受上方压力推动下移，带动锁环座8、橡胶弹簧9和锥筒11下行，锥筒11的锥面将轴向卡瓦14顶出，卡在套管内壁上，实现锚定坐封。

当油井作业时，上提管柱，当提升力超过60千牛时，剪断剪钉4被剪断，管柱带动上接头1、防松销钉2、调节控制环3和中心管13上移，使中心管13的径向传压孔6外露出来，从而实现泄油。同时中心管13带动锁环座8、橡胶弹簧9和锥筒11上移，使轴向卡瓦14靠燕尾键的机械力强制收回，实现泄压解封。

由于所述油田井下管柱泄油式液压油管锚在上述锚定和泄油的过程中是分别通过所述控制剪钉12和剪断剪钉4来控制的。而所述控制剪钉12和剪断剪钉4被剪断后不可重复坐封和泄压操作，因此所述油田井下管柱泄油式液压油管锚不可重复使用，多次实现锚定坐封和泄压解封功能。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种锚定装置，能够实现重复使用，多次实现锚定坐封和泄压解封功能。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种锚定装置，包括：上接头；上端与所述上接头固定连接的中心管，其管壁上设置有连通孔，在所述中心管外围设置有限位件；

上下依次套设在所述中心管外围的密封件、滑动机构、锚定机构；所述密封件位于所述连通孔的上方；所述滑动机构包括：密封活塞、锥体、复位件，其中所述密封活塞密封套设在所述中心管的外围，且其下端与所述限位件接触；所述锥体上端与所述密封活塞固定连接，其下端套设在中心管的外围；所述锥体与所述中心管之间形成有环形容纳腔；所述复位件设置在所述容纳腔内；所述锚定机构包括：与所述锥体配合并用于锚定坐封的卡瓦。

在优选的实施方式中，所述密封件呈圆环结构，其横截面为梯形或楔形。

在优选的实施方式中，所述密封件外围设置有定位件，所述定位件上部与所述上接头固定连接，下部与所述密封件配合并将所述密封件压紧在中心管上。

在优选的实施方式中，所述复位件为弹簧，其沿着所述中心管的轴线方向纵向延伸。

在优选的实施方式中，所述密封活塞通过间隙配合的方式套设在所述中心管的外围，所述密封活塞内表面设置有O型密封圈，用于密封所述中心管与所述密封活塞之间的间隙。

在优选的实施方式中，所述锚定机构还包括：收缩件、压环套、弹簧垫、弹簧、扶正摩擦块；

所述收缩件设置在所述卡瓦的外表面；保证所述卡瓦的外径小于或等于待坐封的封隔器本体外径；

所述压环套设于所述中心管外围，其上部设置有用于对所述卡瓦进行限位的矩形槽；

所述弹簧垫套设于所述中心管外围，其与所述压环套固定连接；

所述弹簧一端固定在所述弹簧垫上，另一端与所述扶正摩擦块相抵紧；

所述扶正摩擦块嵌于所述压环套外部，与所述弹簧配合，用于使所述锚定装置与套管保持相对静止。

在优选的实施方式中，所述收缩件为沿着所述中心管的径向向内收缩的弹簧，所述收缩件的个数为3个，均匀布置在所述中心管的圆周方向。

在优选的实施方式中，所述弹簧的个数为多个，沿着所述中心管的轴向和周向分别排列布置。

在优选的实施方式中，所述中心管的外围还设置有辅助机构，其包括：导向套、导向钉，

所述导向套套设在所述中心管的外围，其上部与所述弹簧垫固定连接，所述导向套表面设置有用于导向的轨迹槽；

所述导向钉固定于所述中心管的外围，并与所述轨迹槽配合。

在优选的实施方式中，所述中心管的下端还设置有防掉环。

本实用新型的特点和优点是：本实用新型所述锚定装置，相对于现有技术中的油田井下管柱泄油式液压油管锚而言，通过在所述中心管上设置限位件、以及密封件和滑动机构，所述滑动机构通过与所述密封件配合，能够对所述中心管上用于实现油管和套管联通的连通孔实现重复打开和关闭，使得本实用新型所述锚定装置能够重复锚定坐封和泄压解封。而且所述密封件选用聚四氟乙烯，使用时密封性能更佳可靠。另外本实用新型所述锚定装置在下井时，油管和套管处于连通状态，内外不存在压差，可避免现有的现有技术中所述油田井下管柱泄油式液压油管锚在下入井中的过程中，因所述径向传压孔处于关闭状态，油管和套管不连通，内外存在压差，当管柱下放速度较快，使得内外压差达到差达到5兆帕至6兆帕时，出现油管锚中途坐封，使得锚定坐封失败的情况。

附图说明

图1是现有技术中一种油田井下管柱泄油式液压油管锚结构示意图；

图2是本实用新型实施例中一种锚定装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

本实用新型提供了一种锚定装置，能够实现重复使用，多次实现锚定坐封和泄压解封功能。

请参阅图2，本实用新型所述的上或下是相对于所述锚定装置下入井内的使用状态而言的，相对来说，其上接头1的上端A为上，其中心管2的下端B为下。

本实用新型所述锚定装置包括：上接头1、中心管2、密封件3、滑动机构4、锚定机构5。

所述上接头1为中空柱体，其内外表面可设置有螺纹。使用时，所述上接头1固定在所述中心管2的上端，所述固定连接包括螺纹连接、焊接等。例如所述固定连接为螺纹连接时，在所述上接头1的内表面可设置内螺纹，在所述中心管2的上端可设置与之匹配的外螺纹。

所述中心管2为中空管柱，其上端与所述上接头1固定连接。所述固定连接的方式包括螺纹连接、焊接等。例如为螺纹连接时，所述中心管2的上端设置有外螺纹，相应的，所述上接头1的下端设置有与之匹配的内螺纹。

在所述中心管2的管壁上设置有连通孔20，所述连通孔20用于实现油管和套管相连通。在所述中心管2外围设置有限位件21。所述限位件21可与所述中心管2一体成型，例如，所述限位件21为所述中心管2外围形成的凸起。所述限位件21可通过固定连接的方式固定在所述中心管2的外围。所述限位件21可为一圆环结构。例如所述固定连接的方式可为螺纹连接、销钉连接、焊接等。

所述密封件3整体可呈圆环结构，所述密封件3的横截面可呈梯形或楔形。所述密封件3可套设在所述中心管2的外围，并且位于所述连通孔20的上方，保证不直接将所述孔20堵塞。例如所述密封件3的内表面与所述中心管2的外表面相接触，其外围可通过设置一定位件31进行定位并将所述密封件3压紧，使其与所述中心管2相抵紧，以保证两者接触位置的密封性。

所述定位件31可为一中空的圆形压环结构。所述压环的上部可通过所述上接头1固定，其下部压在所述密封件3上。所述定位件31与所述上接头1固定连接的方式可为螺纹连接，如在所述定位件31的内表面设置内螺纹，在所述上接头1的外表面设置与之匹配的外螺纹。所述密封件3的材料可为聚四氟乙烯，其具有耐高温、耐腐蚀老化寿命长等一系列优良的使用性能。

所述滑动结构4套设在所述中心管2的外围，相对于所述密封机构2以下的位置，和所述密封件30配合，用于控制所述连通孔20的打开或关闭。所述滑动机构4包括：密封活塞41、锥体42、复位件43。

所述密封活塞41为中空的柱体，其通过间隙配合的方式套设在所述中心管2的外围。在所述密封活塞41中空的内表面设置O型密封圈，通过所述O型密封圈实现所述密封活塞41与所述中心管2之间的密封性。

所述密封活塞41的上端用于和所述密封件3相匹配，当所述密封活塞41相对所述中心管2向上滑动与所述密封件3相接触时，其与所述密封件3能够将所述连通孔20关闭。

所述密封活塞41的下端通过所述中心管2上的限位件21进行限位。所述密封活塞41的外围固定连接有锥体42。所述固定连接的方式可为螺纹连接、焊接、销接等。

所述锥体42用于与所述锚定机构配合实现锚定坐封，其上端与所述密封活塞41固定连接，其下端通过间隙配合的方式套设在中心管2的外围。所述锥体42套设在所述中心管2后，与所述中心管2形成一环形容纳腔24，所述容纳腔24用于设置所述复位件43。

所述复位件43设置在所述锥体43与所述中心管2形成的容纳腔24内，所述复位件43可为弹簧，其沿着所述中心管2的轴线方向纵向延伸。当所述密封活塞41带动锥体42相对所述中心管2向上滑动后，所述容纳腔24容积变小，压缩所述复位件43，使所述复位件43具有以所述限位件21为端点向下伸展的弹性势能，从而能够带动所述密封活塞41、锥体42向下滑动，完成复位。

所述锚定机构5包括：卡瓦50、收缩件51、压环套52、弹簧垫53、弹簧54、扶正摩擦块55。

所述卡瓦50套设于所述中心管2外部，其下端于通过所述压环套52限位。所述卡瓦50外表面设置有所述收缩件51。

所述收缩件51用于实现所述卡瓦50紧贴中心管2，保证所述卡瓦50的外径小于或等于封隔器本体外径，以使得卡瓦50下井时不被磨坏。所述收缩件51可为具有沿着所述中心管2的径向向内收缩的弹性势能的弹簧，从而能够使得所述卡瓦50紧贴在中心管2的管壁上。所述收缩件51的个数与所述卡瓦50相匹配为3个，均匀布置在所述中心管2的圆周方向。

所述压环套52套设于所述中心管2的外围，其上端设置有矩形槽521，用于与所述卡瓦50的下端配合，实现将所述卡瓦50定位。在所述压环套52上还设置有第一孔522，可用于设置销钉，以固定所述收缩件51。在所述压环套52上还设置有第二孔523，可用于设置销钉，以固定所述弹簧垫53。

所述弹簧垫53套设于所述中心管2外部，在所述弹簧垫53上设置有多个弹簧54。所述弹簧垫53的上端与所述压环套52固定连接。所述固定连接的方式可为销钉连接。

所述弹簧54一端固定在所述弹簧垫53上，另一端与所述扶正摩擦块55相抵紧。所述弹簧54的个数为多个，可沿着所述中心管2的轴向和周向布置。例如所述弹簧54的个数为3*4即3排4列12个时，其沿着所述中心管2的轴向依次排列3个，并沿着所述中心管2的周向均匀布置4列。

所述扶正摩擦块55嵌于所述压环套52外部，通过与所述弹簧54配合实现所述扶正摩擦块55能够紧贴套管外壁，保证封隔器坐封换轨时，与所述套管之间具备足够摩擦力，从而保证与套管之间保持相对静止。

本实用新型所述的锚定装置还包括辅助机构6，所述辅助机构6包括：导向套61、导向钉62。

所述导向套61套设在所述中心管2的外围，其一端固定在所述弹簧垫53上，所述固定的方式可为销钉连接、焊接等；另一端与所述导向钉62配合。所述导向套61设置有用于导向的轨迹槽610。

所述导向钉62外套于中心管2下部，可通过焊接方式与所述中心管2固定。所述导向钉62设置在所述轨迹槽610内，在下井过程中，所述导向钉62由于位于所述轨迹槽610内，具有自锁功能，可以防止所述锚定装置发生误操作。当需要坐封锚定时，可将所述导向钉62通过旋转管柱的方式从所述轨迹槽610内滑出，从而完成解锁。所述导向套61可通过销钉与所述弹簧垫53固定，并保证所述扶正摩擦块524始终在所述弹簧垫53内延径向运动。

本实用新型所述的锚定装置还包括：防掉环7。所述防掉环7套于所述中心管2外部，可与中心管2通过螺纹连接固定。所述防掉环7设置在所述中心管2的下端，当套设在中心管2外围的部分失效下落时，所述放掉环7能够将其挡住，防止其落入井下。

本实用新型所述的锚定装置工作其原理如下：

锚定坐封：先将设置有本实用新型所述的锚定装置的管柱下到设计位置；在上述下井过程中，通过所述中心管2上部连通孔20能够实现油管和套管相连通，从而能够使得锚定装置内外压力相等，不存在压力差。而现有技术中所述油田井下管柱泄油式液压油管锚在下入井中的过程中，所述径向传压孔6处于关闭状态，油管和套管不连通，内外存在压差，当管柱下放速度较快，使得内外压差达到差达到5兆帕至6兆帕时，易引起油管锚中途坐封，使得锚定坐封失败。

然后上提管柱一定距离后旋转管柱3至5圈，此时导向钉62延导向套61的轨迹槽610滑出完成解锁。

再下放管柱，此时所述锚定结构5以及与之固定连接的导向套61在所述扶正摩擦块524与套管之间的摩擦力作用下相对静止，而所述上接头1和中心管2、以及设置在所述上接头1或中心管2上的密封件3、定位件31、滑动机构4同时向下运动指所述卡瓦50位置继续下放，此时所述滑动机构4内的锥体42将所述卡瓦50支开卡于套管上；实现锚定坐封。

此时继续下放管柱，所述锥体42及密封滑套41相对所述锚定机构5静止，所述中心管2在下移过程中，其限位件21与所述锥体42配合压缩所述复位件43，使得所述复位件43具有向外扩展的弹性势能，下放管柱至所述密封活塞41的上端与密封垫3接触，此时，所述密封活塞41与所述密封件3配合，将所述中心管2上部的连通孔20密封，实现油套不连通。

泄压解封：上提管柱，此时所述锚定结构5以及与之固定连接的导向套61在所述扶正摩擦块524与套管之间的摩擦力作用下相对静止，所述上接头1和中心管2、以及设置在所述上接头1或中心管2上的密封件3、定位件31、滑动机构4向上运动与所述卡瓦10脱离，所述卡瓦10在所述收缩件51作用下收回，同时所述锥体42在复位件43向外扩展的弹性势能作用下向下运动复位且带动所述密封活塞41向下运动，使得其与所述密封垫件3脱离，露出中心管2上部的连通孔20，油套连通，从而实现泄压解封。

本实用新型所述锚定装置，相对于现有技术中的油田井下管柱泄油式液压油管锚而言，通过在所述中心管2上设置限位件21、以及密封件3和滑动机构4，所述滑动机构4通过与所述密封件3配合，能够对所述中心管2上用于实现油管和套管联通的连通孔20实现重复打开和关闭，使得本实用新型所述锚定装置能够重复锚定坐封和泄压解封。而且所述密封件3选用聚四氟乙烯，使用时密封性能更佳可靠。

另外本实用新型所述锚定装置在下井时，油管和套管处于连通状态，内外不存在压差，可避免现有的现有技术中所述油田井下管柱泄油式液压油管锚在下入井中的过程中，因所述径向传压孔6处于关闭状态，油管和套管不连通，内外存在压差，当管柱下放速度较快，使得内外压差达到差达到5兆帕至6兆帕时，出现油管锚中途坐封，使得锚定坐封失败的情况。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种锚定装置，其特征在于，包括：

上接头；

上端与所述上接头固定连接的中心管，其管壁上设置有连通孔，在所述中心管外围设置有限位件；

上下依次套设在所述中心管外围的密封件、滑动机构、锚定机构；

所述密封件位于所述连通孔的上方；

所述滑动机构包括：密封活塞、锥体、复位件，其中所述密封活塞密封套设在所述中心管的外围，且其下端与所述限位件接触；所述锥体上端与所述密封活塞固定连接，其下端套设在中心管的外围；所述锥体与所述中心管之间形成有环形容纳腔；所述复位件设置在所述容纳腔内；

所述锚定机构包括：与所述锥体配合并用于锚定坐封的卡瓦。

2.如权利要求1所述的锚定装置，其特征在于：所述密封件呈圆环结构，其横截面为梯形或楔形。

3.如权利要求2所述的锚定装置，其特征在于：所述密封件外围设置有定位件，所述定位件上部与所述上接头固定连接，下部与所述密封件配合并将所述密封件压紧在中心管上。

4.如权利要求1所述的锚定装置，其特征在于：所述复位件为弹簧，其沿着所述中心管的轴线方向纵向延伸。

5.如权利要求1所述的锚定装置，其特征在于：所述密封活塞通过间隙配合的方式套设在所述中心管的外围，所述密封活塞内表面设置有O型密封圈，用于密封所述中心管与所述密封活塞之间的间隙。

6.如权利要求1所述的锚定装置，其特征在于，所述锚定机构还包括：收缩件、压环套、弹簧垫、弹簧、扶正摩擦块；

所述收缩件设置在所述卡瓦的外表面；保证所述卡瓦的外径小于或等于待坐封的封隔器本体外径；

所述压环套设于所述中心管外围，其上部设置有用于对所述卡瓦进行限位的矩形槽；

所述弹簧垫套设于所述中心管外围，其与所述压环套固定连接；

所述弹簧一端固定在所述弹簧垫上，另一端与所述扶正摩擦块相抵紧；

所述扶正摩擦块嵌于所述压环套外部，与所述弹簧配合，用于使所述锚定装置与套管保持相对静止。

7.如权利要求6所述的锚定装置，其特征在于：所述收缩件为沿着所述中心管的径向向内收缩的弹簧，所述收缩件的个数为3个，均匀布置在所述中心管的圆周方向。

8.如权利要求6所述的锚定装置，其特征在于：所述弹簧的个数为多个，沿着所述中心管的轴向和周向分别排列布置。

9.如权利要求6所述的锚定装置，其特征在于：所述中心管的外围还设置有辅助机构，其包括：导向套、导向钉，

所述导向套套设在所述中心管的外围，其上部与所述弹簧垫固定连接，所述导向套表面设置有用于导向的轨迹槽；

所述导向钉固定于所述中心管的外围，并与所述轨迹槽配合。

10.如权利要求1所述的锚定装置，其特征在于：所述中心管的下端还设置有防掉环。