CN220890142U - 防中途坐挂防卡液力锚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防中途坐挂防卡液力锚，包括：上接头；中心管，上端旋接在上接头的下方；锚定机构，位于中心管的中部外周；液缸，连接在上接头与锚定机构之间；驱动活塞，连接在液缸的下端与锚定机构的上端之间；控制活塞，位于驱动活塞的上方，且位于液缸的液压腔中；驱动活塞的上方设有驱动活塞缩径段，控制活塞下端的扩径段套装在驱动活塞缩径段的外周且通过坐封剪钉相互连接；驱动活塞缩径段中设有贯通的驱动活塞径向槽，驱动活塞径向槽中嵌装有控制锁块，控制锁块的内缘嵌于中心管的外壁凹槽中将驱动活塞与中心管锁定；中心管的上部圆周设有液压孔与驱动活塞径向槽相通。该液力锚在下钻过程中，如遇井中异物卡住时不会发生提前坐封。

Description

防中途坐挂防卡液力锚

技术领域

本实用新型涉及一种井下油管柱的锚定工具，尤其涉及一种防中途坐挂防卡液力锚，属于油井液力锚技术领域。

背景技术

在有杆泵采油工艺中，由于光杆的运动，油管承受交变载荷，不仅会增加光杆的冲程损失，还会造成油管弯曲、杆柱偏磨和负荷增大等不利因素，从而缩短杆管的寿命。另外，在修井起下管柱时，油管中的原油会被带出井口，造成污染。所以就要使用液力锚，锚定井下油管柱，防止管柱蠕动或弯曲，减少冲程损失。

公开号为CN110630197B的中国发明专利，公开了一种液力锚，包括中心管以及套设在中心管上的移动组件、锚定组件，锚定组件通过移动组件在中心管的线性移动从而实现对管柱的坐卡以及解卡；移动组件包括依次套设在中心管上的活塞、缸套以及活动锥；锚定组件置于上接头与活动锥之间的空腔内，锚定组件包括玻璃纤维卡瓦、卡簧以及环套，玻璃纤维卡瓦上靠近中心管的端面两侧与活动锥、上接头的锥形面实现齿条配合，玻璃纤维卡瓦靠近卡簧的端面上具有向内凹陷的圆弧面，且卡簧为开口朝向玻璃纤维卡瓦的弧状结构，玻璃纤维卡瓦的圆弧面上具有多个应力释放槽。

该液力锚在入井过程中，如井筒内壁有异物，直径最大的部位缸套或环套的外壁容易被异物卡住，解卡操作有导致液力锚提前坐封的风险。其次，液力锚中心管长期使用有腐蚀断裂的的风险。此外，还有在液力锚使用过程中，卡瓦筒内会进砂或长期使用结垢，导致解封困难的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种防中途坐挂防卡液力锚，在下钻过程中，如遇井中异物卡住外壁时不会发生提前坐封，还可防止卡瓦筒内会进砂或长期使用结垢，导致解封困难的风险。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种防中途坐挂防卡液力锚，包括：

上接头，上端口与上方管柱旋接；

中心管，上端旋接在所述上接头的下端口中；

锚定机构，位于所述中心管的中部外周，轴向受挤压后锚定在套管内壁；

液缸，连接在所述上接头与锚定机构之间，与所述中心管的外壁合围成液压腔；

驱动活塞，套装在中心管外周，且连接在所述液缸的下端与锚定机构的上端之间；

控制活塞，位于所述驱动活塞的上方，且位于所述液缸的液压腔中；

所述驱动活塞的上方设有驱动活塞缩径段，所述控制活塞的下端外缘设有向下延伸的控制活塞扩径段，所述控制活塞扩径段套装在驱动活塞缩径段的外周且通过坐封剪钉相互连接；

所述驱动活塞缩径段中设有贯通的驱动活塞径向槽，驱动活塞径向槽中嵌装有控制锁块，所述控制锁块的内缘嵌于所述中心管的外壁凹槽中将驱动活塞与中心管锁定；所述中心管的上部圆周设有液压孔与所述驱动活塞径向槽相通。

作为本实用新型的改进，所述锚定机构包括卡瓦筒，所述卡瓦筒中设有卡瓦，所述卡瓦的外齿面位于卡瓦筒的条缝中，所述卡瓦的上下两端抵靠在上锥体及下锥体的斜面上，所述卡瓦筒的内壁与卡瓦之间支撑有片簧，所述卡瓦筒的上下两端分别与上锥体及下锥体相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述上锥体的大端设有向上延伸的上锥体延伸段，所述上锥体延伸段与所述驱动活塞的下端口固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述上锥体延伸段与所述中心管的外壁之间设有推环，所述推环的顶部抵靠在所述驱动活塞的下方，所述推环的下端连接有锁环，所述锁环的内壁设有锁环内棘齿；所述中心管的中段外壁设有中心管外棘齿；当驱动活塞推动上锥体下行使卡瓦锚定时，所述锁环内棘齿与中心管外棘齿相啮合。

作为本实用新型的进一步改进，所述中心管的下端套装有下接头，所述下接头的上部圆周设有贯通的下接头径向槽，所述下接头径向槽中嵌装有下锁块，所述下锁块的内缘嵌于嵌于所述中心管下端的外壁凹槽中将下接头与中心管锁定。

作为本实用新型的进一步改进，所述下接头的上部外周套装且固定有泄油套，所述下锁块的外壁抵靠在所述泄油套的内壁；所述泄油套的上端旋接在所述下锥体的下部外周，所述泄油套的中段多次设有多个泄油孔，各泄油孔均与所述下接头与下锥体之间的空间相通。

作为本实用新型的进一步改进，所述泄油套的下端内台阶扣在所述下接头的外台阶下方，所述泄油套的下部圆周旋接有解封剪钉，所述解封剪钉的内端头嵌入所述下接头的沉孔中。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动活塞的下端内台阶扣在所述上锥体延伸段的上端外台阶下方，所述驱动活塞的下部圆周通过多颗防转销钉与所述上锥体延伸段的上端固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述锁环的外径小于所述推环的外径，所述锁环的内径小于所述推环的内径。

作为本实用新型的进一步改进，所述卡瓦筒的上端内台阶扣在所述上锥体的外台阶上方，所述卡瓦筒的下端口中旋接有限位环，所述限位环的顶部抵靠在所述下锥体的外台阶下方，所述限位环的下部外台阶抵靠在所述卡瓦筒的下端口下方，所述卡瓦筒的内腔注满有防腐剂。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、液力锚在下钻过程中，如遇井中异物，有卡住液力锚外壁从而导致液力锚提前坐封的风险。本液力锚的内部增加了锁定机构，防止在未打压时，液力锚外壁因异物与中心管产生相对位移从而导致液力锚提前坐封。

2、当油管柱下到设计位置时，向油管内打压，使锁定机构中的控制锁块离开当前位置，锁定机构解锁，继续打压，液力锚即可正常坐封锚定。

3、为防止液力锚中心管不会腐蚀断裂，液力锚中心管使用防腐材料制成，同时在液力锚中心管内加涂防腐层。

4、为了防止异物进入卡瓦筒导致解封困难，在卡瓦筒中加注防腐剂，卡瓦筒内不会结垢，不会进砂。

5、起出管柱时，可泄放管内油液，避免井口发生溢流污染。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型防中途坐挂防卡液力锚的结构示意图；

图中：1.上接头；2.液缸；3.控制活塞；4.控制锁块；5.驱动活塞；6.坐封剪钉；7.O型圈；8.防转销钉；9.推环；10.锁环；11.上锥体；12.卡瓦筒；13.卡瓦；14.片簧；15.限位环；16.下锥体；17.泄油套；17a.泄油孔；18.中心管；18a.液压孔；19.下锁块；20.解封剪钉；21.下接头。

具体实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的防中途坐挂防卡液力锚包括上接头1、液缸2、控制活塞3、控制锁块4、驱动活塞5、坐封剪钉6、防转销钉8、推环9、锁环10、泄油套17、中心管18、下锁块19、解封剪钉20和下接头21。

上接头1的下部母螺纹与中心管18的上端公螺纹连接，并通过中心管上密封圈相互密封。驱动活塞5、推环9、锁环10套在中心管18的外周，驱动活塞5通过O型圈7与中心管18的外壁形成密封。控制锁块4的主体嵌于驱动活塞5的径向槽中，控制锁块4的内缘嵌于中心管18上部的外壁凹槽中，将驱动活塞5与中心管18锁定。

驱动活塞5的上方设有驱动活塞缩径段，控制活塞3的下端外缘设有向下延伸的控制活塞扩径段，控制活塞扩径段套装在驱动活塞缩径段的外周且通过坐封剪钉6相互连接。

驱动活塞缩径段中设有贯通的驱动活塞径向槽，驱动活塞径向槽中嵌装有控制锁块4，控制锁块4的内缘嵌于中心管18的外壁凹槽中将驱动活塞5与中心管18锁定；中心管18的上部圆周设有液压孔18a与驱动活塞径向槽相通。

锚定机构包括上锥体11、卡瓦筒12、卡瓦13、片簧14、限位环15和下锥体16，卡瓦13位于卡瓦筒12中，卡瓦13的外齿面位于卡瓦筒12的条缝中，卡瓦13的上下两端抵靠在上锥体11及下锥体16的斜面上，卡瓦筒12的内壁与卡瓦13之间支撑有片簧14，卡瓦筒12的上下两端分别与上锥体11及下锥体16相连。

上锥体11的大端设有向上延伸的上锥体延伸段，驱动活塞5的下端内台阶扣在上锥体延伸段的上端外台阶下方，驱动活塞5的下部圆周通过多颗防转销钉8与上锥体延伸段的上端固定连接。

推环9位于上锥体延伸段与中心管18的外壁之间，推环9的顶部抵靠在驱动活塞5的下方，推环9的下端连接有锁环10。锁环10的内壁设有锁环内棘齿；中心管18的中段外壁设有中心管外棘齿；当驱动活塞5推动上锥体11下行使卡瓦13锚定时，锁环内棘齿与中心管外棘齿相啮合。

卡瓦筒12的内腔注满有防腐剂，避免卡瓦筒12内结垢或砂粒进入，确保长期锚定后，卡瓦13能够顺利缩回实现解封。

控制活塞3的下端套在驱动活塞5的上部外周，控制活塞3的上部主体位于液缸2的内壁与中心管18的外壁之间，控制活塞3的内壁及外壁分别嵌装有密封圈与中心管18及液缸2形成密封。

液缸2的下端母螺纹与驱动活塞5的公螺纹相旋接，液缸2与中心管18的外壁合围成液压腔；上锥体11套在中心管18的中段外周；防转销钉8将上锥体11的上端与驱动活塞5的下端固定连接，避免产生相对转动。

下锥体16套在中心管18的下部外周，卡瓦筒12的上端内台阶扣在上锥体的外台阶上方，卡瓦筒12的下端口中旋接有限位环15，限位环15的顶部抵靠在下锥体16的外台阶下方，限位环15的下部外台阶抵靠在卡瓦筒12的下端口下方。

卡瓦13被片簧14压在卡瓦筒12的槽内；限位环15套在下锥体16的大端外周，并通过螺纹与卡瓦筒12旋接；卡瓦筒12的上端勾在上锥体11的大端台阶上。

下接头21的上端套在中心管18的下端外周，并通过中心管下密封圈实现相互密封；下锁块19的主体嵌于下接头21的径向槽中，下锁块19的内缘嵌于中心管18下端的外壁凹槽中，将下接头21与中心管18锁定。

泄油套17的下部套在下接头21的上部外周，泄油套17的上部母螺纹与下锥体16的下部公螺纹相旋接。泄油套17的中段多次设有多个泄油孔17a，各泄油孔17a均与下接头21与下锥体16之间的空间相通。

泄油套17的下端内台阶扣在下接头21的外台阶下方，泄油套17的下部圆周旋接有解封剪钉20，解封剪钉20的内端头嵌入下接头21的沉孔中。

工作原理如下：使用时，将液力锚的上接头1的上方母螺纹与上方管柱旋接，下接头21的下方公螺纹与深井泵上部油管相连，送到井下。下油管柱时，控制锁块4将中心管18与驱动活塞5锁定，防止两者产生相对位移从而导致液力锚提前坐封。即使液缸2、卡瓦筒12或泄油套17等大直径部位遭遇井筒内壁异物的卡滞，导致管柱无法下行时，可以上提管柱重新下放，此过程中，控制锁块4和下锁块19传递轴向力，坐封剪钉6和解封剪钉20均不受力，不会导致液力锚因坐封剪钉6被意外剪断而提前坐挂，或解封剪钉20提前被剪断而解体。不仅工具完全失效，导致需要起出管柱，而且会导致下接头21落井，后续需要打捞。

油管柱下至设计深度后，通过井口高压泵将压力液注入中心管18，由于深井泵为单向阀，液压经中心管18的液压孔18a进入液压腔，推动控制活塞3向上，当液压达到一定值时，坐封剪钉6被剪断。控制活塞3继续向上移动，其下端外壁脱离控制锁块4的外端头，控制锁块4从中心管18的嵌槽中退出，实现解锁。

驱动活塞5推动推环9、锁环10、上锥体11一起向下。由于下锥体16固定不动，卡瓦13在上锥体11、下锥体16的挤压下，克服片簧14弹力而撑开，直至锚定在管壁上。此时，锁环10下行至与中心管18上的锁齿啮合，从而将上锥体11锁定。锁环10的外径小于推环的外径，锁环10的内径小于推环的内径；锁环10外壁与上锥体延伸段的内壁之间留有间隙，使锁环10有一定弹性，便于啮合。

当需要起井下管柱时，上提管柱，上接头1带动中心管18与卡瓦锚定机构产生相对位移，解封剪钉20被剪断，下锁块19退到泄油套17的泄油孔17a附近，失去泄油套17的支撑，其内缘脱离中心管18的外壁嵌槽，致使中心管18与下接头21分开。

下接头21受到尾管及管内原油的重力作用下移，同时带动泄油套17及下锥体16下移；与此同时上接头1通过中心管18上的台阶带动驱动活塞5、上锥体11向上，卡瓦13就失去了上锥体11与下锥体16的支撑，在片簧14的作用下收回。液力锚解除锚定，即可提出管柱。管柱中的油液从泄油套17的泄油孔17a排出，避免造成井口溢流。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，包括：

上接头，上端口与上方管柱旋接；

中心管，上端旋接在所述上接头的下端口中；

锚定机构，位于所述中心管的中部外周，轴向受挤压后锚定在套管内壁；

液缸，连接在所述上接头与锚定机构之间，与所述中心管的外壁合围成液压腔；

驱动活塞，套装在中心管外周，且连接在所述液缸的下端与锚定机构的上端之间；

控制活塞，位于所述驱动活塞的上方，且位于所述液缸的液压腔中；

所述驱动活塞的上方设有驱动活塞缩径段，所述控制活塞的下端外缘设有向下延伸的控制活塞扩径段，所述控制活塞扩径段套装在驱动活塞缩径段的外周且通过坐封剪钉相互连接；

所述驱动活塞缩径段中设有贯通的驱动活塞径向槽，驱动活塞径向槽中嵌装有控制锁块，所述控制锁块的内缘嵌于所述中心管的外壁凹槽中将驱动活塞与中心管锁定；所述中心管的上部圆周设有液压孔与所述驱动活塞径向槽相通。

2.根据权利要求1所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述锚定机构包括卡瓦筒，所述卡瓦筒中设有卡瓦，所述卡瓦的外齿面位于卡瓦筒的条缝中，所述卡瓦的上下两端抵靠在上锥体及下锥体的斜面上，所述卡瓦筒的内壁与卡瓦之间支撑有片簧，所述卡瓦筒的上下两端分别与上锥体及下锥体相连。

3.根据权利要求2所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述上锥体的大端设有向上延伸的上锥体延伸段，所述上锥体延伸段与所述驱动活塞的下端口固定连接。

4.根据权利要求3所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述上锥体延伸段与所述中心管的外壁之间设有推环，所述推环的顶部抵靠在所述驱动活塞的下方，所述推环的下端连接有锁环，所述锁环的内壁设有锁环内棘齿；所述中心管的中段外壁设有中心管外棘齿；当驱动活塞推动上锥体下行使卡瓦锚定时，所述锁环内棘齿与中心管外棘齿相啮合。

5.根据权利要求3所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述中心管的下端套装有下接头，所述下接头的上部圆周设有贯通的下接头径向槽，所述下接头径向槽中嵌装有下锁块，所述下锁块的内缘嵌于嵌于所述中心管下端的外壁凹槽中将下接头与中心管锁定。

6.根据权利要求5所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述下接头的上部外周套装且固定有泄油套，所述下锁块的外壁抵靠在所述泄油套的内壁；

所述泄油套的上端旋接在所述下锥体的下部外周，所述泄油套的中段多次设有多个泄油孔，各泄油孔均与所述下接头与下锥体之间的空间相通。

7.根据权利要求6所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述泄油套的下端内台阶扣在所述下接头的外台阶下方，所述泄油套的下部圆周旋接有解封剪钉，所述解封剪钉的内端头嵌入所述下接头的沉孔中。

8.根据权利要求3所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述驱动活塞的下端内台阶扣在所述上锥体延伸段的上端外台阶下方，所述驱动活塞的下部圆周通过多颗防转销钉与所述上锥体延伸段的上端固定连接。

9.根据权利要求4所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述锁环的外径小于所述推环的外径，所述锁环的内径小于所述推环的内径。

10.根据权利要求3所述的防中途坐挂防卡液力锚，其特征在于，所述卡瓦筒的上端内台阶扣在所述上锥体的外台阶上方，所述卡瓦筒的下端口中旋接有限位环，所述限位环的顶部抵靠在所述下锥体的外台阶下方，所述限位环的下部外台阶抵靠在所述卡瓦筒的下端口下方，所述卡瓦筒的内腔注满有防腐剂。