浮球浮箍式預應力固井地錨總成的製作方法
2023-08-05 14:28:51
浮球浮箍式預應力固井地錨總成的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及油氣田稠油熱採固完井作業用地錨工具【技術領域】，是一種浮球浮箍式預應力固井地錨總成，包括上接箍、地錨套筒、中心滑套、限位組件、連杆、錨爪和浮球式浮箍，上接箍的下部內側和地錨套筒的上部外側固定安裝在一起，地錨套筒的下端有外螺紋；中心滑套的上端外側固定有外環臺，外環臺套裝在地錨套筒的上部內側且兩者之間設有能通過壓力解除限位關係的限位組件。本實用新型結構合理而緊湊，其通過在中心滑套的下部固定安裝浮球式浮箍，即可保持水泥漿順利的從上向下灌入，同時可有效防止水泥漿回流，使得該過程無需增加額外的工具或工序，安裝方便，省時省力，安全快捷，同時還可降低人工成本和生產成本。
【專利說明】浮球浮箍式預應力固井地錨總成
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油氣田稠油熱採固完井作業用地錨工具【技術領域】，是一種浮球浮箍式預應力固井地錨總成。
【背景技術】
[0002]預應力固井就是給套管施加一定強度的拉應力，使套管在此狀態下被水泥凝結，當溫度升高時，就可抵消一部分套管受熱產生的壓應力。從而提高套管的耐溫極限，減緩或避免注蒸汽造成的套管破壞。預應力固井技術是國內外稠油開採普遍採用的技術。應用預應力固井技術可以減緩套管的損壞速度，延長油井的使用壽命，提高稠油產量。所以預應力固井技術是稠油熱採中必不可少的關鍵技術。預應力可抵抗高溫的變化，減少熱應力及套管的蠕動(由於套管和水泥環受熱膨脹率不同，套管變形大時易對水泥環造成破壞，形成竄槽)，保護套管和水泥環不受破壞。近年來，預應力固井技術在新疆油田得到了廣泛的應用，從應用情況來看，該技術也取得了良好的效果。但是，作為預應力固井技術主要工具的地錨，其還存在一些不足，當其在接入套管串時，還需在其下部聯接浮箍或浮鞋，使其安裝繁瑣，費時費力，同時還會增加人工成本和生產成本。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供了一種浮球浮箍式預應力固井地錨總成，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有地錨存在的還需在其下部聯接浮箍或浮鞋，使其安裝繁瑣，費時費力，同時還會增加人工成本和生產成本的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的:一種浮球浮箍式預應力固井地錨總成，包括上接箍、地錨套筒、中心滑套、限位組件、連杆、錨爪和浮球式浮箍，上接箍的下部內側和地錨套筒的上部外側固定安裝在一起，地錨套筒的下端有外螺紋；中心滑套的上端外側固定有外環臺，外環臺套裝在地錨套筒的上部內側且兩者之間設有能通過壓力解除限位關係的限位組件，外環臺的底部外側沿圓周分布有至少兩個連杆槽，連杆槽內鉸接有連杆；地錨套筒的中部內側固定有內環臺，中心滑套的下部套裝在內環臺內側，地錨套筒側壁的中部沿圓周分布有與連杆槽位置相對應的錨爪凹槽，錨爪凹槽內鉸接有錨爪；錨爪的內側中部和連杆的下端鉸接在一起；對應內環臺下方位置的中心滑套的下端固定安裝有位於地錨套筒下端內側且能有效防止水泥漿回流的浮球式浮箍。
[0005]下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進:
[0006]上述浮球式浮箍可包括單向閥體和能在水泥漿中上浮的浮球，中心滑套的下端與單向閥體的上端固定安裝在一起，單向閥體上分布有至少一個進液通孔，浮球位於中心滑套下方的單向閥體內，浮球的直徑大於中心滑套下端的內徑且大於進液通孔的直徑。
[0007]上述連杆槽、錨爪凹槽、連杆和錨爪的數量均可為三個；單向閥體的側壁上沿圓周均布有三個進液通孔。
[0008]上述外環臺的內部可有與中心滑套的內孔相通的臺階通孔；臺階通孔的上部呈上大下小的倒錐臺形；中心滑套的內孔下部呈上小下大的錐臺形。
[0009]上述限位組件可包括定位環和地錨剪釘，對應地錨套筒上方位置的外環臺與上接箍之間設有定位環，定位環和和外環臺通過地錨剪釘固定安裝在一起，定位環的底部座於地錨套筒上端。
[0010]上述位於定位環下方的外環臺與地錨套筒之間、中心滑套的下部與內環臺之間均可設有密封圈。
[0011]本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，其通過在中心滑套的下部固定安裝浮球式浮箍，且浮球自身密度小於水泥漿的密度，即可保持水泥漿順利的從上向下灌入，同時可有效防止水泥漿回流，使得該過程無需增加額外的工具或工序，安裝方便，省時省力，安全快捷，同時還可降低人工成本和生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]附圖1為本實用新型最佳實施例的主視半剖視結構示意圖。
[0013]附圖中的編碼分別為:I為上接箍，2為地錨套筒,3為中心滑套,4為連杆,5為錨爪，6為外環臺，7為內環臺,8為單向閥體,9為浮球,10為進液通孔,11為定位環，12為地錨剪釘，13為密封圈，14為臺階通孔。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0015]在本實用新型中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、後、上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0016]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述:
[0017]如附圖1所示，該浮球浮箍式預應力固井地錨總成包括上接箍1、地錨套筒2、中心滑套3、限位組件、連杆4、錨爪5和浮球式浮箍，上接箍I的下部內側和地錨套筒2的上部外側固定安裝在一起，地錨套筒2的下端有外螺紋；中心滑套3的上端外側固定有外環臺6，外環臺6套裝在地錨套筒2的上部內側且兩者之間設有能通過壓力解除限位關係的限位組件，外環臺6的底部外側沿圓周分布有至少兩個連杆槽，連杆槽內鉸接有連杆4 ;地錨套筒2的中部內側固定有內環臺7，中心滑套3的下部套裝在內環臺7內側，地錨套筒2側壁的中部沿圓周分布有與連杆槽位置相對應的錨爪凹槽，錨爪凹槽內鉸接有錨爪5 ;錨爪5的內側中部和連杆4的下端鉸接在一起；對應內環臺7下方位置的中心滑套3的下端固定安裝有位於地錨套筒2下端內側且能有效防止水泥漿回流的浮球式浮箍。在使用時，將本實用新型連接到套管管串中，並將其下入到井內的預設位置，向管串內投入膠塞或憋壓球並注入水泥漿，當膠塞或憋壓球下行至遭遇外環臺6上端的碰壓瞬間，會產生較大的壓力，該壓力作用於限位組件會解除外環臺6與地錨套筒2的限位關係，隨後在壓力作用下，外環臺6將於中心滑套3下行，並帶動連杆4將錨爪5撐開，實現錨爪5卡入地層固定管串位置的錨定過程，然後通過鑽機大鉤提拉套管管串，達到對套管施加預應力的目的；固井注水泥漿結束後，浮球式浮箍可防止環空水泥漿返回套管內。整個過程中，無需增加額外的工具或工序，安裝方便，省時省力，安全快捷，同時還可降低人工成本和生產成本。根據需求,限位組件可以是剪切銷釘，外環臺6和地錨套筒2通過剪切銷釘固定安裝在一起。
[0018]可根據實際需要，對上述浮球浮箍式預應力固井地錨總成作進一步優化或/和改進:
[0019]如附圖1所示，浮球式浮箍包括單向閥體8和能在水泥漿中上浮的浮球9，中心滑套3的下端與單向閥體8的上端固定安裝在一起，單向閥體8上分布有至少一個進液通孔10，浮球9位於中心滑套3下方的單向閥體8內，浮球9的直徑大於中心滑套3下端的內徑且大於進液通孔10的直徑。根據需求，浮球9可為複合材料型浮球，且其密度低於水泥漿的密度；中心滑套3的下端與單向閥體8的上端可通過螺紋連接、焊接或彈性卡環固定安裝在一起。在使用過程中，套管內將有大量的水泥漿，由於浮球9的密度低於水泥漿的密度，浮球9將上浮且抵在中心滑套3的下端並與中心滑套3的下端之間形成密封。
[0020]如附圖1所示，連杆槽、錨爪凹槽、連杆4和錨爪5的數量均為三個；單向閥體8的側壁上沿圓周均布有三個進液通孔10。根據需求，單向閥的底部也可設有進液通孔10。
[0021]如附圖1所示，外環臺6的內部有與中心滑套3的內孔相通的臺階通孔14 ;臺階通孔14的上部呈上大下小的倒錐臺形；中心滑套3的內孔下部呈上小下大的錐臺形。
[0022]如附圖1所示，限位組件包括定位環11和地錨剪釘12，對應地錨套筒2上方位置的外環臺6與上接箍I之間設有定位環11，定位環11和和外環臺6通過地錨剪釘12固定安裝在一起，定位環11的底部座於地錨套筒2上端。當向管串內投入膠塞或憋壓球並注入水泥漿時，在膠塞或憋壓球下行至遭遇呈倒錐臺形的臺階通孔14的碰壓瞬間，會產生較大的壓力，從而切斷地錨剪釘12，進而推動外環臺6和中心套筒下行，帶動連杆4將錨爪5撐開；在該過程中，定位環11也會承受較大的壓力，容易損壞，這樣可便於單個零部件的更換，使得本實用新型的其他部件可多次反覆使用，延長其整體的使用壽命。
[0023]如附圖1所示，位於定位環11下方的外環臺6與地錨套筒2之間、中心滑套3的下部與內環臺7之間均設有密封圈13。
[0024]以上技術特徵構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1.一種浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於包括上接箍、地錨套筒、中心滑套、限位組件、連杆、錨爪和浮球式浮箍，上接箍的下部內側和地錨套筒的上部外側固定安裝在一起，地錨套筒的下端有外螺紋；中心滑套的上端外側固定有外環臺，外環臺套裝在地錨套筒的上部內側且兩者之間設有能通過壓力解除限位關係的限位組件，外環臺的底部外側沿圓周分布有至少兩個連杆槽，連杆槽內鉸接有連杆；地錨套筒的中部內側固定有內環臺，中心滑套的下部套裝在內環臺內側，地錨套筒側壁的中部沿圓周分布有與連杆槽位置相對應的錨爪凹槽，錨爪凹槽內鉸接有錨爪；錨爪的內側中部和連杆的下端鉸接在一起；對應內環臺下方位置的中心滑套的下端固定安裝有位於地錨套筒下端內側且能有效防止水泥漿回流的浮球式浮箍。
2.根據權利要求1所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於浮球式浮箍包括單向閥體和能在水泥漿中上浮的浮球，中心滑套的下端與單向閥體的上端固定安裝在一起，單向閥體上分布有至少一個進液通孔，浮球位於中心滑套下方的單向閥體內，浮球的直徑大於中心滑套下端的內徑且大於進液通孔的直徑。
3.根據權利要求2所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於連杆槽、錨爪凹槽、連杆和錨爪的數量均為三個；單向閥體的側壁上沿圓周均布有三個進液通孔。
4.根據權利要求1或2或3所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於外環臺的內部有與中心滑套的內孔相通的臺階通孔；臺階通孔的上部呈上大下小的倒錐臺形；中心滑套的內孔下部呈上小下大的錐臺形。
5.根據權利要求1或2或3所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於限位組件包括定位環和地錨剪釘，對應地錨套筒上方位置的外環臺與上接箍之間設有定位環，定位環和和外環臺通過地錨剪釘固定安裝在一起，定位環的底部座於地錨套筒上端。
6.根據權利要求4所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於限位組件包括定位環和地錨剪釘，對應地錨套筒上方位置的外環臺與上接箍之間設有定位環，定位環和和外環臺通過地錨剪釘固定安裝在一起，定位環的底部座於地錨套筒上端。
7.根據權利要求1或2或3所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於位於定位環下方的外環臺與地錨套筒之間、中心滑套的下部與內環臺之間均設有密封圈。
8.根據權利要求4所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於位於定位環下方的外環臺與地錨套筒之間、中心滑套的下部與內環臺之間均設有密封圈。
9.根據權利要求5所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於位於定位環下方的外環臺與地錨套筒之間、中心滑套的下部與內環臺之間均設有密封圈。
10.根據權利要求6所述的浮球浮箍式預應力固井地錨總成，其特徵在於位於定位環下方的外環臺與地錨套筒之間、中心滑套的下部與內環臺之間均設有密封圈。
【文檔編號】E21B23/01GK203742505SQ201420064581
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年2月13日 優先權日:2014年2月13日
【發明者】楊樹林, 宋朝暉, 張新文, 郭新超 申請人:中國石油集團西部鑽探工程有限公司