一種多功能翻板錨的製作方法
2023-10-04 13:45:54 2
一種多功能翻板錨的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種多功能翻板錨，包括中心管，在中心管的兩端分別連接有上接頭和下接頭，在上接頭與中心管端部之間設有錨片組件，錨片組件的一側通過連接頭與中心管端部能周向轉動的相連接，下接頭的下端連接有刮削組件，在連接頭與下接頭之間的中心管上由上至下依次活動套裝有膠筒密封組件、卡瓦組件和卡瓦滑動驅動組件，通過卡瓦滑動驅動組件在中心管上的往復滑動，依次驅動卡瓦組件卡封和解封及膠筒密封組件密封和解封。本發明實現了井下防脫、密封、防偏轉、刮管的功能，精簡了管柱結構，減少施工作業複雜程度，提高翻板錨使用效率，進而提高單井開採效果。
【專利說明】一種多功能翻板描
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種油田井用工具，尤其涉及一種多功能翻板錨，用於錨定的井下管柱，屬於石油開米領域。
【背景技術】
[0002]目前，井下管柱通過採用連接翻板錨進行錨定，以防止管柱錯動。但現有的翻板錨受其結構影響，不具備密封效果，這對於深井負壓舉升管柱、深井注氣(水)管柱等作業過程中，需要配合封隔器使用，導致管柱結構較為複雜。並且，現有的翻板錨在井下一旦遇阻脫斷，由於錨體與井筒之間僅具有旋轉作用力，縱向上無支撐，因此導致翻板錨容易掉落井底，造成打撈困難。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種能夠避免井下脫落，具有密封、防偏轉、刮管功能，簡化管柱結構，減少施工作業複雜程度，提高翻板錨使用效率，提高單井開採效果的多功能翻板錨。
[0004]為達到上述目的，本發明提出一種多功能翻板錨，包括中心管，在所述中心管的兩端分別連接有上接頭和下接頭，在所述上接頭與所述中心管端部之間設有錨片組件，所述錨片組件的一側通過連接頭與所述中心管端部能周向轉動的相連接，所述下接頭的下端連接有刮削組件，在所述連接頭與所述下接頭之間的所述中心管上由上至下依次活動套裝有膠筒密封組件、卡瓦組件和卡瓦滑動驅動組件，通過所述卡瓦滑動驅動組件在所述中心管上的往復滑動，依次驅動所述卡瓦組件卡封和解封及所述膠筒密封組件密封和解封。
[0005]如上所述的多功能翻板錨，其中，所述錨片組件包括:第一短接，插接於所述連接頭與所述上接頭之間；多個錨片，沿周向均勻凸設於所述第一短接的外周；第一限位環，壓緊於所述錨片兩端，用於固定所述錨片；錨片護套，套裝於所述錨片上。
[0006]如上所述的多功能翻板錨，其中，刮削組件包括:第二短接，其一端插接於所述下接頭內；螺旋刮刀護套，套裝於所述第二短接的外周；多個螺旋刮刀，凸設在所述螺旋刮刀護套的周壁上；第二限位環，安裝於所述螺旋刮刀護套的兩端，用於固定螺旋刮刀護套。
[0007]如上所述的多功能翻板錨，其中，膠筒密封組件包括:多個膠筒，沿軸向套裝於所述中心管的外壁上；限位鋼圈，設於相鄰的所述膠筒之間；第三限位環，設於所述膠筒與所述連接頭之間；膠筒限位套，設於所述膠筒與所述卡瓦組件之間。
[0008]如上所述的多功能翻板錨，其中，卡瓦組件包括:錐體，套設於所述中心管外，並與錐體限位套固接；卡瓦，能滑動的套裝於所述中心管外，所述錐體通過所述錐體限位套固定在所述卡瓦內側，所述卡瓦與所述錐體的接觸面為斜面，隨所述卡瓦沿所述錐體的接觸面上下滑移，所述卡瓦分別處於擴張和收縮狀態；卡瓦座，連接於所述卡瓦的底部，並與所述卡瓦滑動驅動組件相接。
[0009]如上所述的多功能翻板錨，其中，所述卡瓦滑動驅動組件包括:鎖緊短接，套固在所述中心管上，所述鎖緊短接的上端插裝於所述卡瓦座內側，在所述鎖緊短接的下部設有環槽，在所述環槽內安裝有鋼球；鎖緊護套，套裝於所述卡瓦座外側，在所述鎖緊護套與所述鎖緊短接之間環形空間內容裝有擋球套和彈簧，所述擋球套能軸向移動與所述鋼球相接觸，所述彈簧設於所述卡瓦座底面與所述擋球套頂面之間；換位滑道，包括沿軸向設置且相互連通的長槽和短槽；滑動銷釘，沿所述換位滑道移動，通過所述滑動銷釘移動驅動所述擋球套壓縮所述彈簧，進而驅動所述卡瓦座和卡瓦一併上移，直至所述卡瓦張開，並驅動所述膠筒壓緊膨脹密封。
[0010]如上所述的多功能翻板錨，其中，在所述滑動銷釘與所述擋球套之間的所述中心管的外周壁上活動套裝有扶正器，所述扶正器包括:扶正塊護套，滑動套裝於所述中心管外壁上；扶正塊，外套於所述扶正塊護套外側，所述扶正塊與所述扶正塊護套之間沿徑向設有支撐彈簧；扶正塊限位套和扶正塊限位環，分別壓置於所述扶正塊上下兩端並與所述扶正塊護套通過固定銷釘相連接，所述扶正塊限位套的上端能沿軸向插入所述鎖緊護套與所述鎖緊短接之間環形空間，並與所述擋球套相抵接。
[0011]如上所述的多功能翻板錨，其中，在所述連接頭的周壁上貫穿設有旁通通道。
[0012]如上所述的多功能翻板錨，其中，所述連接頭與所述中心管端部之間設有活節。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下特點和優點:
[0014]本發明實現了井下防脫、密封、防偏轉、刮管的功能，精簡了管柱結構，減少施工作業複雜程度，提高翻板錨使用效率，進而提高單井開採效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]在此描述的附圖僅用於解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本發明公開的範圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用於幫助對本發明的理解，並不是具體限定本發明各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本發明的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發明。
[0016]圖1為本發明多功能翻板錨的剖面結構示意圖；
[0017]圖2為圖1中A部分的放大結構示意圖；
[0018]圖3為圖1中B部分的放大結構示意圖；
[0019]圖4為本發明的換位滑道的結構示意圖。
[0020]附圖標記說明:
[0021]1-中心管；2_上接頭；3_下接頭；10-連接頭；11-旁通通道；12_活節；
[0022]4-錨片組件；41_第一短接；42_錨片護套；43_錨片；44_第一限位環；
[0023]5-刮削組件；51_第二短接；52_螺旋刮刀護套；53_螺旋刮刀；54_第二限位環；
[0024]6-膠筒密封組件；61_膠筒；62_限位鋼圈；63_第三限位環；
[0025]7-卡瓦組件；71_錐體；72_卡瓦；73_卡瓦座；74_錐體限位套；
[0026]8-卡瓦滑動驅動組件；81_鎖緊短接；82_鎖緊護套；83_換位滑道；831_長槽；832-短槽；84_滑動銷釘；85_鋼球；86_擋球套；87_彈簧；
[0027]9-扶正器；91_扶正塊護套；92_扶正塊；93_扶正塊限位套；94_扶正塊限位環；95-支撐彈簧。
【具體實施方式】
[0028]結合附圖和本發明【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本發明的細節。但是，在此描述的本發明的【具體實施方式】，僅用於解釋本發明的目的，而不能以任何方式理解成是對本發明的限制。在本發明的教導下，技術人員可以構想基於本發明的任意可能的變形，這些都應被視為屬於本發明的範圍。
[0029]請參考圖1至圖3，圖1為本發明多功能翻板錨的剖面結構示意圖；圖2為圖1中八部分的放大結構示意圖；圖3為圖1中8部分的放大結構示意圖；圖4為本發明的換位滑道的結構示意圖。
[0030]如圖1至圖3所示，本發明多功能翻板錨，包括中心管1，在中心管1的兩端分別連接有上接頭2和下接頭3，用於連接油管。在上接頭2與中心管1端部之間設有錨片組件4，用於與井壁咬合。錨片組件4的一側通過連接頭10與中心管1端部能周向轉動的相連接，使得連接頭10以下部分可作周向轉動。在下接頭3的下端連接有刮削組件5，具有刮管功能。在連接頭10與下接頭3之間的中心管1上由上至下依次活動套裝有用於坐封的膠筒密封組件6、用於卡封的卡瓦組件7，以及驅動卡瓦組件7的卡瓦滑動驅動組件8。卡瓦滑動驅動組件8能滑動的設置在中心管1，通過卡瓦滑動驅動組件8在中心管1上沿軸嚮往復滑動，依次驅動卡瓦組件7的卡封和解封及膠筒密封組件6的密封和解封。本發明具有井下防脫、密封、防偏轉、刮管功能，簡化了管柱結構，減少了施工作業複雜程度，提高了翻板錨使用效率，並提高了單井開採效果。
[0031]如圖2所示，本發明的錨片組件4包括第一短接41、錨片護套42、多個錨片43和第一限位環44，其中第一短接41插接於連接頭10與上接頭2之間，起到連接和支撐的作用。多個錨片43通過第一限位環44沿周向均勻凸設於第一短接41的外周，第一限位環44通過固定銷釘與上接頭2相連接，並壓緊於錨片43兩端，用於固定所述錨片。錨片護套42套裝於各錨片43上，起到保護錨片的作用。這樣，在旋轉管柱時，各錨片43與井壁實現咬合，實現錨定。
[0032]如圖1所示，本發明的刮削組件5包括第二短接51、螺旋刮刀護套52、多個螺旋刮刀53和第二限位環54，其中第二短接51 —端插接於下接頭3內，以與下接頭3相連接，螺旋刮刀護套52套裝於第二短接51的外周，第二限位環54安裝於螺旋刮刀護套52的兩端，第二限位環54與螺旋刮刀護套52通過固定銷釘連接固定，用於固定螺旋刮刀護套52。多個螺旋刮刀53凸設在螺旋刮刀護套52的周壁上，刮削組件5隨管柱上下移動，實現刮管功倉泛。
[0033]如圖1所示，本發明的膠筒密封組件6包括多個膠筒61、限位鋼圈62、第三限位環63，其中多個膠筒61沿軸向套裝於中心管1的外壁上，限位鋼圈62設於相鄰的膠筒61之間，在膠筒61受壓膨脹時起到限位作用。第三限位環63設於膠筒61與連接頭10之間，對整個膠筒密封組件6限位。這樣，膠筒61在受壓時沿徑向膨脹，實現密封功能。
[0034]如圖3所示，本發明的卡瓦組件包括錐體71、卡瓦72、卡瓦座73，其中錐體71套設於中心管1外，並與錐體限位套74固接，錐體71通過錐體限位套74固定在卡瓦72內側，卡瓦72能滑動的套裝於中心管1外，卡瓦72與錐體741的接觸面為斜面，即卡瓦72與錐體71斜面滑動配合，卡瓦座73連接於卡瓦72的底部，並與卡瓦滑動驅動組件8相接。當卡瓦72受到向上的驅動力時，卡瓦72沿所述錐體的接觸面上移，卡瓦72沿徑向外張，直至卡瓦72全部打開，最終支撐在井壁上，實現坐封。當向上驅動力消失，卡瓦72在重力的作用下，沿斜面下滑，卡瓦72沿徑向收縮，直至卡瓦72閉合至原位，完成解封。
[0035]如圖3、圖4所示，本發明的卡瓦滑動驅動組件8包括鎖緊短接81、鎖緊護套82、換位滑道83、滑動銷釘84，其中鎖緊短接81套固在中心管I上，鎖緊短接81的上端插裝於卡瓦座73內側，實現定位。在鎖緊短接81的下部設有環槽，在環槽內安裝有鋼球85，起到滾珠的作用。鎖緊護套82套裝於卡瓦座73外側，在鎖緊護套82與鎖緊短接81之間環形空間內容裝有擋球套86和彈簧87，擋球套86能軸向移動擋球套86的側壁與鋼球85相接觸，形成滾動配合，以利於擋球套86的軸向移動。彈簧87設於卡瓦座73底面與擋球套86頂面之間，使得擋球套86在外力驅動上移時，通過彈簧87向卡瓦組件7的卡瓦座73傳遞驅動力，以驅動卡瓦組件7上移。
[0036]如圖3、圖4所示，本發明的卡瓦滑動驅動組件8的換位滑道83包括沿軸向設置且相互連通的長槽831和短槽832，用於引導滑動銷釘84移動，並實現換位功能。滑動銷釘84沿換位滑道83移動，通過滑動銷釘84在換位滑道83內的移動，驅動擋球套86壓縮彈簧87，進而驅動卡瓦座73和卡瓦72 —並上移，直至卡瓦72張開，實現坐封，在卡瓦72全部張開後，繼續在外力作用下，使膠筒61受壓膨脹，與井壁貼合，實現密封。如圖4所示，bl-c為長槽831,c-b為短槽832，bl為初始位置。在使用時，下放管柱，受套管管壁磨阻，滑動銷釘84位於bl處；上提管柱時，滑動銷釘84由bl運行到Cl，然後至c ;再下放管柱，滑動銷釘84由c運行到b，完成一次換道，卡瓦張開，膠筒受壓坐封；再次上提管柱，滑動銷釘84由b運行到a ;下放管柱，限位銷釘由a運行到al，再到bl，即可完成解封。
[0037]進一步的，如圖3所示，在滑動銷釘84與擋球套86之間的中心管I的外周壁上活動套裝有扶正器9，扶正器9包括扶正塊護套91、扶正塊92、扶正塊限位套93和扶正塊限位環94，扶正塊護套91滑動套裝於中心管I外壁上，扶正塊92外套於扶正塊護套91外側，扶正塊92與扶正塊護套91之間沿徑向設有支撐彈簧95，扶正塊限位套93和扶正塊限位環94分別壓置於扶正塊92上下兩端，並與扶正塊護套91通過固定銷釘相連接。其中，扶正塊限位套93的上端能沿軸向插入鎖緊護套82與鎖緊短接81之間環形空間，並與擋球套86相抵接，以驅動擋球套86軸向上移。
[0038]進一步的，在連接頭10的周壁上貫穿設有旁通通道11。旁通通道11的作用是在膠筒密封組件6坐封以後，通過井筒灌注洗井的方式，將生產過程中可能沉落在膠筒61上面的沉砂、雜物、粉塵等洗入油管內，進而回落井底，避免膠筒61上面沉積過多雜物造成工具填埋。
[0039]進一步的，連接頭10與中心管I端部之間設有活節12，從而保證連接頭10以下各部件能夠周向自由旋轉。
[0040]本發明在作業時，卡瓦72可由錐體71的錐面滑出，鎖緊短接81、彈簧87、擋球套86、鋼球85，扶正塊限位套93、扶正塊護套91和扶正塊限位環94分別由固定銷釘連接並固定，扶正塊限位環94內還設有滑動銷釘84，與換位滑道83共同起到換位的作用。
[0041]作業時，在工具下入的過程中，螺旋刮刀53對井壁進行刮削，確保上部結構順利下入井內。待工具下到指定位置後，執行上提工具、下放工具的操作。此時，滑動銷釘84由換位滑道83的短槽832變換到長槽831 ;下放工具時，通過扶正塊92與井壁的摩擦作用使扶正塊限位套93、扶正塊護套91、扶正塊92、扶正塊限位環94上行，扶正塊限位套93的上部藉此插入鎖緊護套82內部，推動擋球套86。擋球套86在鋼球85旋轉的潤滑作用下，非常容易上行，壓縮彈簧87，並推動卡瓦座73上行，進而推動卡瓦72上行，卡瓦72在錐體71的錐面上滑動，外張，最終支撐在井壁上。此時繼續下放管柱，膠筒61受力壓縮，徑向擴張，與井壁貼合，形成密封。之後，旋轉管柱，帶動工具的連接頭10以上部分旋轉，錨片43與井壁咬合，即完成該工具作業。具體包括以下步驟:
[0042]向井筒內下入本發明多功能翻板錨；
[0043]下入到指定位置後，上提翻板錨1-21，再下放翻板錨1-21後上提翻板錨，此時若管柱載荷不斷增大，說明卡瓦已與井壁咬合，若載荷波動不大，說明換位滑道未起作用，貝0繼續嘗試本步驟直到上提時載荷不斷增大。
[0044]下放管柱，並持續一段時間，使膠筒完成坐封。
[0045]旋轉管柱，直到旋轉困難。
[0046]環空試壓，合格後，完成工具施工。
[0047]本發明實現了井下防脫、密封、防偏轉、刮管的功能，精簡了管柱結構，減少施工作業複雜程度，提高翻板錨使用效率，進而提高單井開採效果。
[0048]針對上述各實施方式的詳細解釋，其目的僅在於對本發明進行解釋，以便於能夠更好地理解本發明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本發明的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特徵也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特徵應被理解為能夠應用於任何一個實施方式中，而並不僅局限於所描述的實施方式。
【權利要求】
1.一種多功能翻板錨，包括中心管，在所述中心管的兩端分別連接有上接頭和下接頭，其特徵在於，在所述上接頭與所述中心管端部之間設有錨片組件，所述錨片組件的一側通過連接頭與所述中心管端部能周向轉動的相連接，所述下接頭的下端連接有刮削組件，在所述連接頭與所述下接頭之間的所述中心管上由上至下依次活動套裝有膠筒密封組件、卡瓦組件和卡瓦滑動驅動組件，通過所述卡瓦滑動驅動組件在所述中心管上的往復滑動，依次驅動所述卡瓦組件卡封和解封及所述膠筒密封組件密封和解封。
2.如權利要求1所述的多功能翻板錨，其特徵在於，所述錨片組件包括: 第一短接，插接於所述連接頭與所述上接頭之間； 多個錨片，沿周向均勻凸設於所述第一短接的外周； 第一限位環，壓緊於所述錨片兩端，用於固定所述錨片； 錨片護套，套裝於所述錨片上。
3.如權利要求1所述的多功能翻板錨，其特徵在於，刮削組件包括: 第二短接，其一端插接於所述下接頭內； 螺旋刮刀護套，套裝於所述第二短接的外周； 多個螺旋刮刀，凸設在所述螺旋刮刀護套的周壁上； 第二限位環，安裝於所述螺旋刮刀護套的兩端，用於固定螺旋刮刀護套。
4.如權利要求1至3中任一項所述的多功能翻板錨，其特徵在於，膠筒密封組件包括: 多個膠筒，沿軸向套裝於所述中心管的外壁上； 限位鋼圈，設於相鄰的所述膠筒之間； 第三限位環，設於所述膠筒與所述連接頭之間； 膠筒限位套，設於所述膠筒與所述卡瓦組件之間。
5.如權利要求4所述的多功能翻板錨，其特徵在於，卡瓦組件包括: 錐體，套設於所述中心管外，並與錐體限位套固接； 卡瓦，能滑動的套裝於所述中心管外，所述錐體通過所述錐體限位套固定在所述卡瓦內側，所述卡瓦與所述錐體的接觸面為斜面，隨所述卡瓦沿所述錐體的接觸面上下滑移，所述卡瓦分別處於擴張和收縮狀態； 卡瓦座，連接於所述卡瓦的底部，並與所述卡瓦滑動驅動組件相接。
6.如權利要求5所述的多功能翻板錨，其特徵在於，所述卡瓦滑動驅動組件包括: 鎖緊短接，套固在所述中心管上，所述鎖緊短接的上端插裝於所述卡瓦座內側，在所述鎖緊短接的下部設有環槽，在所述環槽內安裝有鋼球； 鎖緊護套，套裝於所述卡瓦座外側，在所述鎖緊護套與所述鎖緊短接之間環形空間內容裝有擋球套和彈簧，所述擋球套能軸向移動與所述鋼球相接觸，所述彈簧設於所述卡瓦座底面與所述擋球套頂面之間； 換位滑道，包括沿軸向設置且相互連通的長槽和短槽； 滑動銷釘，沿所述換位滑道移動，通過所述滑動銷釘移動驅動所述擋球套壓縮所述彈簧，進而驅動所述卡瓦座和卡瓦一併上移，直至所述卡瓦張開，並驅動所述膠筒壓緊膨脹密封。
7.如權利要求6所述的多功能翻板錨，其特徵在於，在所述滑動銷釘與所述擋球套之間的所述中心管的外周壁上活動套裝有扶正器，所述扶正器包括: 扶正塊護套，滑動套裝於所述中心管外壁上； 扶正塊，外套於所述扶正塊護套外側，所述扶正塊與所述扶正塊護套之間沿徑向設有支撐彈黃； 扶正塊限位套和扶正塊限位環，分別壓置於所述扶正塊上下兩端並與所述扶正塊護套通過固定銷釘相連接，所述扶正塊限位套的上端能沿軸向插入所述鎖緊護套與所述鎖緊短接之間環形空間，並與所述擋球套相抵接。
8.如權利要求1所述的多功能翻板錨，其特徵在於，在所述連接頭的周壁上貫穿設有旁通通道。
9.如權利要求1所述的多功能翻板錨，其特徵在於，所述連接頭與所述中心管端部之間設有活節。
【文檔編號】E21B23/01GK104453758SQ201410724920
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】宋陽, 於曉聰, 吳曉明, 張成博, 楊昕, 李紅爽, 曲紹剛, 楊寶春, 孫振宇, 王智博, 袁愛武, 彭松良, 郭玉梅, 王莉, 關欣, 郭強 申請人:中國石油天然氣股份有限公司