錨定裝置製造方法
2023-08-02 09:47:56
錨定裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種錨定裝置，包括：上接頭；上端與所述上接頭固定連接的中心管，其管壁上設置有連通孔，在所述中心管外圍設置有限位件；上下依次套設在所述中心管外圍的密封件、滑動機構、錨定機構；所述密封件位於所述連通孔的上方；所述滑動機構包括：密封活塞、錐體、復位件，其中所述密封活塞密封套設在所述中心管的外圍，且其下端與所述限位件接觸；所述錐體上端與所述密封活塞固定連接，其下端套設在中心管的外圍；所述錐體與所述中心管之間形成有環形容納腔；所述復位件設置在所述容納腔內；所述錨定機構包括：與所述錐體配合併用於錨定坐封的卡瓦。本實用新型所述錨定裝置，能夠實現重複使用，多次實現錨定坐封和洩壓解封功能。
【專利說明】錨定裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種油田井下採油工具，特別涉及一種錨定裝置。
【背景技術】
[0002]目前，在油田井下進行採油操作時，針對需要具備錨定和洩油功能的管柱來說，一般在抽油泵上部採用用於實現錨定功能的機械式油管錨或液壓式油管錨配合用於實現洩油功能的洩油器來分別實現錨定坐封和洩壓解封功能。
[0003]其中，所述液壓式油管錨在使用時，需要水泥車打壓坐封，施工工序繁瑣且作業費用較高，因此應用並不廣泛。
[0004]所述機械式油管錨，中國專利CN20309777U給出了一種實現方式，具體的公開了一種油田井下管柱洩油式液壓油管錨。如圖1所示，其包括:上接頭1、放鬆銷釘2、調節控制環3、剪斷剪釘4、連接環5、徑向傳壓孔6、活塞7、鎖環座8、橡膠彈簧9、缸套10、錐筒11、控制剪釘12、中心管13、軸向卡瓦14和擋環15。
[0005]使用時，所述油田井下管柱洩油式液壓油管錨連接於泵的上方，隨管柱一同下入井內，完井抽油後，液體經中心管13的徑向傳壓孔6將壓力傳至活塞7上方。當油套內外壓差達到5兆帕至6兆帕時，或者也可在油管及泵試壓時達到5兆帕至6兆帕，軸向卡瓦14上的控制剪釘12被剪斷，活塞7受上方壓力推動下移，帶動鎖環座8、橡膠彈簧9和錐筒11下行，錐筒11的錐面將軸向卡瓦14頂出，卡在套管內壁上，實現錨定坐封。
[0006]當油井作業時，上提管柱，當提升力超過60千牛時，剪斷剪釘4被剪斷，管柱帶動上接頭1、防松銷釘2、調節控制環3和中心管13上移，使中心管13的徑向傳壓孔6外露出來，從而實現洩油。同時中心管13帶動鎖環座8、橡膠彈簧9和錐筒11上移，使軸向卡瓦14靠燕尾鍵的機械力強制收回，實現洩壓解封。
[0007]由於所述油田井下管柱洩油式液壓油管錨在上述錨定和洩油的過程中是分別通過所述控制剪釘12和剪斷剪釘4來控制的。而所述控制剪釘12和剪斷剪釘4被剪斷後不可重複坐封和洩壓操作，因此所述油田井下管柱洩油式液壓油管錨不可重複使用，多次實現錨定坐封和洩壓解封功能。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的是提供一種錨定裝置，能夠實現重複使用，多次實現錨定坐封和洩壓解封功能。
[0009]本實用新型的上述目的可採用下列技術方案來實現:
[0010]一種錨定裝置，包括:上接頭；上端與所述上接頭固定連接的中心管，其管壁上設置有連通孔，在所述中心管外圍設置有限位件；
[0011]上下依次套設在所述中心管外圍的密封件、滑動機構、錨定機構；所述密封件位於所述連通孔的上方；所述滑動機構包括:密封活塞、錐體、復位件，其中所述密封活塞密封套設在所述中心管的外圍，且其下端與所述限位件接觸；所述錐體上端與所述密封活塞固定連接，其下端套設在中心管的外圍；所述錐體與所述中心管之間形成有環形容納腔；所述復位件設置在所述容納腔內；所述錨定機構包括:與所述錐體配合併用於錨定坐封的卡瓦。
[0012]在優選的實施方式中，所述密封件呈圓環結構，其橫截面為梯形或楔形。
[0013]在優選的實施方式中，所述密封件外圍設置有定位件，所述定位件上部與所述上接頭固定連接，下部與所述密封件配合併將所述密封件壓緊在中心管上。
[0014]在優選的實施方式中，所述復位件為彈簧，其沿著所述中心管的軸線方向縱向延伸。
[0015]在優選的實施方式中，所述密封活塞通過間隙配合的方式套設在所述中心管的外圍，所述密封活塞內表面設置有O型密封圈，用於密封所述中心管與所述密封活塞之間的間隙。
[0016]在優選的實施方式中，所述錨定機構還包括:收縮件、壓環套、彈簧墊、彈簧、扶正摩擦塊；
[0017]所述收縮件設置在所述卡瓦的外表面；保證所述卡瓦的外徑小於或等於待坐封的封隔器本體外徑；
[0018]所述壓環套設於所述中心管外圍，其上部設置有用於對所述卡瓦進行限位的矩形槽；
[0019]所述彈簧墊套設於所述中心管外圍，其與所述壓環套固定連接；
[0020]所述彈簧一端固定在所述彈簧墊上，另一端與所述扶正摩擦塊相抵緊；
[0021]所述扶正摩擦塊嵌於所述壓環套外部，與所述彈簧配合，用於使所述錨定裝置與套管保持相對靜止。
[0022]在優選的實施方式中，所述收縮件為沿著所述中心管的徑向向內收縮的彈簧，所述收縮件的個數為3個，均勻布置在所述中心管的圓周方向。
[0023]在優選的實施方式中，所述彈簧的個數為多個，沿著所述中心管的軸向和周向分別排列布置。
[0024]在優選的實施方式中，所述中心管的外圍還設置有輔助機構，其包括:導向套、導向釘，
[0025]所述導向套套設在所述中心管的外圍，其上部與所述彈簧墊固定連接，所述導向套表面設置有用於導向的軌跡槽；
[0026]所述導向釘固定於所述中心管的外圍，並與所述軌跡槽配合。
[0027]在優選的實施方式中，所述中心管的下端還設置有防掉環。
[0028]本實用新型的特點和優點是:本實用新型所述錨定裝置，相對於現有技術中的油田井下管柱洩油式液壓油管錨而言，通過在所述中心管上設置限位件、以及密封件和滑動機構，所述滑動機構通過與所述密封件配合，能夠對所述中心管上用於實現油管和套管聯通的連通孔實現重複打開和關閉，使得本實用新型所述錨定裝置能夠重複錨定坐封和洩壓解封。而且所述密封件選用聚四氟乙烯，使用時密封性能更佳可靠。另外本實用新型所述錨定裝置在下井時，油管和套管處於連通狀態，內外不存在壓差，可避免現有的現有技術中所述油田井下管柱洩油式液壓油管錨在下入井中的過程中，因所述徑向傳壓孔處於關閉狀態，油管和套管不連通，內外存在壓差，當管柱下放速度較快，使得內外壓差達到差達到5兆帕至6兆帕時，出現油管錨中途坐封，使得錨定坐封失敗的情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是現有技術中一種油田井下管柱洩油式液壓油管錨結構示意圖；
[0030]圖2是本實用新型實施例中一種錨定裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合附圖和具體實施例，對本實用新型的技術方案作詳細說明，應理解這些實施例僅用於說明本實用新型而不用於限制本實用新型的範圍，在閱讀了本實用新型之後，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的範圍內。
[0032]本實用新型提供了一種錨定裝置，能夠實現重複使用，多次實現錨定坐封和洩壓解封功能。
[0033]請參閱圖2，本實用新型所述的上或下是相對於所述錨定裝置下入井內的使用狀態而言的，相對來說，其上接頭I的上端A為上，其中心管2的下端B為下。
[0034]本實用新型所述錨定裝置包括:上接頭1、中心管2、密封件3、滑動機構4、錨定機構5。
[0035]所述上接頭I為中空柱體，其內外表面可設置有螺紋。使用時，所述上接頭I固定在所述中心管2的上端，所述固定連接包括螺紋連接、焊接等。例如所述固定連接為螺紋連接時，在所述上接頭I的內表面可設置內螺紋，在所述中心管2的上端可設置與之匹配的外螺紋。
[0036]所述中心管2為中空管柱，其上端與所述上接頭I固定連接。所述固定連接的方式包括螺紋連接、焊接等。例如為螺紋連接時，所述中心管2的上端設置有外螺紋，相應的，所述上接頭I的下端設置有與之匹配的內螺紋。
[0037]在所述中心管2的管壁上設置有連通孔20，所述連通孔20用於實現油管和套管相連通。在所述中心管2外圍設置有限位件21。所述限位件21可與所述中心管2—體成型，例如，所述限位件21為所述中心管2外圍形成的凸起。所述限位件21可通過固定連接的方式固定在所述中心管2的外圍。所述限位件21可為一圓環結構。例如所述固定連接的方式可為螺紋連接、銷釘連接、焊接等。
[0038]所述密封件3整體可呈圓環結構，所述密封件3的橫截面可呈梯形或楔形。所述密封件3可套設在所述中心管2的外圍，並且位於所述連通孔20的上方，保證不直接將所述孔20堵塞。例如所述密封件3的內表面與所述中心管2的外表面相接觸，其外圍可通過設置一定位件31進行定位並將所述密封件3壓緊，使其與所述中心管2相抵緊，以保證兩者接觸位置的密封性。
[0039]所述定位件31可為一中空的圓形壓環結構。所述壓環的上部可通過所述上接頭I固定，其下部壓在所述密封件3上。所述定位件31與所述上接頭I固定連接的方式可為螺紋連接，如在所述定位件31的內表面設置內螺紋，在所述上接頭I的外表面設置與之匹配的外螺紋。所述密封件3的材料可為聚四氟乙烯，其具有耐高溫、耐腐蝕老化壽命長等一系列優良的使用性能。
[0040]所述滑動結構4套設在所述中心管2的外圍，相對於所述密封機構2以下的位置，和所述密封件30配合，用於控制所述連通孔20的打開或關閉。所述滑動機構4包括:密封活塞41、錐體42、復位件43。
[0041]所述密封活塞41為中空的柱體，其通過間隙配合的方式套設在所述中心管2的外圍。在所述密封活塞41中空的內表面設置O型密封圈，通過所述O型密封圈實現所述密封活塞41與所述中心管2之間的密封性。
[0042]所述密封活塞41的上端用於和所述密封件3相匹配，當所述密封活塞41相對所述中心管2向上滑動與所述密封件3相接觸時，其與所述密封件3能夠將所述連通孔20關閉。
[0043]所述密封活塞41的下端通過所述中心管2上的限位件21進行限位。所述密封活塞41的外圍固定連接有錐體42。所述固定連接的方式可為螺紋連接、焊接、銷接等。
[0044]所述錐體42用於與所述錨定機構配合實現錨定坐封，其上端與所述密封活塞41固定連接，其下端通過間隙配合的方式套設在中心管2的外圍。所述錐體42套設在所述中心管2後，與所述中心管2形成一環形容納腔24，所述容納腔24用於設置所述復位件43。
[0045]所述復位件43設置在所述錐體43與所述中心管2形成的容納腔24內，所述復位件43可為彈簧，其沿著所述中心管2的軸線方向縱向延伸。當所述密封活塞41帶動錐體42相對所述中心管2向上滑動後，所述容納腔24容積變小，壓縮所述復位件43，使所述復位件43具有以所述限位件21為端點向下伸展的彈性勢能，從而能夠帶動所述密封活塞41、錐體42向下滑動，完成復位。
[0046]所述錨定機構5包括:卡瓦50、收縮件51、壓環套52、彈簧墊53、彈簧54、扶正摩擦塊55。
[0047]所述卡瓦50套設於所述中心管2外部，其下端於通過所述壓環套52限位。所述卡瓦50外表面設置有所述收縮件51。
[0048]所述收縮件51用於實現所述卡瓦50緊貼中心管2，保證所述卡瓦50的外徑小於或等於封隔器本體外徑，以使得卡瓦50下井時不被磨壞。所述收縮件51可為具有沿著所述中心管2的徑向向內收縮的彈性勢能的彈簧，從而能夠使得所述卡瓦50緊貼在中心管2的管壁上。所述收縮件51的個數與所述卡瓦50相匹配為3個，均勻布置在所述中心管2的圓周方向。
[0049]所述壓環套52套設於所述中心管2的外圍，其上端設置有矩形槽521，用於與所述卡瓦50的下端配合，實現將所述卡瓦50定位。在所述壓環套52上還設置有第一孔522，可用於設置銷釘，以固定所述收縮件51。在所述壓環套52上還設置有第二孔523，可用於設置銷釘，以固定所述彈簧墊53。
[0050]所述彈簧墊53套設於所述中心管2外部，在所述彈簧墊53上設置有多個彈簧54。所述彈簧墊53的上端與所述壓環套52固定連接。所述固定連接的方式可為銷釘連接。
[0051]所述彈簧54 —端固定在所述彈簧墊53上，另一端與所述扶正摩擦塊55相抵緊。所述彈簧54的個數為多個，可沿著所述中心管2的軸向和周向布置。例如所述彈簧54的個數為3*4即3排4列12個時，其沿著所述中心管2的軸向依次排列3個，並沿著所述中心管2的周向均勻布置4列。
[0052]所述扶正摩擦塊55嵌於所述壓環套52外部，通過與所述彈簧54配合實現所述扶正摩擦塊55能夠緊貼套管外壁，保證封隔器坐封換軌時，與所述套管之間具備足夠摩擦力，從而保證與套管之間保持相對靜止。
[0053]本實用新型所述的錨定裝置還包括輔助機構6，所述輔助機構6包括:導向套61、導向釘62。
[0054]所述導向套61套設在所述中心管2的外圍，其一端固定在所述彈簧墊53上，所述固定的方式可為銷釘連接、焊接等；另一端與所述導向釘62配合。所述導向套61設置有用於導向的軌跡槽610。
[0055]所述導向釘62外套於中心管2下部，可通過焊接方式與所述中心管2固定。所述導向釘62設置在所述軌跡槽610內，在下井過程中，所述導向釘62由於位於所述軌跡槽610內，具有自鎖功能，可以防止所述錨定裝置發生誤操作。當需要坐封錨定時，可將所述導向釘62通過旋轉管柱的方式從所述軌跡槽610內滑出，從而完成解鎖。所述導向套61可通過銷釘與所述彈簧墊53固定，並保證所述扶正摩擦塊524始終在所述彈簧墊53內延徑向運動。
[0056]本實用新型所述的錨定裝置還包括:防掉環7。所述防掉環7套於所述中心管2外部，可與中心管2通過螺紋連接固定。所述防掉環7設置在所述中心管2的下端，當套設在中心管2外圍的部分失效下落時，所述放掉環7能夠將其擋住，防止其落入井下。
[0057]本實用新型所述的錨定裝置工作其原理如下:
[0058]錨定坐封:先將設置有本實用新型所述的錨定裝置的管柱下到設計位置；在上述下井過程中，通過所述中心管2上部連通孔20能夠實現油管和套管相連通，從而能夠使得錨定裝置內外壓力相等，不存在壓力差。而現有技術中所述油田井下管柱洩油式液壓油管錨在下入井中的過程中，所述徑向傳壓孔6處於關閉狀態，油管和套管不連通，內外存在壓差，當管柱下放速度較快，使得內外壓差達到差達到5兆帕至6兆帕時，易引起油管錨中途坐封，使得錨定坐封失敗。
[0059]然後上提管柱一定距離後旋轉管柱3至5圈，此時導向釘62延導向套61的軌跡槽610滑出完成解鎖。
[0060]再下放管柱，此時所述錨定結構5以及與之固定連接的導向套61在所述扶正摩擦塊524與套管之間的摩擦力作用下相對靜止，而所述上接頭I和中心管2、以及設置在所述上接頭I或中心管2上的密封件3、定位件31、滑動機構4同時向下運動指所述卡瓦50位置繼續下放，此時所述滑動機構4內的錐體42將所述卡瓦50支開卡於套管上；實現錨定坐封。
[0061 ] 此時繼續下放管柱，所述錐體42及密封滑套41相對所述錨定機構5靜止，所述中心管2在下移過程中，其限位件21與所述錐體42配合壓縮所述復位件43，使得所述復位件43具有向外擴展的彈性勢能，下放管柱至所述密封活塞41的上端與密封墊3接觸，此時，所述密封活塞41與所述密封件3配合，將所述中心管2上部的連通孔20密封，實現油套不連通。
[0062]洩壓解封:上提管柱，此時所述錨定結構5以及與之固定連接的導向套61在所述扶正摩擦塊524與套管之間的摩擦力作用下相對靜止，所述上接頭I和中心管2、以及設置在所述上接頭I或中心管2上的密封件3、定位件31、滑動機構4向上運動與所述卡瓦10脫離，所述卡瓦10在所述收縮件51作用下收回，同時所述錐體42在復位件43向外擴展的彈性勢能作用下向下運動復位且帶動所述密封活塞41向下運動，使得其與所述密封墊件3脫離，露出中心管2上部的連通孔20，油套連通，從而實現洩壓解封。
[0063]本實用新型所述錨定裝置，相對於現有技術中的油田井下管柱洩油式液壓油管錨而言，通過在所述中心管2上設置限位件21、以及密封件3和滑動機構4，所述滑動機構4通過與所述密封件3配合，能夠對所述中心管2上用於實現油管和套管聯通的連通孔20實現重複打開和關閉，使得本實用新型所述錨定裝置能夠重複錨定坐封和洩壓解封。而且所述密封件3選用聚四氟乙烯，使用時密封性能更佳可靠。
[0064]另外本實用新型所述錨定裝置在下井時，油管和套管處於連通狀態，內外不存在壓差，可避免現有的現有技術中所述油田井下管柱洩油式液壓油管錨在下入井中的過程中，因所述徑向傳壓孔6處於關閉狀態，油管和套管不連通，內外存在壓差，當管柱下放速度較快，使得內外壓差達到差達到5兆帕至6兆帕時，出現油管錨中途坐封，使得錨定坐封失敗的情況。
[0065]以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述內容只是為了便於理解本實用新型而採用的實施方式，並非用於限定本實用新型。任何本實用新型所屬【技術領域】的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和範圍的前提下，可以在實施方式的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護範圍，仍須以所附權利要求書所界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種錨定裝置，其特徵在於，包括: 上接頭; 上端與所述上接頭固定連接的中心管，其管壁上設置有連通孔，在所述中心管外圍設置有限位件； 上下依次套設在所述中心管外圍的密封件、滑動機構、錨定機構； 所述密封件位於所述連通孔的上方； 所述滑動機構包括:密封活塞、錐體、復位件，其中所述密封活塞密封套設在所述中心管的外圍，且其下端與所述限位件接觸；所述錐體上端與所述密封活塞固定連接，其下端套設在中心管的外圍；所述錐體與所述中心管之間形成有環形容納腔；所述復位件設置在所述容納腔內； 所述錨定機構包括:與所述錐體配合併用於錨定坐封的卡瓦。
2.如權利要求1所述的錨定裝置，其特徵在於:所述密封件呈圓環結構，其橫截面為梯形或楔形。
3.如權利要求2所述的錨定裝置，其特徵在於:所述密封件外圍設置有定位件，所述定位件上部與所述上接頭固定連接，下部與所述密封件配合併將所述密封件壓緊在中心管上。
4.如權利要求1所述的錨定裝置，其特徵在於:所述復位件為彈簧，其沿著所述中心管的軸線方向縱向延伸。
5.如權利要求1所述的錨定裝置，其特徵在於:所述密封活塞通過間隙配合的方式套設在所述中心管的外圍，所述密封活塞內表面設置有O型密封圈，用於密封所述中心管與所述密封活塞之間的間隙。
6.如權利要求1所述的錨定裝置，其特徵在於，所述錨定機構還包括:收縮件、壓環套、彈簧墊、彈簧、扶正摩擦塊； 所述收縮件設置在所述卡瓦的外表面；保證所述卡瓦的外徑小於或等於待坐封的封隔器本體外徑； 所述壓環套設於所述中心管外圍，其上部設置有用於對所述卡瓦進行限位的矩形槽； 所述彈簧墊套設於所述中心管外圍，其與所述壓環套固定連接； 所述彈簧一端固定在所述彈簧墊上，另一端與所述扶正摩擦塊相抵緊； 所述扶正摩擦塊嵌於所述壓環套外部，與所述彈簧配合，用於使所述錨定裝置與套管保持相對靜止。
7.如權利要求6所述的錨定裝置，其特徵在於:所述收縮件為沿著所述中心管的徑向向內收縮的彈簧，所述收縮件的個數為3個，均勻布置在所述中心管的圓周方向。
8.如權利要求6所述的錨定裝置，其特徵在於:所述彈簧的個數為多個，沿著所述中心管的軸向和周向分別排列布置。
9.如權利要求6所述的錨定裝置，其特徵在於:所述中心管的外圍還設置有輔助機構，其包括:導向套、導向釘， 所述導向套套設在所述中心管的外圍，其上部與所述彈簧墊固定連接，所述導向套表面設置有用於導向的軌跡槽； 所述導向釘固定於所述中心管的外圍，並與所述軌跡槽配合。
10.如權利要求1所述的錨定裝置，其特徵在於:所述中心管的下端還設置有防掉環。
【文檔編號】E21B23/00GK204175214SQ201420605995
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】寇微, 伊宏亮, 陳超, 何曉波, 劉歡, 張玉增, 張文會, 郝光, 王洋 申請人:中國石油天然氣股份有限公司