双向承压锚定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双向承压锚定装置，包括内套管，套装在内套管外的卡瓦，卡瓦卡接在卡瓦托上，卡瓦的外伸端与锥体相连，所述卡瓦包括两组，一组为上卡瓦，另一组为下卡瓦，上卡瓦与下卡瓦相背设置，上卡瓦与上卡瓦托及上锥体对应连接，下卡瓦与下卡瓦托及下锥体对应连接；所述上卡瓦托与下卡瓦托相连接；所述上卡瓦托与上锥体之间设置有轴向位移导向限位装置，下卡瓦托与下锥体之间设置有轴向位移导向限位装置。采用本实用新型的双向承压锚定装置能保证在油气井内坐卡后可双向承压，同时投捞过程可靠、方便。
【专利说明】
双向承压锚定装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种油气田井下工具，尤其涉及一种油气井用封隔、堵塞装置的锚定结构。
【背景技术】
[0002]封隔装置与堵塞装置是油气田常用的井下工具，用于在油气井中的油管或套管内与油管或套管固定连接，并通过密封装置对油管或套管起封隔或堵塞作用，锚定结构是油气井中封隔装置或堵塞装置必备的机构，通常封隔装置或堵塞装置中的锚定结构包括数片卡瓦、支承卡瓦一端的卡瓦托以及与卡瓦外伸端相连的锥体，卡瓦插接在锥体圆周上所开的底面为斜面的卡槽中，当卡瓦与锥体轴向相对运动时，卡瓦会在锥体卡槽斜底面的作用下向外侧径向张开，从而能使数个卡瓦上的外侧卡齿与油气井中的油管或套管内壁接触并卡紧，从而达到使整个封隔装置或堵塞装置与油气井中的油管或套管固连锚定的目的。
[0003]常规的封隔装置或堵塞装置需要承受井下油气的压力，因此封隔装置或堵塞装置中的锚定装置需要保证可以承受由下向上的压力，使其能牢固地与油管或套管固连，但随着油气开采技术的进步，对油气井中封隔装置与堵塞装置的功能要求也趋于多样化，其中之一是要求封隔装置或堵塞装置不仅只限于承受井底向上的压力，还要能承受由井上向下的压力，这就要求封隔装置和堵塞装置中的锚定装置能双向承压，在双向受力的情况下仍能保证封隔装置或堵塞装置与油管或套管之间的牢固连接，在保证满足这一要求的情况下，必然还须保证锚定装置在封隔装置或堵塞装置向井下投放的过程中不得产生提前坐卡等误动作，能方便、顺利地保证封隔装置或堵塞装置投捞作业，这对封隔装置或堵塞装置的锚定结构提出了新的要求。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种双向承压锚定装置，它能保证在油气井内坐卡后可双向承压，同时投捞过程可靠、方便。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的一种双向承压锚定装置，包括内套管，套装在内套管外的卡瓦，卡瓦卡接在卡瓦托上，卡瓦的外伸端与锥体相连，所述卡瓦包括两组，一组为上卡瓦，另一组为下卡瓦，上卡瓦与下卡瓦相背设置，上卡瓦与上卡瓦托及上锥体对应连接，下卡瓦与下卡瓦托及下锥体对应连接;所述上卡瓦托与下卡瓦托相连接;所述上卡瓦托与上锥体之间设置有轴向位移导向限位装置，下卡瓦托与下锥体之间设置有轴向位移导向限位装置。
[0006]在上述结构中，由于所述卡瓦包括两组，一组为上卡瓦，另一组为下卡瓦，上卡瓦与下卡瓦相背设置，上卡瓦与上卡瓦托及上锥体对应连接，下卡瓦与下卡瓦托及下锥体对应连接，则相背设置的上卡瓦与下卡瓦这两组卡瓦共同作用不但可以与油管或套管内壁更好的卡紧锚定，还可以分别更好地对应承受上下两个方向上的压力，来自井下的压力越大，作用到下卡瓦对应的下锥体上时将使下卡瓦与管壁之间卡得越紧，而来自井上的压力越大，作用到上卡瓦对应的上锥体上时将使上卡瓦与管壁之间卡得越紧，从而保证了双向锚定的良好效果。又由于所述上卡瓦托与下卡瓦托相连接，则在锚定过程中可以使上卡瓦与下卡瓦之间轴向受力相互平衡，从而使上卡瓦与下卡瓦的径向张开量相近，进而使上卡瓦与下卡瓦得到均衡的锚定效果;还由于所述上卡瓦托与上锥体之间设置有轴向位移导向限位装置，下卡瓦托与下锥体之间设置有轴向位移导向限位装置，则轴向位置导向限位装置保证了上卡瓦托与上锥体之间以及下卡瓦托与下锥体之间既有必要的轴向移动空间，以保证上卡瓦及下卡瓦坐卡所需要的轴向位移量，又不会导致上卡瓦托与上锥体之间以及下卡瓦托与下锥体之间轴向过分分离，从而进一步保证了锚定装置投捞的可靠与方便。
[0007]本实用新型的一种优选实施方式，所述上卡瓦托下端套插于内套管与下卡瓦托之间，在上卡瓦托下端外圆上沿轴向设置有连接导槽，在下卡瓦托上端孔壁上设置可插接于该连接导槽内的连接螺钉，上卡瓦托与下卡瓦托通过连接螺钉和连接导槽活动连接。采用该实施方式，上卡瓦托与下卡瓦托相互插接，结构简单、紧凑，连接螺钉和连接导槽配合可保证上卡瓦托与下卡瓦托之间的轴向移动，根据连接导槽的长度可方便地确定其轴向移动的行程;此外，在锚定装置下投过程中，由于下卡瓦在自重的作用下有向下运动的可能，这样如果接触到下锥体后就有可能向外张开而与油管或套管内壁卡接，故而易出现提前坐卡的故障，此时，上卡瓦托与下卡瓦托活动连接则可避免这一故障的发生，在锚定装置下投过程中，万一下卡瓦接触到油管或套管的内壁，两者之间产生的摩擦力将带动下卡瓦托与上卡瓦托之间产生轴向移动，使下卡瓦上移，从而与下锥体脱离接触，下卡瓦也就会随之向内收缩而不再会与油管或套管的内壁接触，从而进一步保证了锚定装置顺利、可靠、方便地下投到预定位置。
[0008]本实用新型的另一种优选实施方式，所述上卡瓦托下端固连有连接杆，连接杆端部设置有连接凸肩，连接杆及其连接凸肩插接于下卡瓦托上端的连接孔内，在连接孔的孔口设置有连接限位套，上卡瓦托与下卡瓦托通过连接杆和连接孔活动连接。采用该实施方式，通过连接杆和连接孔之间的配合来保证上卡瓦托与下卡瓦托之间的活动连接，保证锚定装置下投过程的顺利与可靠，连接限位套的设置可配合连接孔深度限定上卡瓦托与下卡瓦托之间的轴向移动距离。
[0009]本实用新型的又一种优选实施方式，所述上卡瓦托与上锥体之间设置的轴向位移导向限位装置包括固连于上卡瓦托上端的导杆，导杆端部设置有凸肩，导杆及其凸肩插接于上锥体下端的导孔内，导孔的孔口设置有限位套。采用该实施方式，上卡瓦托与上锥体之间轴向位移的导向通过固连于上卡瓦托上端的导杆及其凸肩与上锥体下端的导孔相互插接来保证，导孔的孔口设置的限位套与导孔深度配合保证了上卡瓦托与上锥体之间轴向位移的限位，结构简单、可靠，制造方便。
[0010]本实用新型进一步的优选实施方式，所述下卡瓦托与下锥体之间设置的轴向位移导向限位装置包括固连于下卡瓦托下端的导杆，导杆端部设置有凸肩，导杆及其凸肩插接于下锥体上端的导孔内，导孔的孔口设置有限位套。采用该实施方式，下卡瓦托与下锥体之间轴向位移的导向通过固连于下卡瓦托下端的导杆及其凸肩与下锥体上端的导孔相互插接来保证，导孔的孔口设置的限位套与导孔深度配合保证了下卡瓦托与下锥体之间轴向位移的限位，结构简单、可靠，制造方便。
[0011]本实用新型另一进一步的优选实施方式，所述上卡瓦托与上锥体之间设置的轴向位移导向限位装置包括设置在上卡瓦托上端的台阶轴段，该台阶轴段插接于上锥体下端的台阶孔内，在上卡瓦托的台阶轴段外圆上沿轴向设置有导槽，上锥体的台阶孔孔壁上设置有可插接于该导槽内的定位螺钉。采用该实施方式，上卡瓦托上端的台阶轴段插接于上锥体下端的台阶孔内，两者之间通过在上卡瓦托的台阶轴段外圆上沿轴向设置的导槽与上锥体的台阶孔孔壁上设置的定位螺钉来保证相互间轴向位移的导向，导槽的长度保证了两者之间的限位，结构简单，工作可靠。
[0012]本实用新型又一进一步的优选实施方式，所述下卡瓦托与下锥体之间设置的轴向位移导向限位装置包括设置在下卡瓦托下端的台阶轴段，该台阶轴段插接于下锥体上端的台阶孔内，在下卡瓦托的台阶轴段外圆上沿轴向设置有导槽，下锥体的台阶孔孔壁上设置有可插接于该导槽内的定位螺钉。采用该实施方式，下卡瓦托下端的台阶轴段插接于下锥体上端的台阶孔内，两者之间通过在下卡瓦托台阶轴段外圆上沿轴向设置的导槽与下锥体台阶孔孔壁上设置的定位螺钉来保证相互间轴向位移的导向，导槽的长度保证了两者之间的限位，结构简单，工作可靠。
[0013]本实用新型更进一步的优选实施方式，在上卡瓦托与下卡瓦托之间通过可熔销固定连接。采用该实施方式，可熔销具有较低的且较确定的熔点，在达到熔点温度前可以保持上卡瓦托与下卡瓦托之间固定连接，而在位于可熔销熔点的环境中时，可熔销熔断，两者之间自动解除固连关系可相互间自由活动，这样可以使本锚定装置在下投过程中达到所要求的位置前相当长的一段行程中使上卡瓦托与下卡瓦托之间不能发生相对轴向位移，下止瓦与下锥体之间也就不会发生接触，保证了下投过程的顺利进行，而在接近所要求位置时，可熔销由于井下相应深度所具有的温度而熔断，上卡瓦托与下卡瓦托之间由固定连接变为活动连接中，相互间可自由轴向移动，从而保证下投与坐卡的可靠实现与理想效果。
[0014]本实用新型另一更进一步的优选实施方式，所述上卡瓦与下卡瓦各有三片，三片上卡瓦与三片下卡瓦均沿内套管周向均布设置。采用该实施方式，沿内套管周向均布设置三片上卡瓦与三片下卡瓦可以使坐卡稳定、牢固，保证坐卡效果。
【附图说明】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型双向承压锚定装置作进一步的详细说明。
[0016]图1是本实用新型双向承压锚定装置一种【具体实施方式】的结构示意图；
[0017]图2是图1所示结构锚定状态下的结构示意图；
[0018]图3是本实用新型双向承压锚定装置中上卡瓦托与下卡瓦托之间连接关系以及轴向位移导向装置另一种【具体实施方式】的结构示意图。
[0019]图中:丨一内套管、2 一上锥体、3 一上卡瓦、4 一轴向位移导向限位装置、5 —上卡瓦托、6—连接螺钉、7—连接导槽、8—可熔销、9 一下卡瓦托、10—下卡瓦、11 一导杆、12—限位套、13 —凸肩、14 一导孔、15—下锥体、16—定位螺钉、17 —导槽、18—连接杆、19 一连接限位套、20—连接凸肩、21—连接孔。
【具体实施方式】
[0020]在图1所示的双向承压锚定装置中，内套管I为管状结构件，在内套管I的外圆上套装有两组卡瓦，其中一组为上卡瓦3，另一组为下卡瓦10，上卡瓦3对应卡接在上卡瓦托5上，上卡瓦3的外伸端与上锥体2对应连接，下卡瓦10对应卡接在下卡瓦托9上，下卡瓦10的外伸端与下锥体15对应连接，上卡瓦3与下卡瓦10各有三片，三片上卡瓦3与三片下卡瓦10均沿内套管I周向均布设置;上卡瓦3与下卡瓦10相背设置，上卡瓦托5与下卡瓦托9相连接，上卡瓦托5下端套插于内套管I与下卡瓦托9之间，在下卡瓦托9孔壁上开有一螺纹孔，穿过该螺纹孔在上卡瓦托5外圆与下卡瓦托9孔壁间径向安装有可熔销8，该可熔销8为由低熔点可熔合金制成的圆柱销，在可熔销8外端的下卡瓦托9孔壁上螺纹孔内安装有固定该可熔销8的中空状的螺钉，上卡瓦托5与下卡瓦托9之间通过可熔销8固定连接;在上卡瓦托5下端外圆上沿轴向设置有连接导槽7，在下卡瓦托9上端孔壁上设置可插接于该连接导槽7内的连接螺钉6，在可熔销8熔断后，上卡瓦托5与下卡瓦托9通过连接螺钉6和连接导槽7活动连接。
[0021]在上卡瓦托5与上锥体2之间设置有轴向位移导向限位装置4，该轴向位移导向限位装置4有三套，三套轴向位移导向限位装置4在圆周方向均布设置且与三片上卡瓦3间隔设置，该轴向位移导向限位装置4包括固连于上卡瓦托5上端的导杆11，导杆11端部设置有凸肩13，导杆11及其凸肩13插接于上锥体2下端的导孔14内，导孔14的孔口设置有限位套12;在下卡瓦托9与下锥体15之间设置有轴向位移导向限位装置4，该轴向位移导向限位装置4有三套，三套轴向位移导向限位装置4在圆周方向均布设置且与三片下卡瓦10间隔设置，该轴向位移导向限位装置4包括固连于下卡瓦托9下端的导杆11，导杆11端部设置有凸肩13，导杆11及其凸肩13插接于下锥体15上端的导孔14内，导孔14的孔口设置有限位套12。
[0022]本双向承压锚定装置在下投过程中随内套管I一起向井下移送，其中的上卡瓦托5与下卡瓦托9通过可熔销8固定连接，使下卡瓦托9固定在上卡瓦托5上端的位置，即使在自重的作用下甚至是在中途需要向上提升时，下卡瓦10也不会与下锥体15接触，下卡瓦10自然处于最小直径状态，不会与油管或套管内壁发生接触，向井下移送的过程可方便顺利进行；当移送到接近所要求的井下深度时，可熔销8在井下温度的作用下熔断，上卡瓦托5与下卡瓦托9通过连接螺钉6和连接导槽7活动连接，下卡瓦托9在自重作用下相对于上卡瓦托5向下滑动，当下卡瓦托9滑动到连接螺钉6和连接导槽7所限定的最低位置时，下卡瓦10在下锥体15的作用下向外张开，且有可能与油管或套管内壁发生接触，但只要下投过程中不发生上提，下卡瓦10—旦与油管或套管内壁发生接触就会在相互间的摩擦力作用下使下卡瓦10和下卡瓦托9相对于下锥体15向上运动，从而使下卡瓦10径向内缩而脱离与油管或套管内壁的接触，使得下投过程顺利进行，不会产生提前坐卡等误动作。当双向承压锚定装置下投到所要求的井下位置时，通过相应机构提升内套管I使下锥体15向上运动，迫使下卡瓦10径向张开卡住油管或套管内壁，并使上锥体2向下运动迫使上卡瓦3径向张开卡住油管或套管内壁，此时在下锥体15向上运动及上锥体2向下运动所产生的作用力作用下，下卡瓦托9向上移动到相对于上卡瓦托5最高的位置，并在此过程中使上卡瓦3与下卡瓦10之间轴向受力相互平衡，上卡瓦3与下卡瓦10的径向张开量也就相近，使上卡瓦3和下卡瓦10与油管或套管内壁得到均衡的锚定效果，整个锚定装置分别通过上卡瓦3和下卡瓦10承受井下与井上的压力，保证了在油气井内的双向承压。图2示出了本双向承压锚定装置坐卡锚定后的结构状态。
[0023]图3示出了本双向承压锚定装置中上卡瓦托5与下卡瓦托9之间连接关系的另一种【具体实施方式】的示意结构。在本实施例中，上卡瓦托3下端固连有连接杆18，连接杆18有三根，三根连接杆18在圆周方向均布设置且与上卡瓦3及下卡瓦10间隔设置，连接杆18端部设置有连接凸肩20，连接杆18及其连接凸肩20插接于下卡瓦托9上端的连接孔21内，在连接孔21的孔口设置有连接限位套19，上卡瓦托5与下卡瓦托9通过连接杆18和连接孔21活动连接;在上卡瓦托5下端面与下卡瓦托9上端面之间连接有可熔销8，该可熔销8为柱形连接销，其两端分别插接在上卡瓦托5与下卡瓦托9上，并通过上卡瓦托5与下卡瓦托9上的紧定螺钉分别紧固，以保证安装连接可靠。
[0024]图3中还示出了本双向承压锚定装置中轴向位移导向装置另一种【具体实施方式】的示意结构。在本实施例中，上卡瓦托5与上锥体2之间设置的轴向位移导向限位装置4位于相邻两片上卡瓦3之间，包括设置在上卡瓦托5上端的台阶轴段，该台阶轴段插接于上锥体2下端的台阶孔内，在上卡瓦托5的台阶轴段外圆上沿轴向设置有导槽17，上锥体2的台阶孔孔壁上设置有可插接于该导槽17内的定位螺钉16。同样地，下卡瓦托9与下锥体15之间设置的轴向位移导向限位装置4位于相邻两片下卡瓦10之间，包括设置在下卡瓦托9下端的台阶轴段，该台阶轴段插接于下锥体15上端的台阶孔内，在下卡瓦托9的台阶轴段外圆上沿轴向设置有导槽17，下锥体15的台阶孔孔壁上设置有可插接于该导槽17内的定位螺钉16。
[0025]以上仅列出了本实用新型的一些【具体实施方式】，但本实用新型并不仅限于此，还可以作出较多的改进与变换，如所述上卡瓦3和下卡瓦10也可以不是各有三片，而是可以有二片、四片或更多；同一套双向承压锚定装置中的上卡瓦托5与上锥体2之间设置的轴向位移导向限位装置4和下卡瓦托9与下锥体15之间设置的轴向位移导向限位装置4也可以不是相同的结构形式，而是可以采用两种实施方式的轴向位移导向限位装置4组合成一套；同一套双向承压锚定装置中所述上卡瓦托5与下卡瓦托9之间连接的各实施例结构形式与所述轴向位移导向限位装置4的各实施例结构形式之间同样也可以任意组合。如此等等，只要是在本实用新型基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种双向承压锚定装置，包括内套管(1)，套装在内套管(I)外的卡瓦，卡瓦卡接在卡瓦托上，卡瓦的外伸端与锥体相连，其特征在于:所述卡瓦包括两组，一组为上卡瓦(3)，另一组为下卡瓦(10)，上卡瓦(3)与下卡瓦(10)相背设置，上卡瓦(3)与上卡瓦托(5)及上锥体(2)对应连接，下卡瓦(10)与下卡瓦托(9)及下锥体(15)对应连接;所述上卡瓦托(5)与下卡瓦托(9)相连接;所述上卡瓦托(5)与上锥体(2)之间设置有轴向位移导向限位装置(4)，下卡瓦托(9)与下锥体(15)之间设置有轴向位移导向限位装置(4)。2.根据权利要求1所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述上卡瓦托(5)下端套插于内套管(I)与下卡瓦托(9)之间，在上卡瓦托(5)下端外圆上沿轴向设置有连接导槽(7)，在下卡瓦托(9)上端孔壁上设置可插接于该连接导槽(7)内的连接螺钉(6)，上卡瓦托(5)与下卡瓦托(9)通过连接螺钉(6)和连接导槽(7)活动连接。3.根据权利要求1所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述上卡瓦托(5)下端固连有连接杆(18)，连接杆(18 )端部设置有连接凸肩(20 )，连接杆(18 )及其连接凸肩(20 )插接于下卡瓦托(9)上端的连接孔(21)内，在连接孔(21)的孔口设置有连接限位套(19)，上卡瓦托(5 )与下卡瓦托(9 )通过连接杆(18 )和连接孔(21)活动连接。4.根据权利要求1所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述上卡瓦托(5)与上锥体(2)之间设置的轴向位移导向限位装置(4)包括固连于上卡瓦托(5)上端的导杆(11)，导杆(11)端部设置有凸肩(13)，导杆(11)及其凸肩(13)插接于上锥体(2)下端的导孔(14)内，导孔(14)的孔口设置有限位套(12)。5.根据权利要求1所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述下卡瓦托(9)与下锥体(15)之间设置的轴向位移导向限位装置(4)包括固连于下卡瓦托(9)下端的导杆(11)，导杆(11)端部设置有凸肩(13)，导杆(11)及其凸肩(13)插接于下锥体(15)上端的导孔(14)内，导孔(14)的孔口设置有限位套(12)。6.根据权利要求1所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述上卡瓦托(5)与上锥体(2)之间设置的轴向位移导向限位装置(4)包括设置在上卡瓦托(5)上端的台阶轴段，该台阶轴段插接于上锥体(2)下端的台阶孔内，在上卡瓦托(5)的台阶轴段外圆上沿轴向设置有导槽(17)，上锥体(2)的台阶孔孔壁上设置有可插接于该导槽(17)内的定位螺钉(16)。7.根据权利要求1所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述下卡瓦托(9)与下锥体(15)之间设置的轴向位移导向限位装置(4)包括设置在下卡瓦托(9)托下端的台阶轴段，该台阶轴段插接于下锥体(15)上端的台阶孔内，在下卡瓦托(9)的台阶轴段外圆上沿轴向设置有导槽(17)，下锥体(15)的台阶孔孔壁上设置有可插接于该导槽(17)内的定位螺钉(16)。8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的双向承压锚定装置，其特征在于:在上卡瓦托(5)与下卡瓦托(9)之间通过可熔销(8)固定连接。9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的双向承压锚定装置，其特征在于:所述上卡瓦(3)与下卡瓦(10)各有三片，三片上卡瓦(3)与三片下卡瓦(10)均沿内套管(I)周向均布设置。
【文档编号】E21B19/10GK205638335SQ201520825388
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年10月24日
【发明人】王昌彬, 王吉忠, 张国庆
【申请人】江苏力克石油机械有限公司