专利名称：注水井不压井环保作业液压控制锚的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田注水井不压井环保作业的井下控制装置。
技术背景-油田注水井在注水的过程中，需要经常进行维护性的调整、重配等起下注 水管柱作业。当进行起下注水管柱作业时，由于地层压力大，井中的井液会从 井筒中喷出，给工人的施工作业带来困难，极大地影响作业施工进度、质量和 安全，同时造成环境污染。为了防止井液从井筒中喷出， 一般都采用泥浆进行压井作业。泥浆压井不 但会造成泥浆污染油层，影响注水驱油生产。泥浆替喷后也会造成环境污染。因此油田注水井需要采用不压井环保作业工艺，但是目前注水井还没有一 个较好的不压井环保作业工艺技术。目前注水井正在试验采用的不压井环保作 业工艺，主要有油管控制器。其工艺是在注水管柱的底部安装一个油管控制器。 该油管控制器是由工作筒和堵塞器组成。当起下注水管柱时，将堵塞器投入工 作筒内，堵塞注水管柱的油管内通道，防止井液从油管内喷出。当完成下注水 管柱作业后，在井口从油管内下入专用的打捞工具，将堵塞器从工作筒内捞出， 就可进行正常的注水生产。这种工艺存在着封隔器、配水器倒出困难和管柱容易发生上窜的不安全隐患。实用新型内容-本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的注水井不压井环保作业 井下液压控制锚，该井下液压控制锚能有效地将水井不压井环保作业管柱锚定 在水井射孔顶界之上，防止井液在起下管柱时，从井中喷出，起到注水井不压 井环保作业的作用。为实现上述发明目的，本实用新型的技术解决方案是该液压控制锚包括 中心管、外壳体、上、下接头、滑动部件、弹性部件、锥体、锁块及锁块座， 其中中心管的上部开有传压孔，并且与滑动部件相应位置处开有使滑动部件轴 向运动的滑道，外壳体的下部固定连接锁块座，上接头的下部与中心管和外壳 体固定密封连接，并形成密封腔室，该密封腔室通过与之紧密接触的滑动部件 推动依次连接着的弹性部件和锥体，锥体的斜边与锁块的斜边咬合，锁块固定 在可使其沿径向运动的锁块座上，下接头的上部与中心管和锁块座的下端固定 密封连接。所述密封腔室由活塞、底部紧密接触密封环的密封筒和中心管构成，其中 活塞与上接头的下部、密封筒的上部、中心筒的外壁紧密接触，密封环与密封 筒底部密封接触、与中心管密封固定连接，所以可在活塞、密封环、密封筒内 壁、中心管外壁之间形成密封腔室。所述滑道是沿中心管径向、交替设置的多个短滑道(13)和长滑道(14)。所述滑动部件为与中心管上的滑道相应的滑块，该滑块固定在滑块座上， 滑块可以沿着中心管上的滑道上下移动；再优选将滑块固定在与密封环和外壳 体紧密接触的滑块定位套内。所述弹性部件为弹簧。再优选将弹簧分为两段，前段为复位弹簧，后段为 压紧弹簧，两段弹簧之间依次连接有与中心管外壁接触边设置有凹陷部分的弹 簧座和弹簧推承环，并且在中心管上与弹簧座相应位置处有一凸起，该凸起卡 住弹簧座的凹入部分，弹簧座与弹簧推承环紧密接触。所述滑动部件推动弹簧优选为通过弹簧推承座来推动，其中弹簧推承座上 部与滑块定位套固定连接，下部与弹簧固定连接；更优选为在弹簧推承座的下 部固定连接与外壳体紧密接触的弹簧推筒，该弹簧推筒的下部与弹簧推承环固 定连接，使得复位弹簧位于弹簧推筒的内部；在弹簧推承环的下部固定连接与 外壳体紧密接触的解卡复位套，解卡复位套的底部沿轴向设置凸起，卡在锥体 的相应突出部位上，压紧弹簧位于解卡复位套的内部。本实用新型的技术效果是该液压控制锚在起下注水管柱时，对密封腔室 施压，在压力作用下推动，块、锁块等相应的部件卡住套管接箍，从而将不压 井管柱锚定住，其下连接M开关器在锚定的状态下有效的控制井液从井筒中喷 出，实现注水井不压井环保作业的作用，并且不损伤套管，该液压控制锚结构 简单、操作方便、是一种^效的井下控制装置。
图1是本实用新型液压控制锚的结构示意图。 图2是不压井工艺管柱的结构示意图。图中上接头-1、中心管-2、外壳体-3、传压孔-4、活塞-5、密封筒-6、密 封腔室-7、密封环-8、滑块定位套-9、滑块-10、滑块座-11、弹簧推承座-12 短滑道-13、长滑道-14、复位弹簧-15、弹簧推筒-16、弹簧座-17、弹簧推承环 -18、压紧弹簧-19、解卡复位套-20、锥体-21、锁块座-22、锁块-23、下接头 -2具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一歩说明。由图1所示，注水井不压井环保作业液压控制锚主要包括中心管2、外壳体3、上、下接头1、 24、密封腔室7、滑动部件、弹性部件、锥体21、锁块23 及锁块座22，上接头1分别与中心管2和外壳体3连接，在中心管2和外壳体 3之间装有活塞5，在活塞5的内外壁上装有密封圈，用于与中心管2和外壳体 3进行密封，在中心管2相应的位置上有传压孔4，活塞5在受力的时候可以在 中心管2和外壳体3之间滑动。在活塞5的下面紧密接触有密封筒6，在密封筒 6的外壁上有密封圈与外壳体3进行密封，在中心管2的外壁上固定连接有密封 环8，在密封环8的内外壁上都有密封圈，分别与中心管2和密封筒6进行密封， 这样就在活塞5、密封筒6、密封环8和中心管2之间形成了一个密封腔室7。 在密封筒6和密封环8的下面装有滑块定位套9，滑块定位套9的下部与弹簧推 承座12相连接，在滑块定位套9与弹簧推承座12之间形成一个圆环形的凹槽， 在这个凹槽中装有一个圆环形的滑块座11，在滑块座11上固定有一个滑块10， 滑块定位套9、滑块10、滑块座11组成滑动部件;在与滑块10对应的中心管2 上开有沿中心管(2)径向、交替设置的多个短滑道(13)和长滑道(14),滑 块10可以沿着滑道轨迹上下移动。弹簧推承座12的下部与弹簧推筒16相连接， 弹簧推筒16的下部与弹簧推承环18相连接。在弹簧推筒16内装有复位弹簧15， 复位弹簧15的上部支撑在弹簧推承座12上，复位弹簧15的下部支撑在与中心 管2卡接的弹簧座17上。在弹簧推承环18的下部与解卡复位套20相连接，在 解卡复位套20的下端设置凸台，该凸台与锥体21上端的凸台相匹配，在解卡 时可以将锥体21强行拉回。在弹簧推承环18的下面是压紧弹簧19。压紧弹簧 19支撑在锥体21的上端，锥体21下端的燕尾凹槽，与锁块23内侧的燕尾凸台 相咬合，在解卡时可以将锁块23强行回收。锁块座22的上端与外壳体3相连 接，下端与下接头24相连接，锁块座22上有与锁块23相匹配的孔，使锁块23 只能径向伸出或收回，不能做轴向运动。下接头24与中心管2相连接。由图2所示，实际使用时要先把由开关器、液压控制锚和脱接器组成的不 压井工艺管柱，安装在注水管柱的下部，随注水管柱一起下入到注水井射孔底 界的口袋中。进行磁性定位合格后，在井口打压坐封注水封隔器，进行正常的 注水生产。这时不压井工艺管柱因为有封隔器的封隔，所承受的压力不会升高， 只为静水柱的压力。当需要进行起注水管柱作业时，在井口上提管柱到油层射 孔顶界以上后，从油套环形空间打压，控制锚的活塞5在密封腔室7的压差作 用下带着滑块10压縮复位弹簧15、压紧弹簧19和锥体21向下运动，锁块23 在楔入力的作用下伸出，卡在套管的内壁上，当井口油管压力达到15MPa时， 滑块10运动到滑道的底部，同时压紧弹簧19被压縮到最紧的程度，这时液压 控制锚将管柱锚定住。稳压15分钟后在井口释放油管内的压力，滑块10在复 位弹簧15和压紧弹簧19推力的作用下向上运动，进入短滑道13。因为压紧弹 簧19的压紧力，所以此时锁块23在压紧弹簧19压紧力的作用下，依然卡紧在 套管上。这时开关己完成关闭的动作，脱接器也完成脱开的动作。不压井管柱 在井底油层压力的推动向缓慢上移，当锁块23到达套管接箍时，锁块23卡在 套管的接箍处，将不压井环保作业管柱锚定住。这时油层的井液完全被开关器 封堵在油层中。再起注水管柱时就不会有井液从井筒中喷出，并且油管中的井 液也会从配注器的注水通道流泻到井筒中。当再次进行下注水管柱时，把将脱接器的上半部分接到注水管柱的下部。 将注水管柱下入井中，当管柱到达丢手管柱后，经脱接器对接，这时在井口从 油套环形空间打压15MPa，液压控制锚的活塞5在密封腔室7的压差作用下带着 滑块10压縮复位弹簧15和压紧弹簧19向下运动。滑块10运动到滑道的底部， 同时压紧弹簧19被压縮到最紧的程度。稳压15分钟后在井口释放油管内的压 力，滑块10在复位弹簧15、压紧弹簧19推力的作用下带着锥体21向上运动， 进入长滑道14，锁块23在锥体21燕尾槽的拉力作用下强制收回。完成了解除 锚定的动作。这时开关已完成打开的动作同时脱接器完全接牢，再接着将注水管柱下到预定层位，不压井工艺管柱重新回到油层底界的口 袋中。进行磁性定位合格后，在井口打压坐封注水封隔器。进行正常的注水生 产。这时不压井工艺管柱因为有封隔器的封隔，所承受的压力不会升高，只为 静水柱的压力。
权利要求1、一种注水井不压井环保作业液压控制锚，包括中心管(2)、外壳体(3)、上、下接头(1、24)、滑动部件、弹性部件、锥体(21)、锁块(23)及锁块座(22)，其特征在于中心管(2)的上部开有传压孔(4)，并且在与滑动部件相应位置处开有使滑动部件径向运动的滑道，外壳体(3)的下部固定连接锁块座(22)，上接头(1)的下端与中心管(2)和外壳体(3)固定密封连接，形成密封腔室(7)，该密封腔室(7)通过与之紧密接触的滑动部件推动依次连接的弹性部件和锥体(21)，锥体(21)的斜边与锁块(23)的斜边咬合，锁块(23)固定在可使其沿径向运动的锁块座(22)上，下接头(24)的上部与中心管(2)和锁块座(22)的下端固定密封连接。
2、 按照权利要求1所述的液压控制锚，其特征在于所述密封腔室(7) 由活塞(5)、底部紧密接触有密封环(8)的密封筒(6)和中心管(2)的外 壁形成。
3、 按照权利要求l所述的液压控制锚，其特征在于所述滑道是沿中心管 (2)径向、交替设置的多个短滑道(13)和长滑道(14)。
4、 按照权利要求l所述的液压控制锚，其特征在于所述滑动部件为与中 心管(2)上的滑道相适配的滑块(10)。
5、 按照权利要求4所述的液压控制锚，其特征在于所述滑块(10)固定 在滑块座(11)上，并且位于滑块定位套(9)的内部，滑块定位套(9)的上 部与活塞(5)紧密接触，下部与弹簧推承座(12)固定连接。
6、 按照权利要求1所述的液压控制锚，其特征在于所述弹性部件为弹簧。
7、 按照权利要求6所述的液压控制锚，其特征在于所述弹簧分为两段， 前段为与弹簧推承座(12)下端固定连接的复位弹簧(15)，后段为与椎体(21) 上端固定连接的压紧弹簧(19)，两段弹簧之间依次连接有与中心管(2)外壁 接触边设置有凹陷部分的弹簧座(17)和弹簧推承环(18)，并且在中心管(2) 上与弹簧座(17)相应位置处设有凸起，该凸起卡住弹簧座(17)的凹入部分， 弹簧座(17)与弹簧推承环(18)紧密接触。
8、 按照权利要求1所述的液压控制锚，其特征在于所述滑动部件推动弹 性部件通过弹簧推承座(12)来推动，该弹簧推承座上端与滑块定位套(9)固 定连接；
9、 按照权利要求8所述的液压控制锚，其特征在于在弹簧推承座(12) 的下部固定连接与外壳体(3)紧密接触的弹簧推筒(16)，该弹簧推筒(16) 的下部与弹簧推承环(18)固定连接，复位弹簧(15)位于弹簧推筒(16)的 内部，在弹簧推承环(18)的下部固定连接与外壳体(3)紧密接触的解卡复位 套(20)，解卡复位套(20)的底部沿轴向设置凸起，卡在锥体(21)的相应 突出部位上，压紧弹簧(19)位于解卡复位套(20)的内部。
专利摘要本实用新型公开了一种注水井不压井环保作业液压控制锚，包括中心管(2)、外壳体(3)、上、下接头(1、24)、滑动部件、弹性部件、锥体(21)、锁块(23)及锁块座(22)，通过中心管(2)上的传压孔(4)对在上接头(1)的下部与中心管(2)和外壳体(3)之间形成的密封腔室(7)施压，推动弹性部件、滑动部件、锁块(23)等部件锚定套管，实现注水井不压井环保作业的作用，并且不损伤套管，该液压控制锚结构简单、操作方便、是一种有效的井下控制装置。
文档编号E21B23/00GK201050316SQ20072015532
公开日2008年4月23日 申请日期2007年7月16日 优先权日2007年7月16日
发明者唐永强, 张冬玲, 李宜强 申请人:唐永强