专利名称：单向卡瓦液压油管锚的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种有杆抽油泵分层开采石油的抽油管柱配套锚定工具液压油 管锚，尤其是涉及一种单向卡瓦液压油管锚。
背景技术：
采用有杆泵系统进行采油作业，尤其是深井作业的有杆泵系统，入井油管若采用 自由悬挂方式，在抽油生产过程中将会产生交变载荷引起的油管弹性形变，造成冲程损 失；油管伸缩导致油管漏失，降低泵效；自由悬挂的油管载荷的交替变化，使油管产生弹性 形变，造成冲程损失外，导致油管漏失，还加速油管的疲劳破坏；油管自由悬挂产生油管、套 管、抽油杆之间的多重磨损，缩短其使用寿命。用油管锚锚定抽油管柱的下部是提高有杆抽 油泵泵效的基本方法之一。目前，现场应用的油管锚从座封方式上分为机械式和液压式两 大类。液压油管锚有单向卡瓦和双向卡瓦两种，主要由坐封机构、卡瓦锚定机构、解封机 构等组成。从结构上看，双向卡瓦液压油管锚较好地保留了双向锚定封隔器可以双向锚定 油管的优点，受力合理，有效地控制了管柱的伸缩。但在长期的应用过程中，双向卡瓦锚定 管柱在解卡释放时，上下卡瓦不能同步释放，解封不到位，容易造成油井的大修作业。如 2004年8月25日公开的中国实用新型专利《油管锚》(CN2635894Y)，由上接头、内管、锥体、 卡瓦、密封筒、防动销钉、下接头组成。油管锚随油管下井后抽油时，内管压力升高，液压从 内管内传入密封筒与内管形成的环形空间内，使密封筒产生向上推力，上推力大于防动销 钉承受能力时，防动销钉被剪断，密封筒上行，锥体与密封筒之间的距离缩短，卡瓦在锥体 作用下张开锚定在套管上，使抽油管柱被锚定。当油井作业上提油管时，旋转油管，使内管 旋转，在卡瓦作用下，锥体不旋转，从而使锥体与内管之间产生相对运动，使内管与套管联 通，从而实现泄油和解锚，但该油管锚结构简单，坐封成功率低、自锁效果不理想。
实用新型内容为了克服现有液压油管锚存在的结构简单，坐封成功率低、自锁效果不理想的不 足，本实用新型提供一种单向卡瓦液压油管锚。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是单向卡瓦液压油管锚，包括上 接头、中心管、锥体、卡瓦、卡瓦座，锥体、卡瓦座由上至下依次安装在中心管外圆上，卡瓦座 外圆周上安装有卡瓦，卡瓦上端的内斜面与锥体的外圆锥相配合，上接头、中心管、固定活 塞、下接头由上至下依次固定连接；锥体上端与上活塞固定连接，上活塞上端的内凸台位于 中心管外凸台的上方，锥体上端与外凸台下端面之间有间隙；固定活塞为上大下小的阶梯 轴，上台阶的下方依次安装有马牙环、下活塞，下活塞与固定活塞通过径向安装的解封销钉 固定连接；与马牙环相配合的马牙筒安装在固定活塞、马牙环、下接头的外圆上；马牙筒的 上端与卡瓦座固定连接，下端与下接头固定连接；马牙筒下端通过径向安装的坐封销钉与 下接头固定连接。中心管的外凸台上方有径向传压孔；固定活塞上方的中心管有径向传压孔；固定活塞上的径向泄压孔位于解封销钉下方与下活塞重合处；马牙筒上有径向泄压 孔。中心管外圆的上活塞上端与上接头下端面之间安装有弹簧。本实用新型的有益效果是，结构设计合理、锚定可靠、解封安全，锚定管柱与施工 作业泄油工艺合二为一。
图1是本实用新型单向卡瓦液压油管锚结构示意图。图中1.上接头，2.中心管，3.弹簧，4.密封圈，5.传压孔，6.密封圈，7.上活塞， 8.锥体，9.卡瓦，10.卡瓦座，11.密封圈，12.密封圈，13.传压孔，14.马牙筒，15.固定活 塞，16.马牙环，17.解封销钉，18.密封圈，19.泄压孔，20.下活塞，21.泄压孔，22.坐封销 钉，23.锁紧环，24.紧定螺钉，25.下接头，26.外凸台。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型单向卡瓦液压油管锚，包括上接头1、中心管2、锥体8、卡瓦9、卡瓦座 10，锥体8、卡瓦座10由上至下依次安装在中心管2外圆上，卡瓦座10外圆周上安装有卡瓦 9，卡瓦9上端的内斜面组成的内锥孔与锥体8的外圆锥相配合。上接头1、中心管2、固定活塞15、下接头25由上至下依次固定连接。锥体8上端 与上活塞7固定连接，上活塞7上端的内凸台位于中心管外凸台26的上方，锥体8上端与 外凸台26下端面之间有间隙，这个间隙的轴向尺寸应该大于坐封销钉22的直径。固定活塞15为上大下小的阶梯轴，上台阶的下方依次安装有马牙环16、下活塞 20，下活塞20与固定活塞15通过径向安装的解封销钉17固定连接；下活塞20的下端面与 下接头25上端面之间有足够的空间，解封时供下活塞20向下移动；与马牙环16相配合的 马牙筒14安装在固定活塞15、马牙环16、下接头25的外圆上，且能够上下滑动。马牙筒14 的上端与卡瓦座10固定连接，下端与下接头25固定连接；马牙筒14下端通过径向安装的 坐封销钉22与下接头25固定连接。本实用新型单向卡瓦液压油管锚中心管2的外凸台26上方有径向传压孔5 ；固 定活塞15上方的中心管2有径向传压孔13 ；固定活塞15上的径向泄压孔19，泄压孔19位 于解封销钉17下方的固定活塞15与下活塞20重合处；马牙筒14上有径向泄压孔21，泄 压孔21位于活塞20处。中心管2上端部的外圆上安装有弹簧3，弹簧3位于上接头1与上活塞7之间。弹 簧3为压缩式弹簧，对上活塞7及锥体8具有支撑作用，保证卡瓦9在油套压差平衡的状态 下，确保卡瓦9锚定的可靠性。下接头25上固定安装有锁紧环23，通常采用螺纹方式连接，锁紧环23位于马牙筒 14下方。锁紧环23外圆直径通常大于马牙筒14外圆直径2 3mm，并由径向安装的紧定 螺钉24固定在下接头25上，防止工具在下井过程中，提前坐卡锚定。本实用新型单向卡瓦液压油管锚，在中心管2外圆与上活塞7内孔之间安装有密 封圈4和密封圈6 ；卡瓦座10内孔与中心管2外圆之间安装有密封圈11，卡瓦座10外圆与 马牙筒14内孔之间安装有密封圈12 ；下活塞20与固定活塞15之间安装有密封圈；下活塞20与固定活塞15之间安装有密封圈18。由于本实用新型单向卡瓦液压油管锚具有良好的 密封性能，能够保证坐封、解封作业顺利实施，成功率高。本实用新型单向卡瓦液压油管锚的实施方式坐封时，首先将本实用新型单向卡瓦液压油管锚连接在生产油管柱抽油泵的下 端，随管柱下入井筒中的预定位置。然后，从油管加压，压力通过中心管2的传压孔5、传压孔13作用在上活塞7和卡瓦座10上；此时，上活塞7带动锥体8上行，由中心管2的外凸台26限位锥体8上行距离； 同时卡瓦座10在压力的作用下，带动马牙筒14向上移动，坐封销钉22被剪断，卡瓦座10 继续上行，并推动卡瓦9上行，卡瓦9沿锥体8向并上逐步张开，锚定在套管壁上。与此同时，马牙环16将马牙筒14锁住，停止加压后，卡瓦座10不会下移，保证卡 瓦9不回缩，确保锚定可靠性。解封时，上提抽油管柱带动中心管2、固定活塞15上移，解封销钉17被剪断，中心 管2带动活塞7、锥体8上行，卡瓦9逐步回缩，解除锚定。下活塞20失去控制向下移动，马 牙环16失去下活塞20的束缚，解除对马牙筒14的限制。油管柱内的液体通过泄压孔19， 泄压孔21流入油套管环空，达到油管与套管连通泄压的目的。本实用新型单向卡瓦液压油管锚，结构设计合理，操作方便、简单，成功率高；采用 压缩式弹簧，确保卡瓦锚定的可靠性；座封时可用于有杆泵抽油井锚定管柱，解封时也可以 作为抽油井作业时管柱泄油的工具，达到锚定管柱与施工作业泄油工艺合二为一。应该注意的是，上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计 很多替代实施例而不脱离权利要求书的范围。
权利要求一种单向卡瓦液压油管锚，包括上接头、中心管、锥体、卡瓦、卡瓦座，锥体、卡瓦座由上至下依次安装在中心管外圆上，卡瓦座外圆周上安装有卡瓦，卡瓦上端的内斜面与锥体的外圆锥相配合，其特征是上接头(1)、中心管(2)、固定活塞(15)、下接头(25)由上至下依次固定连接；锥体(8)上端与上活塞(7)固定连接，上活塞(7)上端的内凸台位于中心管外凸台(26)的上方，锥体(8)上端与外凸台(26)下端面之间有距离；固定活塞(15)为上大下小的阶梯轴，上台阶的下方依次安装有马牙环(16)、下活塞(20)，下活塞(20)与固定活塞(15)通过径向安装的解封销钉(17)固定连接；与马牙环(16)相配合的马牙筒(14)安装在固定活塞(15)、马牙环(16)、下接头(25)的外圆上；马牙筒(14)的上端与卡瓦座(10)固定连接，下端与下接头(25)固定连接；马牙筒(14)下端通过径向安装的坐封销钉(22)与下接头(25)固定连接。
2.根据权利要求1所述的单向卡瓦液压油管锚，其特征是所述中心管(2)的外凸台 (26)上方有径向传压孔(5)；固定活塞(15)上方的中心管(2)有径向传压孔(13)；固定活 塞(15)上的径向泄压孔(19)位于解封销钉(17)下方与下活塞(20)重合处；马牙筒(14) 上有径向泄压孔(21)。
3.根据权利要求2所述的单向卡瓦液压油管锚，其特征是所述中心管(2)外圆的上 活塞(7)上端与上接头(1)下端之间安装有弹簧(3)。
4.根据权利要求3所述的单向卡瓦液压油管锚，其特征是所述锥体(8)上端与外凸 台(26)下端面之间的距离大于坐封销钉(22)的直径。
5.根据权利要求1所述的单向卡瓦液压油管锚，其特征是所述下接头(25)上固定安 装有锁紧环(23)，锁紧环(23)位于马牙筒(14)下方。
专利摘要一种单向卡瓦液压油管锚，为了克服现有液压油管锚存在的结构简单，坐封成功率低、自锁效果不理想的不足，本实用新型上接头、中心管、固定活塞、下接头由上至下依次固定连接；锥体上端与上活塞固定连接，上活塞上端的内凸台位于中心管外凸台的上方，锥体上端与外凸台下端面之间有间隙；固定活塞上台阶的下方依次安装有马牙环、下活塞，下活塞与固定活塞通过径向安装的解封销钉固定连接；与马牙环相配合的马牙筒安装在固定活塞、马牙环、下接头的外圆上；马牙筒的上端与卡瓦座固定连接，下端与下接头固定连接。其有益效果是结构设计合理、锚定可靠、解封安全，锚定管柱与施工作业泄油工艺合二为一。
文档编号E21B33/10GK201620790SQ20102014361
公开日2010年11月3日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者曾晓辉, 李川, 李志广, 陈敏义, 黄大云 申请人:大港油田集团有限责任公司