重力补偿式水力锚的制作方法
【专利摘要】重力补偿式水力锚，涉及油田井下注水工艺中的一种配套装置。其主要特征是，由中心管安装在主体内构成，在主体上的圆孔内装有锚爪，锚爪的一端为截锥形，另一端面为圆弧状面，并具横向齿牙和纵向凹槽，中心管上具有截锥形凹坑，在凹坑的底部具有通孔，主体上圆孔的位置与中心管1的凹坑的位置相对应，在中心管和主体之间装有定位键和剪切销钉。其有益之处是，在井筒内无压力时，仍能保持锚定作用，可避免封隔器在套管中位移，可以保护封隔器，减少注水井的作业次数，既省工又节省费用。锚爪上具有齿牙，使锚定力较大，中心管和主体之间装有键，不会发生旋转错位，确保其锚定作用。在起下油管的过程中，使用安全，不会发生事故。
【专利说明】重力补偿式水力锚
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种油田井下注水工艺中的配套装置。
【背景技术】
[0002]在油田开采石油时，需要通过注水井向地下注水。为了满足注水工艺的需要，在油管上安装有封隔器，利用它将油管和套管之间封隔住，但在注水井中，由于注水压力的波动或者停泵，会使油管在套管中上下蹿动，同时带动封隔器也上下攒动，时间长了就会使封隔器胶筒磨损，严重时还会使封隔器解封，这样就会影响注水工作正常进行。目前一般采用水力锚把油管锚定在套管中，它们是利用压力进行锚定的，只能在注水压力持续稳定的情况下才能有效地锚定油管，在压力过低或没有压力时就不能起到锚定作用，此时油管便会向上移动，当压力升高时它又会向下移动，这种现象若反复出现，也会使封隔器胶筒损坏或者使封隔器解封。因此就要采取上井作业的办法来更换封隔器，或者重新座封封隔器，这样就会影响注水井正常的注水工作，进行作业就需要上设备，增加人力、物力和工作量，增加作业成本。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是设计一种重力补偿式水力锚，当注水井压力波动或在没有压力的情况下都能保持锚定作用。
[0004]本实用新型的技术解决方案是这样的，一种重力补偿式水力锚，由中心管I安装在主体4内构成，在中心管I上端和主体4的下端分别具有螺纹扣，其特殊之处在于，中心管I上具有截面为截锥形凹坑，在凹坑的底部具有通孔，在中心管I的密封槽内安装有密封圈；在主体4上具有圆孔，圆孔的位置与中心管I上的凹坑的位置相对应，在圆孔内装有锚爪6，锚爪6的一端截面为截锥形，另一端的端面为圆弧状面，在弧状面上具纵向凹槽，在纵向凹槽内具有圆洞，在圆洞内安装有复位弹簧8，在弧状端面的上方和下方具有倒角，在锚爪6外圆上的密封槽内安装有密封圈；压条5安装在锚爪6的纵向槽内，并通过螺钉7将压条5固定在主体4上；在主体4上部的键孔内安装有定位键3，定位键3的内侧安装在中心管I的长槽内，在主体4上部的圆孔内安装有剪切销钉9，剪切销钉9的前端申入到中心管I上的圆洞内；压帽2通过螺纹安装在主体4上端。
[0005]上述技术解决方案还可以这样实现，在锚爪6的弧状端面上具有横向齿牙。
[0006]本实用新型的有益之处是，(I)由于该装置中安装有剪切销钉，该锚定装置在下井的过程中不会由于意外情况的发生而使锚爪锚定在井筒壁上，确保下井的过程中不发生事故。(2)将该装置连接在油管上一起下入到井内后，能利用井筒内液体的压力和油管的重力，同时推动锚爪，使锚爪支撑在套管的内壁上，起到锚定的作用。当井筒内压力波动时或是停泵后管柱内压力为零时，在油管重力的作用下，仍能保持锚定作用，可避免封隔器在套管中位移，保护封隔器，减少注水井的作业次数，既省工又节省费用。(3)由于锚爪的端面上具有横向齿牙，增加了它与套管的锚定力，使锚定作用更加可靠。(4)由于在中心管和主体之间安装有定位键，可确保它们之间不会发生旋转错位，确保其锚定作用。(5)在起下油管的过程中，在弹簧的作用下，会使锚爪缩进主体的孔内，确保起下油管工作的正常进行，使用安全，不会发生事故。在锚爪弧状端面的上方和下方具有倒角，在起下的过程中不会挂卡在套管中，确保使用安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的半剖结构示意图。
[0008]图2是本实用新型A-A剖面图。
[0009]图中，1、中心管；2、压帽；3、定位键；4、主体；5、压条；6、锚爪；7、螺钉；8、复位弹
簧；9、剪切销钉。
【具体实施方式】
[0010]选用合金钢材料制作中心管1、主体4、压条5、锚爪6等部件，采用耐高温耐磨橡胶制作密封圈。在中心管I的上部具有螺纹，中上部的具有2个长形键槽和6个销钉孔，在中心管I上具有4排横截面为截锥形的凹坑，每排5个凹坑，锥形表面光滑，在凹坑的底部具有通孔。在主体4上具有4排圆形通孔，每排5个孔，其位置与中心管I上的截锥形的凹坑一一相对应，主体4上端具有螺纹，其两侧具有2个长形键孔和6个销钉孔。锚爪8的左端的端面为弧状面，在弧状面上具有横向齿牙和纵向凹槽，在纵向凹槽内具有2个圆洞，弧状端面的横向为弧状，弧的半径与套管的内圆半径相同，在锚爪8的左端面上下各为倒角，锚爪的右端为截锥体，它们的锥度与中心管上的截锥形凹坑的锥度相同，且锥形表面光滑。
[0011]将密封圈安装在中心管I的密封槽内，将中心管I套装在主体4内，将2个定位键3分别安装在主体4上部两侧的键孔内，使定位键3内侧(靠近中心的一侧)置于中心管I的长形键槽内，在6个销钉孔内分别安装剪切销钉9，使剪切销钉9申入到中心管I的销钉孔内。将密封圈安装在锚爪8外圆上的密封槽内，将锚爪8安装在主体4的圆形通孔内，将复位弹簧8安装在锚爪6的圆洞内，每个锚爪安装2个复位弹簧，将压条5通过6个螺钉7安装在主体4上，使压条5置于每个锚爪6的纵向槽内，将复位弹簧8压住，并使每个锚爪6与中心管I上的凹坑相对应。将压帽2通过螺纹安装在主体4的上端。
[0012]当下入井中时，通过中心管I上端的螺纹扣和主体4下端的螺纹扣，将该装置和注水工具连接在油管中间，将它们一起下放到井筒内，在下放的过程中，由于剪切销钉9将中心管I与主体4定位在一起，它们不会相互位移，复位弹簧8将锚爪6向中心推压，可以确保不会锚定在套管壁上。当注水工具下放到设计深度后，从油管口注水加压，液体经过中心管I上的凹坑底部上的小孔，推动锚爪6，使它从孔中伸出，撑在套管内壁上，此时为液力锚定。当液力锚定后，再继续下放油管，此时剪切销钉9在油管的重力作用下被剪断，中心管I在下部工具和油管重力作用下，向下移动，中心管I上的各截锥形凹坑的锥面都顶住各个锚爪6的锥面，即把油管的重力通过锥面传给了锚爪6，此时锚爪6受液力和油管重力这两种力的作用，此时即使卸掉液体压力也还有重力补偿，确保锚定。
[0013]需要解除锚定时，上提油管，中心管I上移，中心管I上的台阶顶在压帽2的内端面，各锚爪6与中心管I上的各凹坑一一对正，锚爪6在复位弹簧8的作用下收回到主体4的孔中，即可解除锚定。该装置在上提的过程中，在复位弹簧8的作用下，锚爪6的锥头可插入到中心管I上的凹坑内，使锚爪6处于主体4的孔内，不会卡在套管中，可安全地提出井筒。
【权利要求】
1.一种重力补偿式水力锚，由中心管(I)安装在主体(4)内构成，在中心管(I)上端和主体(4)的下端分别具有螺纹扣，其特征是，中心管(I)上具有截面为截锥形凹坑，在凹坑的底部具有通孔，在中心管(I)的密封槽内安装有密封圈；在主体(4)上具有圆孔，圆孔的位置与中心管(I)上的凹坑的位置相对应，在圆孔内装有锚爪(6)，锚爪(6)的一端截面为截锥形，另一端的端面为圆弧状面，在弧状面上具有纵向凹槽，在纵向凹槽内具有圆洞，在圆洞内安装有复位弹簧(8)，在弧状端面的上方和下方具有倒角，在锚爪(6)外圆上的密封槽内安装有密封圈；压条(5)安装在锚爪(6)的纵向槽内，并通过螺钉(7)将压条(5)固定在主体(4)上；在主体(4)上部的键孔内安装有定位键(3)，定位键(3)的内侧安装在中心管⑴的长槽内，在主体⑷上部的圆孔内安装有剪切销钉(9)，剪切销钉(9)的前端申入到中心管(I)上的圆洞内；压帽(2)通过螺纹安装在主体(4)上端。
2.根据权利要 求1所述的重力补偿式水力锚，其特征是，在锚爪(6)的弧状端面上具有横向齿牙。
【文档编号】E21B23/01GK203499611SQ201320627598
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年6月3日
【发明者】蔺吉荣, 李高峰, 王平, 谷胜群, 黄伟, 江淑丽, 姜新红, 蔺爽 申请人:蔺吉荣