凸轮式扭矩锚的制作方法

本实用新型涉及一种油田井下工具，尤其涉及一种用以稳固油管的锚定装置。

背景技术：

螺杆泵采油技术由地面动力带动抽油杆转动，使螺杆泵转子随之转动而从油层内吸入原油并经油管向地面输出，为了防止因抽油杆及转子转动可能造成的油管和螺杆泵定子脱扣，一般需要在定子下方安装油管锚定装置。常用的油管锚定装置大都为液压式锚定装置，通过高压液体压力来使卡瓦张开而与套管顶紧而坐卡，这样的锚定装置需要在井口配置高压泵，向油管内通入高压液体后方能使锚定装置中的卡瓦动作而坐卡，操作不便且成本高。

技术实现要素：

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凸轮式扭矩锚，它能保证坐卡方便，使用成本低。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种凸轮式扭矩锚，包括锚管本体，在所述锚管本体外周套接有卡瓦套，卡瓦套与锚管本体之间通过限位套轴向限位连接，在卡瓦套上嵌装有可沿径向活动的锚定卡瓦，各锚定卡瓦沿锚管本体周向均布，在锚定卡瓦上设有限位部与锚定部，限位部卡插于卡瓦套内，锚定部凸出于卡瓦套外，锚定部的外侧面处于同一圆柱面上，在锚管本体外圆上设有可顶起锚定卡瓦的凸出部，凸出部的位置与锚定卡瓦的位置相对应，在锚定卡瓦内侧设有与凸出部相对应的顶升斜面，在锚定卡瓦与锚管本体之间设有弹簧。

在上述结构中，由于在所述锚管本体外周套接有卡瓦套，卡瓦套与锚管本体之间通过限位套轴向限位连接，在卡瓦套上嵌装有可沿径向活动的锚定卡瓦，各锚定卡瓦沿锚管本体周向均布，在锚定卡瓦上设有限位部与锚定部，限位部卡插于卡瓦套内，锚定部凸出于卡瓦套外，锚定部的外侧面处于同一圆柱面上，则嵌装在卡瓦套内的锚定卡瓦可以从径向向外移动而使锚定部与油井中套管内壁接触实现坐卡，锚定卡瓦上的限位部可以保证锚定卡瓦安装于卡瓦套内不至于脱出卡瓦套，使锚定装置能顺利下入井下，各锚定卡瓦沿锚管本体周向均布则可以保证锚定装置与套管之间定心准确，使油井内油管及螺杆泵始终处于正确的工作位置，避免油管与抽油杆偏心而影响油井正常生产；又由于在锚管本体外圆上设有可顶起锚定卡瓦的凸出部，凸出部的位置与锚定卡瓦的位置相对应，在锚定卡瓦内侧设有与凸出部相对应的顶升斜面，在锚定卡瓦与锚管本体之间设有弹簧，则在锚管本体外圆上所设有的每一凸出部相当于一个凸轮，当锚管本体转动时，凸出部随之转动，凸出部的顶端会相对于锚定卡瓦改变相应角度的周向位置，凸出部的顶端作用在锚定卡瓦上的顶升斜面上，将推动锚定卡瓦沿径向向外伸出，使锚定部顶到套管内壁，并随着锚管本体的继续转动而使凸出部与顶升斜面楔紧，从而可以使锚定卡瓦坐卡于套管上，整个坐卡过程只需在井口控制油管柱转动一定的角度即可带动锚管本体转动而实现，而需要解卡时只需使锚管本体反转即可，操作十分方便，且无需配套高压泵等设备，也不需要液体介质，锚定成本低；设置于锚定卡瓦与锚管本体之间的弹簧可以使锚定卡瓦处于外伸状态而与套管内壁贴合，当锚管本体转动时锚定卡瓦与套管壁之间的贴合将阻止卡瓦套随锚管本体转动，从而使锚管本体上的凸出部相对于顶升斜面转动而使锚定卡瓦压紧套管而坐卡。

本实用新型的一种优选实施方式，所述限位套与卡瓦套一端旋接，在所述锚管本体外圆上设有定位台肩，该定位台肩位于限位套与卡瓦套上端面之间。采用该实施方式，位于限位套与卡瓦套上端面之间的定位台肩限定了卡瓦套的轴向位置，使卡瓦套与锚定本体之间不能产生轴向相对运动，而只能有周向的相对运动，方便地实现了卡瓦套与锚管本体之间的轴向限位连接。

本实用新型的另一种优选实施方式，所述限位部设置于锚定部两端，在锚定部外侧设有卡瓦齿，所述卡瓦齿的长度方向平行于锚管本体的轴向。采用该实施方式，锚定卡瓦可以从两端同时可靠地限定径向活动范围，长度方向平行于锚管本体的轴向的卡瓦齿可以增加锚定卡瓦相对于套管周向运动时的摩擦阻力，保证锚管本体转动时锚定卡瓦不随之转动，便于实现坐卡。

本实用新型的又一种优选实施方式，在所述卡瓦套的侧壁上开设有卡瓦嵌装孔，所述锚定卡瓦嵌装于该卡瓦嵌装孔内。采用该实施方式，锚定卡瓦嵌装于该卡瓦嵌装孔内可以方便地实现对锚定卡瓦的限位，使其仅可沿卡瓦套径向活动。

本实用新型进一步的优选实施方式，在所述卡瓦套上嵌装有三片锚定卡瓦。采用该实施方式，三片锚定卡瓦即可满足锚管本体与套管之间的定心要求，结构简洁。

本实用新型另一进一步的优选实施方式，所述凸出部在锚管本体横截面上的截面形状呈三角形。采用该实施方式，截面形状呈三角形的凸出部制造方便，能满足使用要求。

本实用新型又一进一步的优选实施方式，在所述锚定卡瓦长度方向两端内侧均设有顶升斜面，在锚管本体上对应于每一顶升斜面均设有一凸出部。采用该实施方式，锚定卡瓦从两端同时得到凸出部的顶升推力，能保证锚定卡瓦外伸及楔紧的可靠性与稳定性。

本实用新型更进一步的优选实施方式，在所述锚定卡瓦内侧中部设有弹簧安装槽，所述弹簧卡设于该弹簧安装槽内。采用该实施方式，弹簧卡设于位于锚定卡瓦内侧中部的弹簧安装槽内既可以保证弹簧位置的稳定性，又能保证锚定卡瓦两端同时外伸。

本实用新型另一更进一步的优选实施方式，所述弹簧为板簧。采用该实施方式，板式弹簧便于制造，也能减少对锚管本体转动的阻力。

本实用新型又一更进一步的优选实施方式，在所述卡瓦套下端旋接有衬套，该衬套内孔套接在锚管本体上。采用该实施方式，可便于卡瓦套的制造加工，也便于组装。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型凸轮式扭矩锚作进一步的详细说明。

图1是本实用新型凸轮式扭矩锚一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构中a-a部位的剖视图；

图3是图1所示结构中b-b部位的剖视图；

图4是图1所示结构中卡瓦套的结构示意图；

图5是图1所示结构中锚定卡瓦的结构示意图；

图6是图5所示结构中c-c部位的剖视图；

图7是图5所示结构中d-d部位的剖面图。

图中：1-锚管本体、11-定位台肩、12-凸出部、2-限位套、3-卡瓦套、31-卡瓦嵌装孔、4-锚定卡瓦、41-卡瓦齿、42-弹簧安装槽、43-顶升斜面、44-限位部、45-锚定部、5-弹簧、6-衬套。

具体实施方式

在图1、图2和图3所示的凸轮式扭矩锚中，锚管本体1为一管状体，其内孔上端设有与上方管柱连接的内螺纹，其下端外圆上设有与下方管柱连接的外螺纹，在锚管本体1外周套接有卡瓦套3，卡瓦套3上端内孔与锚管本体1外圆间隙配合，卡瓦套3下端内孔中旋接有衬套6，该衬套6内孔套接在锚管本体1上与锚管本体1外圆间隙配合；卡瓦套3上端与限位套2旋接，在锚管本体1外圆上设有定位台肩11，该定位台肩11位于限位套2上端的台阶内端面与卡瓦套3上端面之间，使得卡瓦套3与锚管本体1之间通过限位套2轴向限位连接，参见图4，在卡瓦套3的侧壁上沿周向均布开设有三个卡瓦嵌装孔31，卡瓦嵌装孔31用以嵌装锚定卡瓦4，使得在卡瓦套3上嵌装有可沿径向活动的三片锚定卡瓦4，三片锚定卡瓦4沿锚管本体1周向均布，参见图5、图6和图7，在锚定卡瓦4上设有限位部44与锚定部45，限位部44设置于锚定部45两端，下端的限位部44卡插于卡瓦套3内的台阶孔内，上端的限位部44位于限位套2下端内孔内的卡瓦套3内，锚定部45穿过卡瓦嵌装孔31凸出于卡瓦套3外，在锚定部45外侧设有卡瓦齿41，卡瓦齿41的长度方向平行于锚管本体1的轴向，各锚定部45外侧卡瓦齿41顶端所在的外侧面处于同一圆柱面上；在锚管本体1外圆上设有可顶起锚定卡瓦4的凸出部12，凸出部12在锚管本体1横截面上的截面形状呈三角形，凸出部12的位置与锚定卡瓦4的位置相对应，在锚定卡瓦4内侧设有与凸出部12相对应的顶升斜面43，顶升斜面43为与锚管本体1的轴线平行的斜面，且在锚定卡瓦4长度方向两端内侧均设有顶升斜面43，在锚管本体1上对应于每一顶升斜面43均设有一凸出部12，这样当锚管本体1转动时每一锚定卡瓦4由上下两凸出部12控制外伸并楔紧以实现坐卡动作；在锚定卡瓦4与锚管本体1之间设有弹簧5，弹簧5为板簧，在锚定卡瓦4内侧中部设有弹簧安装槽42，弹簧5卡设于该弹簧安装槽42内。

以上仅列举了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不局限于此，还可以作出许多的改进和变换。如所述凸出部12在锚管本体1横截面上的截面形状也可以不是呈三角形，而可以是呈圆弧形；在卡瓦套3的侧壁上也可以不是沿周向均布开设有三个卡瓦嵌装孔31，而可以是沿周向均布开设有四个或更多个卡瓦嵌装孔31，使得在卡瓦套3上可以不是嵌装有三片锚定卡瓦4，而可以是在卡瓦套3上嵌装有四片或更多片锚定卡瓦4。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。