一种锚定机构的制作方法

本技术涉及石油、天然气钻采压裂用井下工具，尤其涉及一种锚定机构。

背景技术：

1、在油气开发的过程中，尤其是非常规油气、致密油气、低渗透油气的开发过程中，大都采用射孔枪—桥塞联作的多级分段压裂技术，桥塞则作为分段压裂施工各段之间的有效封隔。可溶桥塞是在铸铁可钻桥塞、复合可钻桥塞基础上研发的一种新型压裂用分层分段改造工具，压裂完成后依靠井筒温度及一定的矿化度液体环境即可实现桥塞本体完全溶解，确保井筒全通径生产，具有综合成本低、投产时间短、降低作业风险以及可实现二次改造的优点。

2、双卡瓦可溶桥塞的工作原理，一方面通过胶筒挤压变形进行密封，另一方面通过锚定机构的不断扩张运动，进而与套管内壁之间形成紧密接触并完成可溶桥塞的锚定工作，从而实现套管的坐封及承压。锚定机构(包含卡瓦和锥体等)作为可溶桥塞的主要部件，决定着桥塞在井下套管内能否坐封成功，可见锚定机构在坐封及承压过程中起到了至关重要的作用。但在实际应用过程中，特别是小尺寸可溶桥塞在坐封过程中因为锚定机构结构问题，卡瓦在轴向坐封推力的作用下，沿锥体向外扩张时会产生卡瓦瓣偏载、卡瓦锚定不均匀、卡瓦钮扣锚定失效等问题时有发生，导致桥塞丢手后胶筒回弹，无法正常锚定和坐封；从而影响可溶桥塞的整体稳定性，延误施工工期，给施工造成一定的经济损失。此外，随着非常规油气资源勘探开发的不断深入，油气井的井底温度、压力等级不断升高，井筒环境和施工工况越来越复杂，对可溶性桥塞的性能和可靠性提出了更高的要求，相应对可溶桥塞的锚定机构的承压强度、锚定稳定性有待进一步提升；需加强桥塞锚定机构的结构优化设计，以适用不同地区不同工况的实际需求。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种锚定机构。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种锚定机构，包括：整体式卡瓦以及导向锥体，所述导向锥体的一端外侧壁上设有多个锥形槽以及多个导向筋，多个所述锥形槽与多个所述导向筋相互间隔设置，所述整体式卡瓦的一端内壁与多个所述锥形槽滑动连接。

3、采用本实用新型技术方案的有益效果是：整体式卡瓦沿锥体锥形槽向上扩张时，能够沿导向筋运动，之间不会有干涉，保证桥塞坐封成功。确保卡瓦的有效、均匀锚定，避免卡瓦偏载或锚定不均问题，提升锚定机构的承压能力及锚定稳定性，确保桥塞稳定坐封、承压，保障压裂施工。

4、进一步地，所述整体式卡瓦与所述导向锥体同轴设置，所述导向锥体为环形结构，所述锥形槽为斜面。

5、采用上述进一步技术方案的有益效果是：采用整体式卡瓦和带有锥形导向槽结构的锥体，能够确保卡瓦在轴向坐封力作用下分离并扩张的过程中，各卡瓦瓣能够均匀稳定的沿锥体的导向槽扩张，直至锚定至套管内壁，进而确保卡瓦的有效、均匀锚定，有效避免卡瓦偏载或锚定不均等问题，提升锚定结构的承压能力及锚定稳定性。

6、进一步地，所述锥形槽的倾斜角度数值范围为5-20°。

7、采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于整体式卡瓦沿导向锥体的锥形槽平稳滑动。

8、进一步地，所述整体式卡瓦包括：多个卡瓦瓣以及多对连接筋，多个所述卡瓦瓣与多对所述连接筋相互间隔围成环形结构，相邻两个卡瓦瓣通过一对连接筋连接，一对连接筋一一对应位于相邻两个卡瓦瓣的两侧，多个所述卡瓦瓣一一对应与多个所述锥形槽抵接，多对所述连接筋一一对应与多个所述导向筋抵接。

9、采用上述进一步技术方案的有益效果是：卡瓦瓣沿锥体锥形槽向上扩张时，能够沿导向筋运动，之间不会有干涉，保证桥塞坐封成功。相邻的卡瓦瓣之间有两个连接筋，将多个卡瓦瓣连接起来形成一个整体，并且可以防止卡瓦瓣因外力断裂或解体，防止提前坐封。

10、进一步地，所述卡瓦瓣的一端内壁设有斜面。

11、采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于卡瓦瓣斜面与导向锥体的锥形槽适配，便于卡瓦瓣沿锥形槽平稳滑动。

12、进一步地，所述卡瓦瓣的外侧壁上设有多个卡瓦钮扣。

13、采用上述进一步技术方案的有益效果是：卡瓦钮扣主要是用于在轴向力作用下，逐渐咬入套管内壁，实现卡瓦瓣的牢固锚定。

14、进一步地，所述卡瓦瓣的外侧壁上多个斜圆孔，多个所述卡瓦钮扣一一对应安装在多个所述斜圆孔中，多个所述卡瓦钮扣呈矩形、梯形、三角形或菱形分布。

15、采用上述进一步技术方案的有益效果是：卡瓦瓣外圆设有若干具有一定斜角的圆孔，用于镶嵌卡瓦钮扣。卡瓦钮扣主要是用于在轴向力作用下，逐渐咬入套管内壁，实现卡瓦瓣的牢固锚定。

16、进一步地，所述卡瓦瓣的数量以及所述锥形槽的数量范围均为4-10个，所述卡瓦瓣与所述锥形槽的数量相同。

17、采用上述进一步技术方案的有益效果是：实现卡瓦瓣与锥形槽的一一对应，便于整体式卡瓦沿导向锥体的锥形槽平稳滑动。

18、进一步地，所述导向筋的轴向截面为梯形，导向筋的大端远离所述导向锥体的一端，所述导向筋的小端邻近所述导向锥体的一端。

19、采用上述进一步技术方案的有益效果是：导向筋从前端向后端以一定角度由窄向宽延伸，从而锥形槽由宽到窄根据卡瓦瓣与锥体配合面不断调整，保证卡瓦瓣沿锥体向外扩张时卡瓦瓣间间隙一致，正常实现坐封。

20、进一步地，所述导向筋邻近所述导向锥体的一端设有锥面。

21、采用上述进一步技术方案的有益效果是：在导向筋的前面加工有一大角度锥面，防止卡瓦瓣沿导向锥体向上扩张时与导向筋干涉。

22、本实用新型附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实践了解到。

技术特征：

1.一种锚定机构，其特征在于，包括：整体式卡瓦以及导向锥体，所述导向锥体的一端外侧壁上设有多个锥形槽以及多个导向筋，多个所述锥形槽与多个所述导向筋相互间隔设置，所述整体式卡瓦的一端内壁与多个所述锥形槽滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种锚定机构，其特征在于，所述整体式卡瓦与所述导向锥体同轴设置，所述导向锥体为环形结构，所述锥形槽为斜面。

3.根据权利要求1所述的一种锚定机构，其特征在于，所述锥形槽的倾斜角度数值范围为5-20°。

4.根据权利要求1所述的一种锚定机构，其特征在于，所述整体式卡瓦包括：多个卡瓦瓣以及多对连接筋，多个所述卡瓦瓣与多对所述连接筋相互间隔围成环形结构，相邻两个卡瓦瓣通过一对连接筋连接，一对连接筋一一对应位于相邻两个卡瓦瓣的两侧，多个所述卡瓦瓣一一对应与多个所述锥形槽抵接，多对所述连接筋一一对应与多个所述导向筋抵接。

5.根据权利要求4所述的一种锚定机构，其特征在于，所述卡瓦瓣的一端内壁设有斜面。

6.根据权利要求4所述的一种锚定机构，其特征在于，所述卡瓦瓣的外侧壁上设有多个卡瓦钮扣。

7.根据权利要求6所述的一种锚定机构，其特征在于，所述卡瓦瓣的外侧壁上多个斜圆孔，多个所述卡瓦钮扣一一对应安装在多个所述斜圆孔中，多个所述卡瓦钮扣呈矩形、梯形、三角形或菱形分布。

8.根据权利要求4所述的一种锚定机构，其特征在于，所述卡瓦瓣的数量以及所述锥形槽的数量范围均为4-10个，所述卡瓦瓣与所述锥形槽的数量相同。

9.根据权利要求1所述的一种锚定机构，其特征在于，所述导向筋的轴向截面为梯形，导向筋的大端远离所述导向锥体的一端，所述导向筋的小端邻近所述导向锥体的一端。

10.根据权利要求1所述的一种锚定机构，其特征在于，所述导向筋邻近所述导向锥体的一端设有锥面。

技术总结
本技术提供了一种锚定机构，包括：整体式卡瓦以及导向锥体，所述导向锥体的一端外侧壁上设有多个锥形槽以及多个导向筋，多个所述锥形槽与多个所述导向筋相互间隔设置，所述整体式卡瓦的一端内壁与多个所述锥形槽滑动连接。整体式卡瓦沿锥体锥形槽向上扩张时，能够沿导向筋运动，之间不会有干涉，保证桥塞坐封成功。确保卡瓦的有效、均匀锚定，避免卡瓦偏载或锚定不均问题，提升锚定机构的承压能力及锚定稳定性，确保桥塞稳定坐封、承压，保障压裂施工。

技术研发人员：张勇,张国田,李兴杰,胡志燕,陈省身,赵贺谦,王方明,王兴燕,陈晓军,王瑞霄,刘欣欣
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：20230720
技术公布日：2024/2/1