多功能地錨裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多功能地錨裝置，該地錨裝置包括一上部短節(jié)，一聯(lián)接于上部短節(jié)下部的本體，一設(shè)置于上部短節(jié)與本體內(nèi)部的中心管，一安裝于中心管上部?jī)?nèi)側(cè)的節(jié)流噴嘴，一安裝于中心管上部外側(cè)的活塞，一安裝于活塞下部的中心管外側(cè)的彈性件，若干沿周向等間距開設(shè)于本體管壁上的錨爪安裝孔，若干容納于錨爪安裝孔內(nèi)部且與本體鉸接的錨爪，以及若干鉸接于錨爪與中心管之間的連桿；此外，中心管的外壁與上部短節(jié)和本體的內(nèi)壁之間留有環(huán)空，活塞的外壁與上部短節(jié)的內(nèi)壁為滑動(dòng)配合。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可根據(jù)不同的地層情況由多個(gè)地錨裝置組合成多級(jí)模塊化地錨以提高錨固力，并可根據(jù)施工工況靈活選擇節(jié)流噴嘴孔徑和錨爪長(zhǎng)度，適用范圍廣，錨固可靠。
【專利說明】多功能地錨裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種固井作業(yè)用的井下工具，具體涉及一種用于熱采井進(jìn)行預(yù)應(yīng)力固井用的多功能地錨裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著稠油熱采開發(fā)地質(zhì)條件和施工工況的日益復(fù)雜，現(xiàn)有地錨難以根據(jù)地層條件進(jìn)行組合，以達(dá)到提高錨固力的目的，且難以調(diào)節(jié)錨爪開啟排量和錨爪長(zhǎng)度，適用范圍受到一定限制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種多功能地錨裝置，以有效解決復(fù)雜地層固井施工過程中錨固力不足，適應(yīng)工藝參數(shù)范圍窄，井眼不規(guī)則等情況下錨固不牢的問題，從而提聞固井施工效率。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種多功能地錨裝置，其特征在于，該地錨裝置包括:一上部短節(jié)，一聯(lián)接于所述上部短節(jié)下部的本體，一設(shè)置于所述上部短節(jié)與本體內(nèi)部的中心管，一安裝于所述中心管上部?jī)?nèi)側(cè)的節(jié)流噴嘴，一安裝于所述中心管上部外側(cè)的活塞，一安裝于所述活塞下部的所述中心管外側(cè)的彈性件，若干沿周向等間距開設(shè)于所述本體管壁上的錨爪安裝孔，若干容納于所述錨爪安裝孔內(nèi)部且與所述本體鉸接的錨爪，以及若干鉸接于所述錨爪與中心管之間的連桿；其中，所述中心管的外壁與所述上部短節(jié)和本體的內(nèi)壁之間留有環(huán)空，所述活塞的外壁與所述上部短節(jié)的內(nèi)壁為滑動(dòng)配合，所述彈性件壓設(shè)在所述中心管外壁的凸臺(tái)和所述本體內(nèi)壁的凸臺(tái)之間。
[0005]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該地錨裝置還包括:一安裝于所述中心管的下部外側(cè)的導(dǎo)向套，且所述導(dǎo)向套的內(nèi)壁與所述中心管的外壁為滑動(dòng)配合；所述導(dǎo)向套由定位臺(tái)肩和彈性檔圈與所述本體實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接。
[0006]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述節(jié)流噴嘴由定位臺(tái)肩和彈性檔圈與所述中心管實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接。
[0007]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述中心管與節(jié)流噴嘴、活塞和導(dǎo)向套之間，所述活塞與上部短節(jié)之間，所述導(dǎo)向套與本體之間均由〇型圈進(jìn)行密封。
[0008]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述上部短節(jié)的上部和本體的下部均采用標(biāo)準(zhǔn)API套管螺紋，以實(shí)現(xiàn)所述地錨裝置的模塊化設(shè)計(jì)。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述錨爪的下端通過可拆卸的錨爪銷聯(lián)接在所述本體上。
[0010]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施中，所述連桿的一端通過下聯(lián)接銷與所述錨爪的爪尖底部聯(lián)接，所述連桿的另一端通過上聯(lián)接銷與所述中心管聯(lián)接。
[0011 ] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述彈性件為彈簧。
[0012]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型在上部短節(jié)和本體中設(shè)置一帶節(jié)流噴嘴和活塞的中心管，通過節(jié)流噴嘴的節(jié)流作用在活塞兩端產(chǎn)生壓差，推動(dòng)中心管下行，帶動(dòng)錨爪翻轉(zhuǎn)并與井壁實(shí)現(xiàn)錨固，可以有效解決復(fù)雜地層固井施工過程中錨固力不足，適應(yīng)工藝參數(shù)范圍窄，井眼不規(guī)則等情況下錨固不牢的問題，從而提高固井施工效率。2、本實(shí)用新型的上部短節(jié)的上部和本體的下部均采用標(biāo)準(zhǔn)API套管螺紋，從而實(shí)現(xiàn)地錨裝置的模塊化設(shè)計(jì)，因此可以根據(jù)不同的地層情況下入單個(gè)地錨裝置模塊來滿足預(yù)應(yīng)力固井施工需要，或通過API套管螺紋將多個(gè)地錨裝置模塊進(jìn)行串聯(lián)安裝，以達(dá)到在固井施工過程中根據(jù)不同地層情況進(jìn)行多級(jí)錨固的目的。3、本實(shí)用新型的錨爪通過可拆卸的錨爪銷聯(lián)接在本體上，通過拆卸錨爪銷可以更換不同長(zhǎng)度的錨爪，以適應(yīng)不同的井徑。4、本實(shí)用新型的節(jié)流噴嘴由定位臺(tái)肩和彈性檔圈與中心管實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接，通過拆卸彈性檔圈可以更換不同孔徑的節(jié)流噴嘴來實(shí)現(xiàn)不同的開啟流量，以滿足固井施工需要。5、本實(shí)用新型在中心管與節(jié)流噴嘴、活塞和導(dǎo)向套之間，活塞與上部短節(jié)之間，導(dǎo)向套與本體之間均采用〇型圈進(jìn)行密封，以確保固井流體全排量通過中心管。6、本實(shí)用新型的彈簧在裝入中心管和本體時(shí)，施加一定的預(yù)壓量，以實(shí)現(xiàn)錨爪的自動(dòng)復(fù)位功能。由此可見，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可根據(jù)不同的地層情況由多個(gè)地錨裝置組合成多級(jí)模塊化地錨以提高錨固力，并可根據(jù)施工工況靈活選擇節(jié)流噴嘴孔徑和錨爪長(zhǎng)度，適用范圍廣，錨固可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實(shí)用新型，它們不應(yīng)該理解成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0014]圖1是本實(shí)用新型錨爪收緊狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型錨爪張開狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。需要說明的是，下文中的“上部”、“下部”均針對(duì)于固井流體的流動(dòng)方向來定義，其中“上部”指固井流體的流動(dòng)方向上游。
[0017]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型提供的多功能地錨裝置100，該地錨裝置100主要由節(jié)流噴嘴1、活塞2、上部短節(jié)3、彈簧4、中心管5、本體6、上聯(lián)接銷7、連桿8、下聯(lián)接銷9和錨爪10等組成。
[0018]其中，上部短節(jié)3下部通過螺紋與本體6上部相聯(lián)接，中心管5同軸地設(shè)置在上部短節(jié)3與本體6內(nèi)部，且其外壁與上部短節(jié)3和本體6的內(nèi)壁之間留有環(huán)空。節(jié)流噴嘴I安裝于中心管5的上部?jī)?nèi)側(cè)，活塞2安裝于中心管5的上部外側(cè)，且活塞2的外壁與上部短節(jié)3的內(nèi)壁為滑動(dòng)配合。彈簧4安裝于活塞2下部的中心管5外側(cè)，且其壓設(shè)在中心管5外壁的凸臺(tái)和本體6內(nèi)壁的凸臺(tái)之間，這樣可以施加一定的預(yù)壓量，以實(shí)現(xiàn)錨爪10的自動(dòng)復(fù)位功能。本體6中部的管壁上沿周向等間距開設(shè)有若干個(gè)用來容納錨爪10的安裝孔11，錨爪10的下端與本體6鉸接，錨爪10的爪尖底部通過下聯(lián)接銷9與連桿8的一端鉸接，連桿8的另一端通過上聯(lián)接銷7與中心管5鉸接。
[0019]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，錨爪10可以通過可拆卸的錨爪銷12聯(lián)接在本體6上，通過拆卸錨爪銷12可以更換不同長(zhǎng)度的錨爪10，以適應(yīng)不同的井徑。
[0020]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，可以在中心管5的下部外側(cè)安裝一導(dǎo)向套13，且其內(nèi)壁與中心管5的外壁為滑動(dòng)配合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)中心管5的導(dǎo)向和支撐作用。導(dǎo)向套13由定位臺(tái)肩14和彈性檔圈15與本體6實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接。
[0021]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，節(jié)流噴嘴I由定位臺(tái)肩16和彈性檔圈17與中心管5實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接，通過拆卸彈性檔圈17可以更換不同孔徑的節(jié)流噴嘴I來實(shí)現(xiàn)不同的開啟流量，以滿足固井施工需要。
[0022]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，中心管5與節(jié)流噴嘴1、活塞2和導(dǎo)向套13之間，活塞2與上部短節(jié)3之間，導(dǎo)向套13與本體6之間均由〇型圈進(jìn)行密封，以確保固井流體全排量通過中心管5。
[0023]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，上部短節(jié)3的上部和本體6的下部均采用標(biāo)準(zhǔn)API套管螺紋，從而實(shí)現(xiàn)地錨裝置100的模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同的地層情況下入單個(gè)地錨裝置模塊來滿足預(yù)應(yīng)力固井施工需要，或通過API套管螺紋將多個(gè)地錨裝置模塊進(jìn)行串聯(lián)安裝，以達(dá)到在固井施工過程中根據(jù)不同地層情況進(jìn)行多級(jí)錨固的目的。
[0024]本實(shí)用新型在使用時(shí)，地錨裝置100通過上部短節(jié)3的上部螺紋與套管柱下部相聯(lián)接，隨套管柱一起下入井內(nèi)。下套管過程中，在彈簧4預(yù)緊力的作用下錨爪10處于收緊狀態(tài)(如圖1所示)。當(dāng)下到預(yù)定位置后開泵，固井流體流經(jīng)節(jié)流噴嘴I和中心管2后，由于節(jié)流噴嘴I的節(jié)流作用，活塞2兩端產(chǎn)生的壓差克服彈簧4的預(yù)緊力推動(dòng)中心管5下行，并帶動(dòng)連桿8運(yùn)動(dòng)，從而借助連桿8使錨爪10向外翻轉(zhuǎn)，此時(shí)錨爪10處于張開狀態(tài)(如圖2所示)，錨爪10的爪尖與井壁接觸。在循環(huán)過程中固井流體排量越大，節(jié)流噴嘴I產(chǎn)生的壓差越大，錨爪10與井壁巖層之間的作用力也越大。若地層較硬時(shí)，錨爪10的爪尖將卡于井壁的不光滑臺(tái)階處而實(shí)現(xiàn)錨固。若地層較軟時(shí)，在預(yù)應(yīng)力固井提拉力的作用下，地錨裝置100整體上行，錨爪10將逐漸張開至極限位置并“吃入”井壁巖層深部而實(shí)現(xiàn)錨固。
[0025]當(dāng)停泵并下放地錨裝置100時(shí)，受彈簧4復(fù)位力的作用，錨爪10自動(dòng)復(fù)位重新處于收緊狀態(tài)(如圖1所示)。
[0026]上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能地錨裝置，其特征在于，該地錨裝置包括: 一上部短節(jié)， 一聯(lián)接于所述上部短節(jié)下部的本體， 一設(shè)置于所述上部短節(jié)與本體內(nèi)部的中心管， 一安裝于所述中心管上部?jī)?nèi)側(cè)的節(jié)流噴嘴， 一安裝于所述中心管上部外側(cè)的活塞， 一安裝于所述活塞下部的所述中心管外側(cè)的彈性件， 若干沿周向等間距開設(shè)于所述本體管壁上的錨爪安裝孔， 若干容納于所述錨爪安裝孔內(nèi)部且與所述本體鉸接的錨爪，以及 若干鉸接于所述錨爪與中心管之間的連桿； 其中，所述中心管的外壁與所述上部短節(jié)和本體的內(nèi)壁之間留有環(huán)空，所述活塞的外壁與所述上部短節(jié)的內(nèi)壁為滑動(dòng)配合，所述彈性件壓設(shè)在所述中心管外壁的凸臺(tái)和所述本體內(nèi)壁的凸臺(tái)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的多功能地錨裝置，其特征在于，還包括: 一安裝于所述中心管的下部外側(cè)的導(dǎo)向套，且所述導(dǎo)向套的內(nèi)壁與所述中心管的外壁為滑動(dòng)配合；所述導(dǎo)向套由定位臺(tái)肩和彈性檔圈與所述本體實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接。
3.如權(quán)利要求1所述的多`功能地錨裝置，其特征在于，所述節(jié)流噴嘴由定位臺(tái)肩和彈性檔圈與所述中心管實(shí)現(xiàn)定位與聯(lián)接。
4.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的多功能地錨裝置，其特征在于，所述中心管與節(jié)流噴嘴、活塞和導(dǎo)向套之間，所述活塞與上部短節(jié)之間，所述導(dǎo)向套與本體之間均由〇型圈進(jìn)行密封。
5.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的多功能地錨裝置，其特征在于，所述上部短節(jié)的上部和本體的下部均采用標(biāo)準(zhǔn)API套管螺紋，以實(shí)現(xiàn)所述地錨裝置的模塊化設(shè)計(jì)。
6.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的多功能地錨裝置，其特征在于，所述錨爪的下端通過可拆卸的錨爪銷聯(lián)接在所述本體上。
7.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的多功能地錨裝置，其特征在于，所述連桿的一端通過下聯(lián)接銷與所述錨爪的爪尖底部聯(lián)接，所述連桿的另一端通過上聯(lián)接銷與所述中心管聯(lián)接。
8.如權(quán)利要求1到3任一項(xiàng)所述的多功能地錨裝置，其特征在于，所述彈性件為彈簧。
【文檔編號(hào)】E21B23/01GK203476266SQ201320370812
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】劉書杰, 黃志強(qiáng), 張強(qiáng), 謝仁軍, 鄭雙進(jìn), 耿亞楠, 吳紅建 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油研究總院, 長(zhǎng)江大學(xué)