本實用新型涉及油氣田開發(fā)領(lǐng)域，特別涉及用于出砂井在分層注水作業(yè)中配套使用的一種防砂水力錨。

背景技術(shù)：

在油氣田開發(fā)中的分層注水作業(yè)中，針對高壓分層注水井，常用錨定器來固定管柱，防止管柱蠕動，封隔器失效。

目前常用的錨定工具有水力錨，油管錨等。油管錨只能承受單向壓差，在高壓出砂井的錨定效果達(dá)不到現(xiàn)場要求。水力錨的工作過程為如管內(nèi)壓力大于環(huán)空壓力，則水力錨活塞啟動，在壓力差的作用下將錨爪推向套管壁，卡緊在套管內(nèi)壁上，克服施工中產(chǎn)生的軸向力，起到固定井下管柱的作用，實現(xiàn)管柱的可靠錨定，防止管柱軸向竄動。當(dāng)油套管壓差消失時，錨爪在復(fù)位彈簧的作用下收回，從而解除管柱的固定狀態(tài)。常規(guī)水力錨工作時，錨爪內(nèi)腔很容易進(jìn)砂，而且在作業(yè)過程中，液體中的雜質(zhì)、地層砂等進(jìn)入到錨爪內(nèi)腔后，易造成錨爪堵卡不能回位以至于解卡困難，嚴(yán)重時會造成大修事故。

中國專利ZL201520967015.5中公布了一種防砂防卡的水力錨，該水力錨在錨體內(nèi)部設(shè)置了中心管和過濾網(wǎng)。施工時，液體由油管注入，液體進(jìn)入過濾網(wǎng)和錨體之間的第二間隙中，然后進(jìn)入中心管與錨體的第一間隙中，液體產(chǎn)生的壓力最終作用在錨爪的內(nèi)承壓面上推動錨爪向外移動。由于液體需要首先流經(jīng)過濾網(wǎng)才能進(jìn)入過濾網(wǎng)和錨體之間，這樣，液體中的砂子、污垢等均被阻擋在錨體外，解決了水力錨砂卡管柱等問題。但該水力錨工具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且在實際生產(chǎn)中，過濾網(wǎng)容易被沉積的砂子堵塞，其應(yīng)用于高壓出砂井時，錨定效果也達(dá)不到現(xiàn)場要求。

鑒于此，本發(fā)明人根據(jù)多年從事本領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)設(shè)計經(jīng)驗，研制出適用于分層注水作業(yè)中出砂井的一種防砂水力錨，以期解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提出一種防砂水力錨，不但可以過濾砂石和雜質(zhì)，還能避免砂石沉積，有效滿足分層注水工藝技術(shù)的現(xiàn)場需求。

為達(dá)到上述目的，本實用新型提出一種防砂水力錨，其中，所述防砂水力錨包括呈筒狀的錨體，所述錨體具有上下貫通的內(nèi)腔，所述錨體的外壁上開設(shè)有多個錨爪孔，所述錨爪孔的外端開放，所述錨爪孔的內(nèi)端通過多條割縫與所述內(nèi)腔相連通，每個所述錨爪孔內(nèi)均安裝有一個能伸出和收回的錨定機(jī)構(gòu)，所述錨體的外壁上還開設(shè)有至少一個沉砂槽道，所述沉砂槽道沿所述錨體的軸向設(shè)置并且上下貫通。

如上所述的防砂水力錨，其中，兩個以上的所述錨爪孔由上至下順序排列組成錨爪孔組，所述錨體的外壁上沿周向均布有多個所述錨爪孔組，每個所述錨爪孔組均設(shè)有條狀壓板，所述壓板沿所述錨體的軸向設(shè)置并固接在所述錨體的外壁上。

如上所述的防砂水力錨，其中，所述錨定機(jī)構(gòu)包括活塞、錨爪和彈性元件，所述活塞設(shè)置在所述錨爪孔內(nèi)并與所述錨爪孔的內(nèi)壁密封配合，所述錨爪固接在所述活塞的外端面，所述活塞能沿所述錨爪孔的軸向往復(fù)移動并帶動所述錨爪伸出和收回，所述錨爪上設(shè)有與所述壓板對應(yīng)配合的凹槽，所述彈性元件一端設(shè)置在所述凹槽內(nèi)，所述彈性元件的另一端頂?shù)衷谒鰤喊迳稀?/p>

如上所述的防砂水力錨，其中，所述凹槽的底面上開設(shè)有安裝孔，所述彈性元件的一端插入所述安裝孔內(nèi)。

如上所述的防砂水力錨，其中，所述錨爪的外端面上凸設(shè)有多條錨牙，多條所述錨牙沿水平方向設(shè)置并均為錐形錨牙。

如上所述的防砂水力錨，其中，所述活塞和所述錨爪孔的內(nèi)壁之間安裝有密封圈。

如上所述的防砂水力錨，其中，每個所述錨爪孔組內(nèi)均包括有三個所述錨爪孔。

如上所述的防砂水力錨，其中，所述錨體的外壁上開設(shè)有多條沉沙槽道，多條所述沉沙槽道沿所述錨體的周向均布。

如上所述的防砂水力錨，其中，所述外壁上沿周向均布有四個所述錨爪孔組，在每兩個相鄰的所述錨爪孔組之間均開設(shè)有所述沉砂槽道。

如上所述的防砂水力錨，其中，所述沉砂槽道的橫截面為梯形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下特點和優(yōu)點：

本實用新型提出的防砂水力錨，其錨爪孔的內(nèi)端通過多條割縫與內(nèi)腔相聯(lián)通，可以過濾較大顆粒的砂石和雜質(zhì)，避免了砂石或雜質(zhì)進(jìn)入錨爪孔造成錨定機(jī)構(gòu)堵卡，保證了錨定機(jī)構(gòu)能夠及時回位和解卡。

本實用新型提出的防砂水力錨，在錨體的外壁上開設(shè)有多條沉砂槽道，沉砂槽道有利于反洗井時水流的通過，增加了反洗過流面積，砂石可以通過沉砂槽道流向防砂水力錨的下部，避免了砂石沉積在防砂水力錨的位置，也就避免了砂石對防砂水力錨的堵塞，保證了防砂水力錨能夠長期有效的使用。

本實用新型提出的防砂水力錨，既有防砂設(shè)計，又設(shè)置了沉砂槽道，能夠有效滿足分層注水工藝技術(shù)的現(xiàn)場需求。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實用新型的理解，并不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本實用新型。

圖1為本實用新型防砂水力錨的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型中錨體的剖視圖；

圖3為本實用新型中錨爪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型活塞和錨爪的連接示意圖；

圖5為本實用新型中割縫的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

100 防砂水力錨； 110 錨體；

111 內(nèi)腔； 112 錨爪孔；

113 割縫 114 沉沙槽道；

115 嵌槽； 120 錨定機(jī)構(gòu)；

121 活塞； 122 錨爪；

123 彈性元件； 124 凹槽；

125 安裝孔； 126 錨牙；

127 密封圈。

具體實施方式

結(jié)合附圖和本實用新型具體實施方式的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實用新型的具體實施方式，僅用于解釋本實用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實用新型的范圍。

請參考圖1和圖2，圖1為本實用新型防砂水力錨的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實用新型中錨體的剖視圖，圖3為本實用新型中錨爪的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本實用新型活塞和錨爪的連接示意圖，圖5為本實用新型中割縫的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1、圖2所示，本實用新型提出的防砂水力錨100包括呈筒狀的錨體110，錨體110具有上下貫通的內(nèi)腔111，錨體110的外壁上開設(shè)有多個錨爪孔112，錨爪孔112的外端開放，錨爪孔112的內(nèi)端通過多條割縫113與內(nèi)腔111相連通，每個錨爪孔112內(nèi)均安裝有一個能伸出和收回的錨定機(jī)構(gòu)120，錨體110的外壁上還開設(shè)有至少一個沉砂槽道114，沉砂槽道114沿豎直方向設(shè)置并上下貫通。錨體110的上下兩端還分別形成上接頭和下接頭，上接頭和下接頭均設(shè)有螺紋，用于連接油管。

本實用新型提出的防砂水力錨100在使用時通過上接頭和下接頭連接在油管上，當(dāng)從油管打壓時，液體進(jìn)入錨體110的內(nèi)腔111并由內(nèi)腔111經(jīng)割縫113進(jìn)入到錨爪孔112中，在壓力的作用下液體將錨定機(jī)構(gòu)120推向錨爪孔112的外端，錨定機(jī)構(gòu)120伸出錨爪孔112并卡緊在套管的內(nèi)壁上，克服施工中產(chǎn)生的軸向力，起到固定井下管柱的作用，實現(xiàn)管柱的可靠錨定；泄壓后，錨定機(jī)構(gòu)120縮回，錨定解除。

本實用新型提出的防砂水力錨100，如圖1、圖5所示，其錨爪孔112的內(nèi)端通過多條割縫113與內(nèi)腔111相聯(lián)通，割縫112可以過濾較大顆粒的砂石和雜質(zhì)，避免了砂石或雜質(zhì)進(jìn)入錨爪孔112造成錨定機(jī)構(gòu)120的堵卡，保證了錨定機(jī)構(gòu)120能夠順利回位和解卡。

本實用新型提出的防砂水力錨100，在錨體110的外壁上開設(shè)有多條沉砂槽道114，沉砂槽道114有利于反洗井時水流的通過，增加了反洗過流面積，由于反洗過流面積的增加，在反洗井時，液體的流量增加，砂石可以隨洗井液通過沉砂槽道114流向防砂水力錨100的下部，避免砂石沉積在防砂水力錨100的位置，也就避免了砂石對防砂水力錨100的堵塞，從而保證了防砂水力錨100能夠長期有效的使用。

本實用新型提出的防砂水力錨100，結(jié)構(gòu)簡單，既有防砂設(shè)計，又設(shè)置了沉砂槽道114，能夠有效滿足分層注水工藝技術(shù)的現(xiàn)場需求。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1所示，兩個以上的錨爪孔112由上至下順序排列組成錨爪孔組，錨體110的外壁上沿周向均布有多個錨爪孔組，每組錨爪孔組上均設(shè)有條狀壓板130，壓板130沿豎直方向設(shè)置并固接在錨體110的外壁上。如圖1所示，錨體110的外壁上開設(shè)有用于安裝壓板130的嵌槽115，嵌槽115沿豎直方向開設(shè)并穿過其所在的錨爪孔組內(nèi)的所有錨爪孔112，壓板130由上至下順序設(shè)置在其所在的錨爪孔組的所有錨爪孔112的外側(cè)并通過螺釘固定在嵌槽115內(nèi)，壓板130起限位作用，防止錨定機(jī)構(gòu)120脫離錨爪孔112。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1、圖3和圖4所示，錨定機(jī)構(gòu)120包括活塞121、錨爪122和彈性元件123，活塞121設(shè)置在錨爪孔112內(nèi)，活塞121呈柱狀并與錨爪孔112的內(nèi)壁密封配合，錨爪122固接在活塞121朝向錨爪孔112外端的端面上(錨爪122和活塞121也可為同一體結(jié)構(gòu))，活塞121能沿錨爪孔112的軸向往復(fù)移動并帶動錨爪122伸出錨爪孔112以及收回至錨爪孔112內(nèi)，錨爪122上設(shè)有與壓板130對應(yīng)配合的凹槽124，彈性元件123一端設(shè)置在凹槽123內(nèi)，彈性元件123的另一端頂?shù)衷趬喊?30上。當(dāng)從油管打壓時，液體進(jìn)入錨體110的內(nèi)腔111并由內(nèi)腔111經(jīng)割縫113進(jìn)入到錨爪孔112內(nèi)，在壓力的作用下液體將活塞121向外推出，錨爪122在活塞121的推動下伸出錨爪孔112，由于錨爪122上設(shè)有與壓板130對應(yīng)配合的凹槽124，當(dāng)錨爪122向外伸出時，壓板130陷入凹槽124中，錨爪122卡緊在套管的內(nèi)壁上，從而起到防止管柱位移的錨定的作用；泄壓后，液體對于活塞121的推力消失，在設(shè)置于凹槽124和壓板130之間的彈性元件123的彈性恢復(fù)力的作用下，活塞121和錨爪122收回至錨爪孔112內(nèi)，回到原位，錨爪122對套管內(nèi)壁的錨定解除，實現(xiàn)對管柱的解封。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1、圖3所示，凹槽124的底面上開設(shè)有安裝孔125，彈性元件123的一端插入安裝孔125內(nèi)，安裝孔125起到對彈性元件123固定的作用，避免彈性元件123從凹槽124中脫出。在一個可選的例子中彈性元件123為彈簧，當(dāng)然，彈性元件123也可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的其他形式。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1、圖3和圖4所示，錨爪122的外端面上凸設(shè)有多條錨牙126，多條錨牙126沿水平方向設(shè)置且均為錐形錨牙。當(dāng)錨爪122伸出錨爪孔112后，錨牙126咬合在套管的內(nèi)壁上，如圖4所示，錨牙采用錐形結(jié)構(gòu)，即錨牙的橫截面為三角形，與常規(guī)防砂水力錨相比，咬合力明顯增加。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1所示，活塞121和錨爪孔112的內(nèi)壁之間安裝有密封圈127。密封圈127能實現(xiàn)活塞121和錨爪孔112內(nèi)壁之間的密封。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1所示，錨體110的外壁上沿周向均布有四個錨爪孔組，在每兩個相鄰的錨爪孔組之間均開設(shè)有沉砂槽道114。

在本實用新型一個可選的例子中，如圖1所示，在每個錨爪孔組內(nèi)均包括三個由上至下順序設(shè)置的錨爪孔112。這樣，在錨體110上一共設(shè)置有12個錨爪孔112，錨爪孔112越多，活塞121越多，錨爪122越多，其錨定力也就越大，因此在數(shù)量上活塞越多越好，但限于錨體110的尺寸，在錨體110上一共設(shè)置有12個錨爪孔112，即安裝有12個錨定機(jī)構(gòu)120，不但能保證防砂水力錨100具有較大的錨定力，還能保證錨體110具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而使得防砂水力錨100達(dá)到最佳的使用效果。

在本實用新型一個可選的例子中，圖1和圖2所示，沉砂槽道114的兩側(cè)壁面底端之間的距離小于沉砂槽道114的兩側(cè)壁面頂端之間的距離，即沉砂槽道114的橫截面為梯形。由于沉沙槽道114開口處的兩邊加寬，使得反洗過流面積加大，進(jìn)一步保證了砂子能夠順利通過沉沙槽道流向下部，避免砂子沉積在防砂水力錨100的位置。

針對上述各實施方式的詳細(xì)解釋，其目的僅在于對本實用新型進(jìn)行解釋，以便于能夠更好地理解本實用新型，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本實用新型的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特征也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應(yīng)被理解為能夠應(yīng)用于任何一個實施方式中，而并不僅局限于所描述的實施方式。