CN110439489B - 注水防顶卡瓦锚 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种注水防顶卡瓦锚，包括上接头、卡瓦牙、卡瓦座、下接头和活塞。上接头下端与中心管螺纹连接，卡瓦牙套设在中心管外侧，卡瓦牙与上接头锥面配合，中心管上设有进液孔；卡瓦座坐落在中心管外壁上，且下端螺纹连接有缸套，缸套下端设挡环，卡瓦牙的下端与卡瓦座上端锥面配合；挡环套设在下接头表面并与下接头螺纹连接，下接头上端设有通孔，通孔内设有用于将下接头与中心管可拆卸连接的销块；活塞套筒套设在下接头的上端外侧并通过销钉与下接头连接，销块和通孔位于活塞套筒内并通过活塞套筒进行限位。本发明结构简单合理，能有效防止卡瓦牙复位失效，安全稳固。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采井下配套工具，具体涉及一种注水防顶卡瓦锚。
背景技术
井下水力的锚定工具是应用管柱内外水力压差来实施锚定的工具，目前在解堵、储层改造、井下作业等油气田现场生产作业中广泛使用。水力锚是试油封隔器实现定位功能的重要部件之一，其工作过程为：若管内压力大于环空压力，则水力锚活塞启动，将水力锚卡死在套管内壁上，实现管柱的可靠锚定，防止管柱向上轴向窜动。在结构组成上，水力锚一般由锚体、压板、固定螺钉、复位弹簧、锚爪、锚爪活塞等组成，其功用是只能承受管柱一定的轴向上顶力，不能承受管柱轴向压力。现在使用的卡瓦锚为弹簧卡瓦牙结构，复位弹簧安装在卡瓦牙下部，受结构限制，水力锚的弹簧空间较小，安装的弹簧尺寸受限于较小弹簧，对压差较为敏感，同时弹簧所提供的锚爪收回力较小，致使水力锚的锚爪收回困难；而且在使用时，水力锚的弹簧空间与油套环空直接外露连通，井内流体携带的砂粒、垢粒块、油泥等杂质容易进入并堆积在弹簧空间内，造成弹簧失效，使锚定后的卡瓦不能收回而遇卡的情况。这样在长时间使用过程中，容易造成卡瓦牙复位失效。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种能有效防止卡瓦牙复位失效，安全稳固的注水防顶卡瓦锚。
本发明的技术方案是：注水防顶卡瓦锚，包括：
上接头，所述上接头下端与中心管螺纹连接，所述上接头的下端外表面设有倒锥形配合面；
卡瓦牙，所述卡瓦牙套设在中心管外侧，且所述卡瓦牙的上端内表面通过倒锥形配合面与上接头下端相配合，所述中心管上设有进液孔；
卡瓦座，所述卡瓦座坐落在中心管外壁上，且下端螺纹连接有缸套，所述缸套下端设有用于限位缸套的挡环，所述卡瓦牙的下端与卡瓦座上端锥面配合；
下接头，所述下接头的上端位于中心管与缸套形成的环形内腔中，所述挡环套设在下接头表面并与下接头螺纹连接，所述下接头上端设有与内腔连通的通孔，所述通孔内设有用于将下接头与中心管可拆卸连接的销块；所述卡瓦座、中心管、缸套和下接头形成环形的活塞腔，所述进液孔与活塞腔连通；
活塞，所述活塞包括设置在活塞腔内与活塞腔内壁接触的活塞本体和设置在活塞本体下端中空的活塞套筒，所述活塞套筒套设在下接头的上端外侧并通过销钉与下接头连接，所述销块和通孔位于活塞套筒内并通过活塞套筒进行限位。
优选的，所述进液孔和销块均为多个，所述销块的径向尺寸小于活塞腔的径向尺寸，所述中心管上设有用于插接销块的凹槽。
优选的，所述凹槽的位置与进液孔的位置相对应。
优选的，所述凹槽的位置与进液孔交错布置；所述凹槽的内表面为斜面，所述销块位于中心管内的端部形状与凹槽相配合。
优选的，所述活塞本体的内表面和外表面分别设有与中心管和缸套密封配合的密封圈。
优选的，所述中心管的外表面在轴向上设有具有长度的限位凹槽，所述限位凹槽位于进液孔下方，所述下接头上固定设有沿限位凹槽上下移动的限位键。
优选的，所述中心管与下接头之间以及下接头与缸套之间均设有密封装置，所述密封装置位于限位凹槽的下方。
优选的，所述下接头的上端设有台肩，所述活塞套筒下端坐在台肩上，所述通孔设置在台肩处。
优选的，所述缸套的下端设有向圆心方向延伸的台阶，所述台阶的直径小于缸套的内径，所述下接头通过外表面设置的凸起坐在台阶上。
本发明与现有技术相比较，具有以下优点：结构合理而紧凑，使用方便，本发明通过进液孔进行液体加压，可以利用卡瓦牙、卡瓦座、活塞、销块和缸套等结构，使活塞上行，从而使销块脱落实现中心管与下接头的解锁，解锁后下放中心管，能实现卡瓦锚定，同时能实现对坐封器进行坐封；停止液体加压，上提中心管，使卡瓦牙复位，能解除锚定，这种结构能有效防止卡瓦牙因弹簧而复位失效的问题，安全可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为中心管与下接头解锁后的局部示意图；
图中：1、上接头，2、卡瓦牙，3、卡瓦座，4、下接头，5、中心管，6、缸套，7、活塞，71、活塞本体，72、活塞套筒，8、进液孔，9、挡环，10、活塞腔，11、通孔，12、销块，13、销钉，14、台肩，15、密封圈，16、限位凹槽，17、限位键，18、台阶，19、凹槽。
具体实施方式
下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例一
参照图1所示，注水防顶卡瓦锚，包括：上接头1、卡瓦牙2、卡瓦座3、下接头4、中心管5、缸套6和活塞7。
其中，上接头1的下端与中心管5螺纹连接，上接头1的下端外表面设有倒锥形配合面；卡瓦牙2套设在中心管5的外侧，且卡瓦牙2的上端内表面通过倒锥形配合面与上接头1下端相配合，卡瓦牙2在上接头1的压迫下可张开，从而起到锚定作用。在中心管5上设有进液孔8，进液孔8与活塞腔连通，加压时，液体通过进液孔8进入活塞腔10。
中心管5的外壁上设有凸起，卡瓦座3通过凸起坐落在中心管5的外壁上，卡瓦牙2的下端与卡瓦座3上端锥面配合，卡瓦牙2上端与下端分别设置锥面配合，能保证对卡瓦牙2施加压力后，其上下端能同时向外扩展，从而更好的起到锚定的作用；缸套6螺纹连接在卡瓦座3的下方，下接头4外表面螺纹连接有挡环9，挡环9固定在缸套6下端，用于对缸套6进行限位，这样下接头4通过挡环9将其与缸套6和卡瓦座3连接在一起了。此时，上接头1、卡瓦牙2、卡瓦座3、缸套6和活塞7的外表面在平齐，保持同一外径便于下放管柱。
卡瓦座3、中心管5、缸套6和下接头4形成环形的活塞腔10，下接头4的上端和活塞7都位于活塞腔10中，而活塞7包括设置在活塞腔10内与活塞腔10内壁接触的活塞本体71和设置在活塞本体71下端中空的活塞套筒72，活塞套筒72套设在下接头4的上端外侧并通过销钉13与下接头4连接，这样可将下接头4与活塞7固定在一起，只有当压力过大时才会剪掉销钉13实现活塞7的上下移动。在下接头4上端设有与内腔连通的通孔11，通孔11内活动设有销块12，销块12和通孔11位于活塞套筒72内并通过活塞套筒72进行限位，下接头4的上端设有台肩14，活塞套筒72下端坐在台肩14上，通孔11设置在台肩14处。销块12的一端伸出通孔11并位于中心管5的凹槽19内，由于进液孔8的位置与通孔11位置对应，这样当液体经进液孔8进入后，在压力作用下通过缝隙进入活塞腔10内，在一定压力作用下剪断销钉13，并推动活塞7向上移动，此时活塞套筒72脱离台肩14继续上行，直至脱离通孔11的位置，销块12失去活塞套筒72的阻挡后，在液体压力作用下，向缸套6方向移动，直至与凹槽19脱离，此时中心管5与下接头4解锁，即中心管5可相对于下接头4上下移动，如图2所示。
上述的进液孔8和销块12均为多个，销块12的径向尺寸小于活塞腔10的径向尺寸，这样保证销块12从凹槽19能彻底脱落。
向中心管5内注入液体加压，液体经进液孔8进入活塞腔10内，随着压力增大可剪断活塞套筒72与下接头4之间的销钉13，继续加压可推动活塞7在活塞腔10内向上移动，此时活塞套筒72脱离台肩14上行，当活塞套筒72脱离通孔11时，销块12失去活塞套筒72的阻挡后，在液体压力作用下，销块12沿着通孔11内壁向缸套6方向移动，直至与凹槽19脱离，此时中心管5与下接头4脱离连接实现解锁；解锁后下放中心管5，卡瓦牙2在上接头1的倒锥形配合面作用下，挤压卡瓦牙2沿锥面向外扩张，同时卡瓦牙2下端也通过与卡瓦座3的锥面配合进行扩张，直至卡瓦牙2与套管锚定，同时能实现对坐封器进行坐封；停止液体加压，上提中心管5，使卡瓦牙2复位，能解除锚定，这种结构能有效防止卡瓦牙的复位失效，安全可靠。
实施例二
其他与实施例一基本相同，不同之处在于：凹槽19的位置与进液孔8交错布置，凹槽19的内表面为斜面，销块12位于中心管5内的端部形状与凹槽19相配合，通过这种斜面配合，当销块12失去活塞套筒72的阻挡后，能快速从凹槽19内脱落，起到解锁中心管5和下接头4的作用。而且进液孔8、销块12均为多个，这样能实现快速锚定。
另外，两个实施例中在活塞本体71的内表面和外表面分别设有与中心管5和缸套6密封配合的密封圈15。
在中心管5的外表面在轴向上还设有具有长度的限位凹槽16，限位凹槽16位于进液孔8的下方，下接头4上固定设有沿限位凹槽16上下移动的限位键17，这样当中心管5下放时，通过限位键17与限位凹槽16配合，能对其下放距离和上提距离进行限位，安全可靠。
在中心管5与下接头4之间以及下接头4与缸套6之间均设有密封装置，此密封装置也为多道密封圈，密封装置位于限位凹槽16的下方，通过上下的密封圈15和密封装置能实现活塞腔10始终处于密封状态。
缸套6的下端设有向圆心方向延伸的台阶18，台阶18的直径小于缸套6的内径，下接头4通过外表面设置的凸起坐在台阶18上，台阶18能起到定位作用。
本发明结构简单紧凑，省略卡瓦牙底部的复位弹簧，能防止油泥等卡住而产生弹簧失效的问题，从而保证了卡瓦牙复位的安全稳定性。
本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.注水防顶卡瓦锚，其特征在于，包括：
上接头，所述上接头下端与中心管螺纹连接，所述上接头的下端外表面设有倒锥形配合面；
卡瓦牙，所述卡瓦牙套设在中心管外侧，且所述卡瓦牙的上端内表面通过倒锥形配合面与上接头下端相配合，所述中心管上设有进液孔；
卡瓦座，所述卡瓦座坐落在中心管外壁上，且下端螺纹连接有缸套，所述缸套下端设有用于缸套限位的挡环，所述卡瓦牙的下端与卡瓦座上端锥面配合；
下接头，所述下接头的上端位于中心管与缸套形成的环形内腔中，所述挡环套设在下接头表面并与下接头螺纹连接，所述下接头上端设有与内腔连通的通孔，所述通孔内设有用于将下接头与中心管可拆卸连接的销块；所述卡瓦座、中心管、缸套和下接头形成环形的活塞腔，所述进液孔与活塞腔连通；
活塞，所述活塞包括设置在活塞腔内与活塞腔内壁接触的活塞本体和设置在活塞本体下端中空的活塞套筒，所述活塞套筒套设在下接头的上端外侧并通过销钉与下接头连接，所述销块和通孔位于活塞套筒内并通过活塞套筒进行限位；
所述中心管的外表面在轴向上设有具有长度的限位凹槽，所述限位凹槽位于进液孔下方，所述下接头上固定设有沿限位凹槽上下移动的限位键；
所述下接头的上端设有台肩，所述活塞套筒下端坐在台肩上，所述通孔设置在台肩处；
所述缸套的下端设有向圆心方向延伸的台阶，所述台阶的直径小于缸套的内径，所述下接头通过外表面设置的凸起坐在台阶上。
2.根据权利要求1所述的注水防顶卡瓦锚，其特征在于：所述进液孔和销块均为多个，所述销块的径向尺寸小于活塞腔的径向尺寸，所述中心管上设有用于插接销块的凹槽。
3.根据权利要求2所述的注水防顶卡瓦锚，其特征在于：所述凹槽的位置与进液孔的位置相对应。
4.根据权利要求2所述的注水防顶卡瓦锚，其特征在于：所述凹槽的位置与进液孔交错布置；所述凹槽的内表面为斜面，所述销块位于中心管内的端部形状与凹槽相配合。
5.根据权利要求3或4所述的注水防顶卡瓦锚，其特征在于：所述活塞本体的内表面和外表面分别设有与中心管和缸套密封配合的密封圈。
6.根据权利要求5所述的注水防顶卡瓦锚，其特征在于：所述中心管与下接头之间以及下接头与缸套之间均设有密封装置，所述密封装置位于限位凹槽的下方。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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