一种液压锚定油管锚及其锚定方法与流程

本发明涉及一种用于油田采油的液压锚定油管锚，属于油田采油举升。

背景技术：

1、海上油田为疏松砂岩储层，油藏物性渗透率高，但是地层容易出砂，为保证上产管柱长期高效生产，往往采取分层防砂分层完井工艺管柱。以注水井为例，管柱在长期生产过程中，经历注水、洗井等工况，管柱受力显著变化，引起管柱弹性变性、发生管柱蠕动，为避免这种蠕动造成分层封隔器密封性能下降，往往配置油管锚，在管柱工况变化时，实现分层管柱工具串顶部或者底部相对保持不变，进而实现工具串上封隔器发生的位移极其微小，最大限度降低对封隔器的不利影响。

2、常规油管锚的活塞、卡瓦均为金属材料，依靠井口打压压缩坐封活塞、挤压锥体推动卡瓦张开，实现油管锚锚定在套管壁上，由于都是金属材料，在井口泄压，金属材料在作用力撤销后有弹性变性，锁定机构会出现一定程度的松弛，造成锚定性能发生部分失效，不能达到最佳效果，在管柱长期的高温高压井下环境，仍对封隔器产生不利影响。

3、中国专利文献cn10445375a公开了一种稠油蒸汽驱解封双向锚定油管锚，包括卡瓦、中心管、下锥体等，油管内打压，高压流体经中心管过流孔推动卡瓦张开锚定、坐封，上提中心管完成卡瓦解封，该封隔器具备双向坐封锚定功能，避免常规稠油井蒸汽驱管柱封隔器不易解封问题。所述油管锚在坐封活塞配套了机械弹簧，但弹簧为金属材料，在井底高温高压环境容易出现腐蚀失效。

4、cn104594817a公开了一种具有三重功能的油管锚，包括单流阀、中心管、锥体、摩擦块等，油管锚安装在抽油泵下部，旋转油管时，扶正体与螺杆筒定位剪钉剪断，扶正器相对中心管上行，锚牙挤压套管壁，胶筒坐封在套管环空，底部阀球阻止洗井液下流，保护油层，实现了三重功能。但是对于消除金属材料弹性恢复导致的油管锚密封松弛问题没有给出相应的技术措施。

5、上述油管锚均没有就金属材料弹性恢复对油管锚锚定性能做出相应改进，没有解决现有油管锚在作用力撤销后锁定机构出现松弛，造成锚定性能发生部分失效的问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有油管锚技术存在的不足，提供一种液压锚定油管锚，以提升油管锚坐封、锚定可靠性，避免泄压回弹导致锚定不可靠的问题。

2、本发明的液压锚定油管锚，采用以下技术方案：

3、该油管锚，包括中心管、上锥体、卡瓦、下锥体、上护套和坐封胶筒；中心管的两端分别连接上接头和下接头，中心管外侧自上接头至下接头依次套装有上锥体、卡瓦、下锥体、坐封胶筒、活塞套和活塞，上锥体和下锥体两者相对的一端均呈锥形，上锥体和下锥体上套装有卡瓦套，卡瓦套、上锥体、下锥体之间形成一个环形空腔，环形空腔内设置有板簧，卡瓦和板簧被限制在该环形空腔内，中心管上位于活塞和下接头之间设置有过流孔，上护套、连接套和下护套自上而下依次套装在坐封胶筒和活塞套外侧。

4、所述中心管的两端通过螺纹分别连接上接头和下接头。所述上接头下端设置有台肩，上锥体的上端通过上接头的台肩限位。

5、所述卡瓦上的卡瓦牙(卡瓦牙是卡瓦外侧“牙”状凸起结构)从卡瓦套外侧凹槽伸出。

6、所述卡瓦套与上锥体之间设置有上锥体剪钉。

7、所述卡瓦套与下锥体之间设置有下锥体剪钉。

8、所述上护套与活塞套之间设置有活塞套剪钉。

9、所述下护套与下接头之间设置有解封剪钉。

10、所述坐封活塞与中心管和下护套之间均设置有密封圈，实现动密封。

11、所述下护套与下接头之间设置有密封圈，中心管与上接头和下接头之间均设置有密封圈，实现静密封。

12、所述连接套与活塞套下端螺纹连接。

13、所述活塞套下端设置有锯齿形螺纹，活塞套与连接套之间设置有锁环。锯齿形螺纹与锁环配合，保持锁紧。所述锁环设置在连接套内壁上的凹槽内。

14、所述下护套与连接套通过螺纹连接。

15、上述液压锚定油管锚的工作时，高压流体进入中心管，随着压力上升，高压流体通过中心管上的过流孔推动活塞挤压坐封胶筒和下锥体，坐封胶筒密封在中心管和上护套之间，并且下锥体推动卡瓦张开锚定在套管(本发明的液压锚定油管锚通过油管下入井下，井下有套管，该液压锚定油管锚在套管内部)内壁，同时锁环锁定在活塞套下端(锯齿状螺纹)，这样，即使坐封管柱井口泄压，油管锚仍保持锚定和坐封；

16、当需要解封油管锚时，向上提起坐封管柱，当上提载荷超过解封强度时，使下锥体、上护套和下护套等退回，卡瓦复位，实现坐封管柱的解封。

17、本发明的油管锚设置的坐封胶筒采用非金属橡胶材料，为非金属弹性密封机构，比常规油管锚推动卡瓦的结构相比，有效避免金属材料弹性恢复带来的锁环松弛导致的油管锚密封性能下降问题，在油管泄压后锁环即使发生弹性变性也不影响坐封位置改变，因此坐封更平稳、锚定更可靠，提升了油管锚锚定可靠性，延长工艺管柱工作寿命。

技术特征：

1.一种液压锚定油管锚，其特征是：包括中心管、上锥体、卡瓦、下锥体、上护套和坐封胶筒；中心管的两端分别连接上接头和下接头，中心管外侧自上接头至下接头依次套装有上锥体、卡瓦、下锥体、坐封胶筒、活塞套和活塞，上锥体和下锥体两者相对的一端均呈锥形，上锥体和下锥体上套装有卡瓦套，卡瓦套、上锥体和下锥体之间形成一个环形空腔，环形空腔内设置有板簧，卡瓦和板簧被限制在该环形空腔内，中心管上位于活塞和下接头之间设置有过流孔，上护套、连接套和下护套自上而下依次套装在坐封胶筒和活塞套外侧。

2.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述中心管的两端通过螺纹分别连接上接头和下接头。

3.根据权利要求2所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述上接头下端设置有台肩，上锥体的上端通过上接头的台肩限位。

4.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述卡瓦上的卡瓦牙从卡瓦套外侧凹槽伸出。

5.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述卡瓦套与上锥体之间设置有上锥体剪钉。

6.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述卡瓦套与下锥体之间设置有下锥体剪钉。

7.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述上护套与活塞套之间设置有活塞套剪钉。

8.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述下护套与下接头之间设置有解封剪钉。

9.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述坐封活塞与中心管和下护套之间均设置有密封圈，实现动密封。

10.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述下护套与下接头之间设置有密封圈，中心管与上接头和下接头之间均设置有密封圈。

11.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述连接套与活塞套下端螺纹连接。

12.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述活塞套下端设置有锯齿形螺纹，活塞套与连接套之间设置有锁环。

13.根据权利要求12所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述锁环设置在连接套内壁上的凹槽内。

14.根据权利要求1所述的液压锚定油管锚，其特征是：所述下护套与连接套通过螺纹连接。

15.一种权利要求1-14任一项所述的液压锚定油管锚的锚定方法，其特征是：高压流体进入中心管，随着压力上升，高压流体通过中心管上的过流孔推动活塞挤压坐封胶筒和下锥体，坐封胶筒密封在中心管和上护套之间，并且下锥体推动卡瓦张开锚定在套管内壁，同时锁环锁定在活塞套，这样，即使坐封管柱井口泄压，油管锚仍保持锚定和坐封；

技术总结一种液压锚定油管锚及其锚定方法，包括中心管、上锥体、卡瓦、下锥体、上护套和坐封胶筒；中心管的两端分别连接上接头和下接头，中心管外侧自上接头至下接头依次套装有上锥体、卡瓦、下锥体、坐封胶筒、活塞套和活塞，上锥体和下锥体两者相对的一端均呈锥形，上锥体和下锥体上套装有卡瓦套，卡瓦套、上锥体、下锥体之间形成一个环形空腔，环形空腔内设置有板簧，卡瓦和板簧被限制在该环形空腔内，中心管上位于活塞和下接头之间设置有过流孔，上护套、连接套和下护套自上而下依次套装在坐封胶筒和活塞套外侧。本发明有效避免油管锚密封性能下降问题，在油管泄压后锁环即使发生弹性变性也不影响坐封位置改变，因此坐封更平稳、锚定更可靠。技术研发人员：宋辉辉,贺启强,郭林园,朱俊蒙,申兴哲,彭国威,张剑,石琼,刘艳霞,顾国利受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18