一种水力锚装置的制作方法

本技术涉及井下锚定工具，具体涉及一种水力锚装置。

背景技术：

1、水力锚是一种油田井下注水、压裂、酸化等高压作业固定管柱常用的井下锚定工具。这种水力锚的锚爪本身为活塞结构，锚爪会在锚体内部的液压作用下向外伸出,锚爪外端面上的咬合牙会与管柱内壁锚定,起到固定管柱作用；当油管内高压液体被放出后,锚爪又会在弹簧的弹力作用下回位,随着管柱起出。

2、例如中国专利文献cn201865633u公开了一种水力锚,包括锚体、锚爪和压板,锚体上设置有九个钻通的锚爪孔，锚体上的周向均匀分布有三组锚爪孔组,锚爪装入在锚爪孔内，每个锚爪是成型有锚爪沉孔，压板通过螺钉固定连接在锚体上并抵挡在锚爪孔的端口处，压板上成型有锚爪沉孔相对应的压板沉孔，并在锚爪沉孔和压板沉孔之间安装有弹簧。现有的水力锚在实际使用中仍存在以下问题：水力锚在井下工作压力很大，锚爪会在锚体内部的压力作用下向外移动,使锚爪与管柱的内壁锚定,由于管柱受到地质外力影响易发生局部膨胀变形情况，而锚爪伸出锚体的距离较短，这样导致锚爪与管柱之间接触不紧密，影响产品工作时的锚定力，还会造成弹簧被锚爪过度压缩而疲劳受损。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的管柱因受到地质外力影响会引起局部膨胀变形，从而导致锚爪与管柱之间接触不紧密，影响产品工作锚定力的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种水力锚装置，包括锚体、锚爪、压板和弹簧结构，所述锚体管壁上沿其径向贯穿设有多个通孔，每个所述通孔中安装有所述锚爪，所述压板安装于通孔的外端口处且留有可供锚爪伸出的空隙，所述锚爪朝向压板的一端设置有沿径向延伸贯穿锚爪侧壁的安装通槽，所述压板与所述安装通槽平行相对设置；所述压板的内侧面设置有深度依次递增的阶梯槽和定位槽，所述阶梯槽围绕成型在所述定位槽外侧，所述弹簧结构设置在所述定位槽与安装通槽之间，所述阶梯槽的长度大于所述安装通槽的长度，所述锚爪受压向所述通孔外移动时挤压弹簧结构，并使压板容纳于安装通槽中。

3、上述的一种水力锚装置中，所述定位槽与所述阶梯槽为同心设置于所述压板的内侧面，所述锚爪向通孔外移动至最大行程时带动安装通槽的底面接触于所述阶梯槽的底面。

4、上述的一种水力锚装置中，所述压板内侧面、所述阶梯槽和所述定位槽之间的截面形状呈多级台阶形状。

5、上述的一种水力锚装置中，所述安装通槽底面设有与所述定位槽相对的中心凹槽，所述弹簧结构的两端分别设置于所述定位槽和中心凹槽。

6、上述的一种水力锚装置中，所述弹簧结构包括同心设置在所述定位槽和中心凹槽之间的第一压簧和第二压簧，所述第二压簧套设在所述第一压簧的外侧。

7、上述的一种水力锚装置中，所述第一压簧与所述第二压簧的螺旋方向相反设置。

8、上述的一种水力锚装置中，所述锚爪的一端设置有分布于安装通孔两侧的多个咬齿结构，所述锚爪的外周侧壁上设有环形槽，所述环形槽中嵌设有密封圈。

9、上述的一种水力锚装置中，所述锚体上沿周向均匀分布有多组锚爪孔单元，每组锚爪孔单元包括沿锚体的轴向间隔设置于锚体管壁上的三个通孔组成。

10、上述的一种水力锚装置中，所述压板沿锚体的轴向延伸设置于所述锚爪孔单元的三个通孔之间，并对应在所述压板上设有三组同心设置的阶梯槽和定位槽，所述锚体上设置有适合容纳所述压板的容置槽，所述容置槽连接在通孔的外端口处，所述压板与锚体之间通过紧固结构保持固定相连。

11、本实用新型技术方案相比于现有技术具有如下优点：

12、1.本实用新型提供的水力锚装置中，通过在压板内侧面设置有深度依次递增的阶梯槽和定位槽，并在锚爪一端上设有与压板平行相对的安装通槽，该阶梯槽的长度是大于安装通槽的长度，通过设计阶梯槽可以增大锚爪与压板之间的相对移动距离，从而增加锚爪伸出锚体外的行程距离，这样设计的好处在于，即使管柱因地质外力影响发生局部膨胀变形的情况，由于锚爪的运动行程得到提升补偿，仍可以确保锚爪与管柱保持紧密接触，使锚爪在液压作用下与管柱接触产生较高的挤压应力，实现对管柱的可靠锚定，以防止管柱发生向上的轴向窜动，保证产品工作时的锚定力，提升产品使用性能。

13、2.本实用新型提供的水力锚装置中，根据弹簧结构是安装在压板的定位槽与锚爪的中心凹槽之间，这种锚爪在向外移动接触到阶梯槽的底面时受阻，同时也达到了最大行程距离，由于阶梯槽与定位槽之间有一定高度差，这样可以减小锚爪对弹簧结构的压缩程度，确保弹簧结构被锚爪挤压的压缩量处在可承受范围内，使弹簧保留可压缩余量，这样可以避免弹簧结构被锚爪过度挤压而造成弹性疲劳受损的情况，提升弹簧结构的使用寿命和使用性能。

14、3.本实用新型提供的水力锚装置中，弹簧结构由同心设置的第一压簧和第二压簧组成，并将第二压簧套设在第一压簧的外侧，这种双弹簧结构设计可以增大锚爪实现自动复位的弹性作用力，使锚爪更容易复位，有利于提高了水力锚的安全性和寿命，由于第二压簧的直径是大于第一压簧的直径，根据第一压簧与第二压簧的螺旋方向相反设置，这样可以防止第一压簧与第二压簧之间发生叠合交错现象，保证两个弹簧安装的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种水力锚装置，包括锚体(1)、锚爪(3)、压板(4)和弹簧结构(5)，所述锚体(1)管壁上沿其径向贯穿设有多个通孔(2)，每个所述通孔(2)中安装有所述锚爪(3)，所述压板(4)安装于通孔(2)的外端口处且留有可供锚爪(3)伸出的空隙，所述锚爪(3)朝向压板(4)的一端设置有沿径向延伸贯穿锚爪(3)侧壁的安装通槽(31)，所述压板(4)与所述安装通槽(31)平行相对设置；其特征在于：所述压板(4)的内侧面设置有深度依次递增的阶梯槽(42)和定位槽(41)，所述阶梯槽(42)围绕成型在所述定位槽(41)外侧，所述弹簧结构设置在所述定位槽(41)与安装通槽(31)之间，所述阶梯槽(42)的长度大于所述安装通槽(31)的长度，所述锚爪(3)受压向通孔(2)外移动时挤压弹簧结构(5)，并使压板(4)容纳于安装通槽(31)中。

2.根据权利要求1所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述定位槽(41)与所述阶梯槽(42)为同心设置于所述压板(4)的内侧面，所述锚爪(3)向通孔(2)外移动至最大行程时带动安装通槽(31)的底面接触于所述阶梯槽(42)的底面。

3.根据权利要求2所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述压板(4)内侧面、所述阶梯槽(42)和所述定位槽(41)之间的截面形状呈多级台阶形状。

4.根据权利要求3所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述安装通槽(31)底面设有与所述定位槽(41)相对的中心凹槽(32)，所述弹簧结构(5)的两端分别设置于所述定位槽(41)和中心凹槽(32)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述弹簧结构(5)包括同心设置在所述定位槽(41)和中心凹槽(32)之间的第一压簧(51)和第二压簧(52)，所述第二压簧(52)套设在所述第一压簧(51)的外侧。

6.根据权利要求5所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述第一压簧与所述第二压簧的螺旋方向相反设置。

7.根据权利要求6所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述锚爪(3)的一端设置有分布于安装通孔(2)两侧的多个咬齿结构(33)，所述锚爪(3)的外周侧壁上设有环形槽(34)，所述环形槽(34)中嵌设有密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述锚体(1)上沿周向均匀分布有多组锚爪孔单元，每组锚爪孔单元包括沿锚体(1)的轴向间隔设置于锚体(1)管壁上的三个通孔(2)组成。

9.根据权利要求8所述的一种水力锚装置，其特征在于：所述压板(4)沿锚体(1)的轴向延伸设置于所述锚爪孔单元的三个通孔(2)之间，并对应在所述压板(4)上设有三组同心设置的阶梯槽(42)和定位槽(41)，所述锚体(1)上设置有适合容纳所述压板(4)的容置槽，所述容置槽连接在通孔(2)的外端口处，所述压板(4)与锚体(1)之间通过紧固结构(6)保持固定相连。

技术总结本技术公开了一种水力锚装置，包括锚体、锚爪、压板和弹簧结构，锚爪设置在锚体的通孔中，压板安装于通孔的外端口处，所述锚爪一端设置有与压板平行相对的安装通槽，通过在压板内侧面设置有深度依次递增的阶梯槽和定位槽，该阶梯槽的长度大于安装通槽的长度，并围绕成型在定位槽外侧，通过设计阶梯槽可以增大锚爪与压板之间的相对移动距离，从而增加锚爪伸出锚体外的行程距离，即使管柱因地质外力影响发生局部膨胀变形，仍可以确保锚爪与管柱保持紧密接触，实现对管柱的可靠锚定，以防止管柱发生向上的轴向窜动，保证产品工作时的锚定力，提升产品使用性能。技术研发人员：倪化龙,倪若飞受保护的技术使用者：乐清市乐吉石油机械厂技术研发日：20231222技术公布日：2024/7/18