一种新型的裸眼井锚定器制造技术

本发明专利技术给出一种新型的裸眼井锚定器，采用板桥组合件作为锚定元件，增大与井壁接触面积，既保障了锚定力又不伤害井壁。采用减振折叠簧消减管柱的振动，延长了当次有效锚定时间。利用旋转锁套、单向锁环、滑栓和拉簧可在一次下井中，方便地在坐锚——保持锚定——解除锚定几种状态中转换，保障了裸眼井锚定器使用的灵活性，以便施工人员灵活应对各种施工要求和意外情况；旋转锁套可以依据井筒尺寸定位，保障了每一次坐锚的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于石油天然气(包括页岩气、煤层气)开采裸眼井完井的井下工具制作领域，具体涉及一种把施工管柱、生产管柱锚定于裸眼井井壁的锚定器。
技术介绍
：在裸眼井的诸多作业中，为了保障顺利施工，保护封隔器和管柱，需要把管柱锚定在裸眼井井壁上。对于套管井，通常利用水力锚或卡瓦可以把管柱锚定在套管井井壁上。但对于裸眼井，由于管柱与裸眼井井壁的环空较大，裸眼井井壁的岩石其强度和韧性无法与套管的钢材相比，所以现有水力锚或卡瓦都不适用。技术专利2012206124574所给出的“一种应用于水平裸眼井的扶正锚定装置”，在实际应用中存在如下缺点：1、锚栓与井壁接触面积太小，对井壁岩石局部压力过大，造成井壁的伤害。2、由于没有减振措施，管柱的振动直接作用于井壁，像凿岩机一样使井壁迅速破坏。所以说，性能的可靠性达不到应用要求。3、解锚的方法、采用投球解锁提拉解锚、实施起来比较麻烦，要选择尺寸合适的球和相应的球座，而它们的尺寸要与整串管柱其它工具所需的投球球座相匹配；提拉管柱涉及把整串管柱提拉出井及重新下井问题，工程量很大。4、在管柱的一次下入中，只有一次坐锚——解锚机会，不能实现多次坐锚——解锚，而油田应用中需要灵活方便地转化工作状态，如附图4中所示。所以说，操作的灵活性也达不到应用要求。
技术实现思路
：本专利技术针对现有产品在实用性，可靠性和操作灵活性均达不到油田应用要求的情况，提出一种有别于以往任何一种锚定装置的设计。其具体技术方案是：本专利技术所述裸眼井锚定器，由中心管16、上接头17、下接头1、液压缸14、活塞8、拉簧15、板桥组合件：板桥6，桥柱4，销轴5、减振折叠簧3、旋转锁套10、滚珠11、滑栓9、单向锁环12、推力环13、外套2组成。所述板桥组合件是本锚定器的锚定元件，没有采用锚柱、卡瓦、铰链。它由1块桥板6和4条(或4条以上)桥柱4构成，桥柱之间由销轴5相连，桥板上面处理成粗糙面，使其提高与岩石的摩阻但又不伤害井壁，桥板的两侧设有裙边，裙边上各开出两条长槽，第一和第三销轴穿入其中并可在其中滑动，桥柱的首端和尾端都留有通孔。采用减振折叠簧3消减管柱的振动，减轻桥板对岩石的破坏。折叠簧的一端处理成条状，以便穿入桥柱的通孔。所述活塞8的前段是扩径段，为的是盛装并控制旋转锁套10，活塞的前端连接均力环7，均力环的作用是传递活塞的推拉力并固定减振折叠簧，同时兼有挡砂作用。活塞的后端连接拉簧15，中心管加压时，活塞前行伸出，中心管停压时，活塞在拉簧作用下后退回缩。旋转锁套10是外缘带有连续长短槽、滚珠，内部留有锁环腔的可旋转又可移动的环状装置，它与单向锁环12、推力环13及滑栓9配合，可形成多种功能：活塞伸出时，滑栓抵达长槽的上止点，同时推动板桥组合件隆起，活塞继续伸出时，滑栓将带动旋转锁套前行，直到桥板接触井壁，呈锚定状态为止，此时，旋转锁套停留在适当位置。如果停止加压，滑栓滑入短槽，活塞不能后退，仍保持锚定状态。如需解除锚定状态，只须再次加压，停压，滑栓滑入长槽，活塞在拉簧作用下后退回缩，拉动桥柱，板桥组合件恢复安装状态。下一次锚定，本锚定器会根据井壁磨损情况，自动调整旋转锁套位置(比如前行5mm)，这就保证了每次锚定都是可靠的。由以上的描述可见，本专利技术给出的裸眼井锚定器，操作是便捷的，无论是锚定、保持锚定、解除锚定，都只须液压操控，状态转换比较灵活，便于应对施工中的意外情况，达到了
技术介绍
中用框图所描绘的油田应用所希冀的状态。以下通过附图进一步说明。附图说明：图1是本专利技术机械原理图(密封圈略去未标注)。图2是长短槽平面展开图。图3是板桥组合件装配示意图，3a是安装态，3b是隆起态。图中：1下接头，2外套，3减振折叠簧，4桥柱，5销轴，6桥板，7均力环，8活塞，9滑栓，10旋转锁套，11滚珠，12单向锁环，13推力环，14液压缸，15拉簧，16中心管，17上接头。图4是油田现有的管柱一次下入从坐锚到解锚的过程。其中，外套2留有长条形豁口，以便安装桥板6。减振折叠簧3的一端用螺钉固定在下接头1上和均力环7上，另一端勾连在桥柱4上。中心管16上设有特种螺纹段，与单向锁环12上的特种螺纹相配合，使单向锁环只能接受一个方向推力，在不断的开合中跳动前进，在受到另一方向推力时，尤其以锥面作用于锁环的锥面时，锁环就会紧抱在中心管上，呈锁定状态。活塞8的后端连有拉簧15，具体连接方法是：在活塞后端开出螺旋槽，使拉簧旋入其中1-2圈，然后以焊接定位。拉簧另一端与液压缸14相连，具体连接方法是：在液压缸底端内圆面上留出螺旋突起，在活塞装入液压缸后，用工具牵拉拉簧，旋转液压缸，使拉簧进入螺旋突起中。具体实施例：本实施例给出一种适用于6-7″裸眼井酸化压裂作业的锚定器，其刚径φ140mm，内通径φ72mm，使用温度≤220℃，单一液压控制，可在一次下井中实现多次锚定、保持锚定和解除锚定的多种状态及任意相互转换。组装过程是：将拉簧15旋入活塞8外缘的螺旋槽中，用氩弧焊使其固定，上密封圈。将活塞8装入液压缸14，牵拉拉簧，旋转液压缸，使拉簧进入液压缸内的螺旋突起。在中心管16上，套入推力环13、单向锁环12、旋转锁套10，将推力环旋入锁套。将中心管插入液压缸14，当中心管台阶卡在液压缸底面时，装上接头17。装滑栓9。用螺钉将减振折叠簧3固定在下接头1上、固定在均力环7上。用螺钉将均力环固定在活塞上。装外套2，调整豁口位置对准均力环上的减振折叠簧。装下接头1，调整减振折叠簧对准豁口。将桥板6、桥柱4和销轴5组装成板桥组合件。最后将板桥组合件与减振折叠簧勾连，装入豁口。启动剪钉可以设在外套上，具体位置可以设在恰好挡住均力环处。在实验室可检验本锚定器的机械原理，状态转换及相应定性性能。本锚定器桥板厚度7mm，长度150mm，桥柱长度45mm。如果定义桥柱仰角为桥柱与轴线夹角，桥板面达到的外轮廓线为桥板外缘，那么板桥组合件的关联尺寸变化为：活塞伸出(mm)04884桥板外缘(mm)135170185桥柱跨度(mm)16812086桥柱仰角(°)204763上面的表格说明：安装时，桥柱有一初始仰角20°，桥柱初始跨度为168mm，桥板面低于刚体外缘。当活塞伸出48mm时，桥柱仰角增大到47°，桥板外缘达到170mm，桥柱跨度缩小到120mm，当活塞伸出86mm时，桥柱仰角增大到63°，桥板外缘达到185mm，桥柱跨度缩小到86mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的裸眼井锚定器，由中心管16、上接头17、下接头1、液压缸14、活塞8、拉簧15、板桥组合件：桥板6，桥柱4，销轴5，减振折叠簧3、旋转锁套10、滚珠11、滑栓9、单向锁环12、推力环13和外套2组成。

【技术特征摘要】
1.一种新型的裸眼井锚定器，由中心管16、上接头17、下接头1、液压缸14、活塞8、拉簧15、板桥组合件：桥板6，桥柱4，销轴5，减振折叠簧3、旋转锁套10、滚珠11、滑栓9、单向锁环12、推力环13和外套2组成。2.根据权利要求1所述的裸眼井锚定器，其特征在于，所述板桥组合件是本锚定器的锚定元件，它由1块桥板6和4条(或4条以上)桥柱4构成，桥柱之间有销轴5相连，桥板上面处理成粗糙面，桥板两侧设有裙边，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华臣，宋立成，
申请(专利权)人：天津统晟石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12