内压式套管预应力空心地锚制造技术

本实用新型专利技术涉及石油装备技术领域，具体公开了一种内压式套管预应力空心地锚，包括中心管、上接头、保护套、铣槽衬环、控制器、承压套、贮能器、活塞套、锥头套、锚爪和挡环。其中在中心管、锥头套、承压套、保护套以及铣槽衬环之间形成环空的活塞腔，活塞套滑动密封连接在活塞腔内，控制器和贮能器位于活塞腔内的顶部位置，通过贮能器释放出的内压推动活塞套、锥头套向下移动，再由锥头套推动锚爪展开形成倒刺状的锚形结构，并使展开的锚爪端部嵌入地层牢牢的锚定在井壁上，另外在活塞套向下移动后，位于活塞套底部的锁环与中心管上的马牙扣咬合，从而将活塞套的位置进行固定，进而增加了锚爪展开后的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
内压式套管预应力空心地锚
本技术涉及石油装备
，具体涉及一种内压式套管预应力空心地锚。
技术介绍
地锚是连接在热采井套管上的定位部件，在固井施工中，上提套管利用地锚向外侧张开呈倒刺状的锚爪使套管产生预应力，将套管进行固定；目前，一般采用液压的方式推动锚爪张开，但是采用液压推动时需要在中心管的管壁上打孔以及铣出压力腔，再通过地面上的输压管线将压力由打孔处注入压力腔推动锚爪张开。这种结构在使用中发现一些问题，由于在中心管打孔、铣槽破坏了中心管原有的刚性强度，输入压力过大时中心管容易变形，尤其时在后期使用中向套管内注入蒸汽时，由于中心管的结构强度降低，非常容易出现管体变形及早期损坏的问题；另外由于地锚随套管串下入井内较深的位置，采用地面输压的方式需要较长的输压管线，这也导致了压力供给的不稳定和输压管线泄漏难以维修的问题。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种内压式套管预应力空心地锚，其结构合理，利用内部产生的压力将锚爪张开，从而避免长距离的输送压力，同时相对于目前需要在中心管上打孔输压的方式，避免了对中心管原有刚性强度的破坏。本技术的技术方案是：内压式套管预应力空心地锚，包括中心管、上接头、保护套、铣槽衬环、控制器、承压套、贮能器、活塞套、锥头套、锚爪和挡环；所述上接头螺纹连接在中心管的顶部，所述上接头的外周中部螺纹连接有顶紧套，所述铣槽衬环位于上接头的下方套装在中心管的外周上，所述保护套套装在铣槽衬环的外周上，并且保护套的顶部与顶紧套的底部相接；所述锥头套套在中心管的中部与中心管滑动连接，所述承压套位于锥头套和保护套之间套在中心管的外周，所述中心管、锥头套、承压套、保护套以及铣槽衬环之间形成环空的活塞腔，所述活塞套滑动密封连接在活塞腔内，并且活塞腔内位于活塞套与铣槽衬环之间留有膨胀空间，所述控制器和贮能器安装在膨胀空间内，所述控制器和贮能器电连接,并通过控制器控制贮能器进行释放压力；所述挡环位于锥头套的下方固定连接在中心管的外周上，所述锚爪至少为两根，并且间隔环绕在中心管的外周上，所述锚爪的底部与挡环铰接，所述锚爪的顶部设有与锥头套底部配合的倾斜面。优选的，所述锚爪底部与锥头套之间设有扭簧，并通过扭簧将锚爪贴合在中心管的外侧。优选的，所述锚爪与中心管贴合的面为弧面，并且弧面与中心管的外周适配。优选的，所述中心管的外壁上与锚爪贴合的部分设有马牙扣，所述活塞套的内壁底部开设有环槽，所述环槽内设有锁环，所述锁环的内壁上设有与马牙扣适配的配合面。优选的，所述上接头、保护套、铣槽衬环以及中心管之间形成环空的腔体，所述腔体内封装有密封环。优选的，所述贮能器为气体发生器，所述控制器为遥控点火器或定时点火器。优选的，所述承压套的内壁上端设有环形台阶，并通过环形台阶将膨胀空间间隔成上下两部分，所述控制器和贮能器分别位于膨胀空间的上下两部分空间内，所述环形台阶上还开设有用于将控制器和贮能器电连接的穿线孔。本技术与现有技术相比较，具有以下优点：通过贮能器释放出的能量，在活塞腔内产生内压，从而推动活塞套和锥头套向下移动，再由锥头套推动锚爪展开，并形成倒刺状的锚形结构，展开后的锚爪端部嵌入井内的地层后，将套管牢牢的锚定在井壁上。通过控制器控制贮能器释放压力的结构，取缔了之前需要通过输压管线进行长距离的压力输送供给，不仅成本更低，而且避免了需要对中心管进行打孔、铣槽的作业，保留了中心管原有的刚性强度。另外活塞套向下移动后，位于活塞套底部的锁环与中心管上的马牙扣咬合，对活塞套的位置进行固定，从而增加了锚爪展开后的稳定性，以及增加锚爪嵌入地层的牢固性。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：1、上接头，2、顶紧套，3、保护套，4、密封环，5、铣槽衬环，6、控制器，7、穿线孔，8、承压套，9、贮能器，10、中心管，11、活塞套，12、锥头套，13、锁环，14、锚爪，15、挡环，16、膨胀空间，17、马牙扣。具体实施方式下面是结合附图和实施例对本技术进一步说明。实施例1内压式套管预应力空心地锚，包括中心管10、上接头1、保护套3、铣槽衬环5、控制器6、承压套8、贮能器9、活塞套11、锥头套12、锚爪14和挡环15。上接头1螺纹连接在中心管10的顶部，上接头1的外周中部螺纹连接有顶紧套2，铣槽衬环5位于上接头1的下方套装在中心管10的外周上，保护套3套装在铣槽衬环5的外周上，并且保护套3的顶部与顶紧套2的底部相接。锥头套12套在中心管10的中部与中心管10滑动连接，承压套8位于锥头套12和保护套3之间套在中心管10的外周，其中中心管10、锥头套12、承压套8、保护套3以及铣槽衬环5之间形成环空的活塞腔，活塞套11滑动密封连接在活塞腔内，并且活塞腔内位于活塞套11与铣槽衬环5之间留有膨胀空间16。控制器6和贮能器9安装在膨胀空间16内，控制器6和贮能器9电连接,并通过控制器6控制贮能器9进行释放压力推动活塞套11向下移动。挡环15位于锥头套12的下方固定连接在中心管10的外周上，锚爪14至少为两根，并且间隔环绕在中心管10的外周上，锚爪14的底部与挡环15铰接，锚爪14的顶部设有与锥头套12底部配合的倾斜面。工作原理：将本技术接在套管串上，进行常规的下套管作业，套管下到预定深度后，控制器6控制贮能器9进行压力释放，通过释放的压力将活塞套11向下推移，再由活塞套11向下推移锚爪14，使锚爪14展开并形成锚状的倒刺结构，展开后的锚爪14端部嵌入井内地层后，将套管牢牢的锚定在井壁上。值得注意的是贮能器9优选为气体发生器，控制器6优选为遥控点火器或定时点火器，该优选方式中气体发生器和点火器配合的工作原理类似于汽车的安全气囊，能够释放较大的压力来推动活塞套11向下移动；另外本实施例的贮能器9和控制器6并不局该优选方式，其它具有贮能释放压力的设备均可以作为本技术的备选方案，例如热敏膨胀材料、压缩气体等。实施例2本实施例是在实施例1的基础上进一步优化，具体是：锚爪14底部与锥头套12之间设有扭簧，并通过扭簧将锚爪14贴合在中心管10的外侧，另外锚爪14与中心管10贴合的面为弧面，并且弧面与中心管10的外周适配。上接头1、保护套3、铣槽衬环5以及中心管10之间形成环空的腔体，腔体内装有密封环4，通过密封环4增加活塞腔内的密封效果。中心管10的外壁上与锚爪14贴合的部分设有马牙扣17，活塞套11的内壁底部开设有环槽，环槽内设有锁环13，锁环13的内壁上设有与马牙扣17适配的配合面。在工作中控制器6控制贮能器9进行压力释放，通过释放的压力将活塞套11向下推移时，锁环13随活塞套11向下移动并与马牙扣17咬合，从而使移动到下方的活塞套11与中心管10牢固的固定在一起，从而提高了锚爪14展开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.内压式套管预应力空心地锚，其特征在于：包括中心管、上接头、保护套、铣槽衬环、控制器、承压套、贮能器、活塞套、锥头套、锚爪和挡环；/n所述上接头螺纹连接在中心管的顶部，所述上接头的外周中部螺纹连接有顶紧套，所述铣槽衬环位于上接头的下方套装在中心管的外周上，所述保护套套装在铣槽衬环的外周上，并且保护套的顶部与顶紧套的底部相接；/n所述锥头套套在中心管的中部与中心管滑动连接，所述承压套位于锥头套和保护套之间套在中心管的外周，所述中心管、锥头套、承压套、保护套以及铣槽衬环之间形成环空的活塞腔，所述活塞套滑动密封连接在活塞腔内，并且活塞腔内位于活塞套与铣槽衬环之间留有膨胀空间，所述控制器和贮能器安装在膨胀空间内，所述控制器和贮能器电连接,并通过控制器控制贮能器进行释放压力；/n所述挡环位于锥头套的下方固定连接在中心管的外周上，所述锚爪至少为两根，并且间隔环绕在中心管的外周上，所述锚爪的底部与挡环铰接，所述锚爪的顶部设有与锥头套底部配合的倾斜面。/n

【技术特征摘要】
1.内压式套管预应力空心地锚，其特征在于：包括中心管、上接头、保护套、铣槽衬环、控制器、承压套、贮能器、活塞套、锥头套、锚爪和挡环；
所述上接头螺纹连接在中心管的顶部，所述上接头的外周中部螺纹连接有顶紧套，所述铣槽衬环位于上接头的下方套装在中心管的外周上，所述保护套套装在铣槽衬环的外周上，并且保护套的顶部与顶紧套的底部相接；
所述锥头套套在中心管的中部与中心管滑动连接，所述承压套位于锥头套和保护套之间套在中心管的外周，所述中心管、锥头套、承压套、保护套以及铣槽衬环之间形成环空的活塞腔，所述活塞套滑动密封连接在活塞腔内，并且活塞腔内位于活塞套与铣槽衬环之间留有膨胀空间，所述控制器和贮能器安装在膨胀空间内，所述控制器和贮能器电连接,并通过控制器控制贮能器进行释放压力；
所述挡环位于锥头套的下方固定连接在中心管的外周上，所述锚爪至少为两根，并且间隔环绕在中心管的外周上，所述锚爪的底部与挡环铰接，所述锚爪的顶部设有与锥头套底部配合的倾斜面。


2.根据权利要求1所述的内压式套管预应力空心地锚，其特征在于：所述锚爪底部与锥头套之间设有扭簧，并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：周亚鸿，
申请(专利权)人：东营市靖驰石油科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37